Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья об инженерной дисциплине. Для подхода к разработке программного обеспечения см. Информационная инженерия .

Информационная инженерия - это инженерная дисциплина, которая занимается созданием, распределением, анализом и использованием информации , данных и знаний в системах. [1] [2] [3] [4] [5] [ нужен лучший источник ] Эта область впервые стала идентифицироваться в начале 21 века . [ необходима цитата ]

Пример обнаружения объекта (знака остановки) в компьютерном зрении.
Обнаружение объекта по знаку остановки .

Компоненты информационной инженерии включают в себя больше теоретических областей, таких как машинное обучение , искусственный интеллект , теория управления , обработка сигналов и теория информации , и более прикладные области, такие как компьютерное зрение , обработка естественного языка , биоинформатика , вычисление медицинских изображений , хеминформатика , автономная робототехника. , мобильная робототехника и телекоммуникации . [1] [2] [5] [6] [7] Многие из них происходят изинформатика , а также другие отрасли инженерии, такие как компьютерная инженерия , электротехника и биоинженерия .

Пример кластеризации в машинном обучении.
Пример кластеризации в машинном обучении .

Область информационной инженерии в значительной степени основана на математике , особенно вероятности , статистике , исчислении , линейной алгебре , оптимизации , дифференциальных уравнениях , вариационном исчислении и комплексном анализе .

Информационные инженеры часто [ цитата необходима ] имеют степень в области информационной инженерии или смежной области и часто являются частью профессиональной организации, такой как Институт инженерии и технологий или Институт измерения и контроля . [8] [9] [10] Они используются почти во всех отраслях промышленности в связи с широким использованием информационной инженерии.

История [ править ]

Термин « информационная инженерия», используемый для обозначения [ необходима ссылка ], относится к методологии разработки программного обеспечения, которая теперь более известна как инженерия информационных технологий [ требуется ссылка ] или методология информационной инженерии. Свой нынешний смысл он начал приобретать в начале 21 века . [ необходима цитата ]

Элементы [ править ]

Машинное обучение и статистика [ править ]

Основная статья: Машинное обучение

Машинное обучение - это область, в которой используются статистические и вероятностные методы, позволяющие компьютерам «учиться» на данных без явного программирования. [11] Наука о данных предполагает применение машинного обучения для извлечения знаний из данных.

Подполь машинного обучения включает в себя глубокое изучение , контролируемое обучение , бесконтрольное обучение , обучение с подкреплением , полуобучаемое обучение и активное обучение .

Причинный вывод - еще один связанный компонент информационной инженерии.

Теория управления [ править ]

Основная статья: Теория управления

Теория управления относится к управлению ( непрерывными ) динамическими системами с целью предотвращения задержек, выбросов или нестабильности . [12] Инженеры по информационным технологиям, как правило, больше сосредотачиваются на теории управления, чем на физическом проектировании систем и схем управления (что, как правило, относится к области электротехники).

Подполя теории управления включают классическое управление , оптимальное управление и нелинейное управление .

Обработка сигнала [ править ]

Основная статья: Обработка сигналов

Обработка сигналов относится к генерации, анализу и использованию сигналов , которые могут принимать различные формы, такие как изображение , звук , электрические или биологические. [13]

Пример использования двумерного преобразования Фурье для удаления нежелательной информации из рентгеновского сканирования .

Теория информации [ править ]

Основная статья: Теория информации

Теория информации изучает анализ, передачу и хранение информации. Основные области теории информации включают кодирование и сжатие данных . [14]

Компьютерное зрение [ править ]

Основная статья: Компьютерное зрение

Компьютерное зрение - это область, которая помогает компьютерам понимать изображения и видео на высоком уровне. [15]

Обработка естественного языка [ править ]

Основная статья: Обработка естественного языка

Обработка естественного языка связана с тем, чтобы компьютеры понимали человеческие (естественные) языки на высоком уровне. Обычно это означает текст , но также часто включает обработку и распознавание речи . [16]

Биоинформатика [ править ]

Основная статья: Биоинформатика

Биоинформатика - это область, которая занимается анализом, обработкой и использованием биологических данных. [17] Это обычно означает такие темы, как геномика и протеомика , а иногда также включает в себя обработку медицинских изображений .

Химинформатика [ править ]

Основная статья: Хеминформатика

Химинформатика - это область, которая занимается анализом, обработкой и использованием химических данных. [18]

Робототехника [ править ]

Основная статья: Робототехника

Робототехника в информационной инженерии в основном фокусируется на алгоритмах и компьютерных программах, используемых для управления роботами . Таким образом, информационная инженерия, как правило, больше фокусируется на автономных, мобильных или вероятностных роботах. [19] [20] [21] Основные подполя, изучаемые информационными инженерами, включают управление , восприятие , SLAM и планирование движения . [19] [20]

Инструменты [ править ]

В прошлом в некоторых областях информационной инженерии, таких как обработка сигналов, использовалась аналоговая электроника , но в настоящее время большая часть информационной инженерии выполняется с помощью цифровых компьютеров . Многие задачи информационной инженерии можно распараллелить , поэтому в настоящее время информационная инженерия выполняется с использованием центральных процессоров , графических процессоров и ускорителей искусственного интеллекта . [22] [23] Также проявился интерес к использованию квантовых компьютеров в некоторых областях информационной инженерии, таких как машинное обучение и робототехника . [24] [25] [26]

См. Также [ править ]

  • Аэрокосмическая техника
  • Химическая инженерия
  • Гражданское строительство
  • Интернет вещей
  • Список инженерных отраслей
  • Машиностроение
  • Статистика

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "Лекция 2009 г. | Прошедшие лекции | Лекция Тьюринга BCS / IET | События | BCS - Сертифицированный институт ИТ" . www.bcs.org . Проверено 11 октября 2018 .
  2. ^ a b Брэди, Майкл (2009). «Информационная инженерия и ее будущее» . Институт инженерии и технологий, лекция Тьюринга . Проверено 4 октября 2018 .
  3. ^ Робертс, Стивен. «Введение в информационную инженерию» (PDF) . Оксфордская информационная инженерия . Проверено 4 октября 2018 .
  4. ^ "Департамент информационной инженерии, CUHK" . www.ie.cuhk.edu.hk . Проверено 3 октября 2018 .
  5. ^ а б «Информационная инженерия | Инженерный отдел» . www.eng.cam.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 .
  6. ^ "Информационная инженерия Главная / Домашняя страница" . www.robots.ox.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 .
  7. ^ «Информационная инженерия» . warwick.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 .
  8. ^ «Академические партнеры и аффилированные лица 2017/2018 - IET» . www.theiet.org . Проверено 3 октября 2018 .
  9. ^ "Электронная и информационная инженерия - Имперский колледж Лондона" . Times Higher Education (THE) . Проверено 3 октября 2018 .
  10. ^ "Аккредитация бакалавриата MEng | CUED" . training.eng.cam.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 .
  11. ^ Епископ, Кристофер (2007). Распознавание образов и машинное обучение . Нью-Йорк: ISBN компании Springer-Verlag New York Inc. 978-0387310732.
  12. ^ Найз, Норман (2015). Разработка систем управления . Вайли. ISBN 978-1118170519.
  13. ^ Лайонс, Ричард (2010). Понимание цифровой обработки сигналов . Прентис Холл. ISBN 978-0137027415.
  14. ^ Обложка, Томас (2006). Элементы теории информации . Wiley-Interscience. ISBN 978-0471241959.
  15. ^ Дэвис, Эмлин (2017). Компьютерное зрение: принципы, алгоритмы, приложения, обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128092842.
  16. ^ Jurafsky, Daniel (2008). Обработка речи и языка . Прентис Холл. ISBN 978-0131873216.
  17. ^ Lesk, Артур (2014). Введение в биоинформатику . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0199651566.
  18. ^ Лич, Эндрю (2007). Введение в хемоинформатику . Springer. ISBN 978-1402062902.
  19. ^ a b Зигварт, Роланд (2011). Введение в автономных мобильных роботов . MIT Press. ISBN 978-0262015356.
  20. ^ a b Келли, Алонзо (2013). Мобильная робототехника . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1107031159.
  21. ^ Thrun, Себастьян (2005). Вероятностная робототехника . MIT Press. ISBN 978-0262201629.
  22. ^ Баркер, Колин. «Как графический процессор стал сердцем ИИ и машинного обучения | ZDNet» . ZDNet . Проверено 3 октября 2018 .
  23. ^ Kobielus, Джеймс. «Питание искусственного интеллекта: взрыв новых аппаратных ускорителей искусственного интеллекта» . InfoWorld . Проверено 3 октября 2018 .
  24. ^ Виттек, Питер (2014). Квантовое машинное обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128100400.
  25. ^ Шульд, Мария (2018). Обучение с учителем с помощью квантовых компьютеров . Springer. ISBN 978-3319964232.
  26. ^ Tandon, Prateek (2017). Квантовая робототехника . Издатели Morgan & Claypool. ISBN 978-1627059138.