Informační inženýrství (obor) - Information engineering (field)

Tento článek je o inženýrské disciplíně. Přístup k softwarovému inženýrství viz Informační inženýrství.

Informační inženýrství je inženýrství disciplína zabývající se generováním, distribucí, analýzou a používáním informace, data, a znalost v systémech.[1][2][3][4][5][je zapotřebí lepší zdroj ] Pole bylo poprvé identifikovatelné na počátku 21. století.[Citace je zapotřebí ]

Příklad detekce objektu (stopka) v počítačovém vidění.
Detekce objektů pro stopka.

Součásti informačního inženýrství zahrnují více teoretických oborů jako např strojové učení, umělá inteligence, teorie řízení, zpracování signálu, a teorie informace a další použitá pole, například počítačové vidění, zpracování přirozeného jazyka, bioinformatika, lékařské zpracování obrazu, cheminformatika, autonomní robotika, mobilní robotika, a telekomunikace.[1][2][5][6][7] Mnoho z nich pochází z počítačová věda, stejně jako další odvětví strojírenství, jako je počítačové inženýrství, elektrotechnika, a bioinženýrství.

Příklad klastrování ve strojovém učení.
Příklad shlukování v strojové učení.

Oblast informačního inženýrství je silně založena na matematika, zejména pravděpodobnost, statistika, počet, lineární algebra, optimalizace, diferenciální rovnice, variační počet, a komplexní analýza.

Informační inženýři často[Citace je zapotřebí ] podrž stupeň v informačním inženýrství nebo související oblasti a jsou často součástí a profesionální tělo tak jako Instituce inženýrství a technologie nebo Ústav měření a regulace.[8][9][10] Jsou zaměstnáni téměř ve všech průmyslová odvětví kvůli širokému využívání informačního inženýrství.

Dějiny

Termín informační inženýrství zvyklý[Citace je zapotřebí ] viz a softwarové inženýrství metodologie, která je nyní běžněji známá jako inženýrství informačních technologií[Citace je zapotřebí ] nebo metodologie informačního inženýrství. Začalo to získávat svůj současný význam na začátku roku 21. století.[Citace je zapotřebí ]

Elementy

Strojové učení a statistiky

Hlavní článek: Strojové učení

Strojové učení je obor, který zahrnuje použití statistický a pravděpodobnostní metody k pronájmu počítače „učit se“ z dat, aniž by byly výslovně naprogramovány.[11] Věda o datech zahrnuje použití strojového učení k získání znalostí z dat.

Mezi podpole strojového učení patří hluboké učení, učení pod dohledem, neřízené učení, posilování učení, učení pod dohledem, a aktivní učení.

Kauzální závěr je další související složka informačního inženýrství.

Teorie řízení

Hlavní článek: Teorie řízení

Teorie řízení se týká kontroly (kontinuální ) dynamické systémy s cílem zabránit zpožděním, překročení nebo nestabilita.[12] Informační inženýři mají tendenci soustředit se spíše na teorii řízení než na fyzický návrh řídicích systémů a obvodů (který spadá pod elektrotechniku).

Podpole teorie řízení zahrnují klasické ovládání, optimální ovládání, a nelineární řízení.

Zpracování signálu

Hlavní článek: Zpracování signálu

Zpracování signálu se týká generování, analýzy a použití signály, které by mohly mít mnoho podob jako např obraz, zvuk, elektrické nebo biologické.[13]

Příklad toho, jak lze zpracování obrazu použít na rentgenografii.
Příklad toho, jak 2D Fourierova transformace lze použít k odstranění nežádoucích informací z Rentgenové skenování.

Informační teorie

Hlavní článek: Informační teorie

Informační teorie studuje analýzu, přenos a ukládání informací. Mezi hlavní podpole teorie informace patří kódování a komprese dat.[14]

Počítačové vidění

Hlavní článek: Počítačové vidění

Počítačové vidění je obor, který se zabývá přiměním počítačů porozumět obrazovým a video datům na vysoké úrovni.[15]

Zpracování přirozeného jazyka

Hlavní článek: Zpracování přirozeného jazyka

Zpracování přirozeného jazyka se zabývá přiměním počítačů porozumět lidským (přirozeným) jazykům na vysoké úrovni. To obvykle znamená text, ale také často zahrnuje zpracování řeči a uznání.[16]

Bioinformatika

Hlavní článek: Bioinformatika

Bioinformatika je obor, který se zabývá analýzou, zpracováním a používáním biologický data.[17] To obvykle znamená témata jako genomika a proteomika, a někdy také zahrnuje lékařské zpracování obrazu.

Cheminformatika

Hlavní článek: Cheminformatika

Cheminformatika je obor, který se zabývá analýzou, zpracováním a používáním chemikálie data.[18]

Robotika

Hlavní článek: Robotika

Robotika v informačním inženýrství se zaměřuje hlavně na algoritmy a počítačové programy slouží k ovládání roboti. Informační inženýrství má tendenci se více zaměřovat na autonomní, mobilní nebo pravděpodobnostní roboty.[19][20][21] Mezi hlavní podpole studovaná informačními inženýry patří řízení, vnímání, SLAM, a plánování pohybu.[19][20]

Nástroje

V minulosti byly použity některé oblasti v informačním inženýrství, jako je zpracování signálu analogová elektronika, ale v dnešní době je většina informačního inženýrství hotová digitální počítače. Mnoho úkolů v informačním inženýrství může být paralelně, a tak se v dnešní době informační inženýrství provádí pomocí CPU, GPU, a Urychlovače AI.[22][23] Rovněž byl zájem o použití kvantové počítače pro některá podpole informačního inženýrství jako např strojové učení a robotika.[24][25][26]

Viz také

Reference

  1. ^ A b "Přednáška 2009 | Minulé přednášky | BCS / IET Turingova přednáška | Akce | BCS - Chartered Institute for IT". www.bcs.org. Citováno 2018-10-11.
  2. ^ A b Brady, Michael (2009). „Informační inženýrství a jeho budoucnost“. Institution of Engineering and Technology, Turing Lecture. Citováno 2018-10-04.
  3. ^ Roberts, Stephen. "Úvod do informačního inženýrství" (PDF). Oxfordské informační inženýrství. Citováno 2018-10-04.
  4. ^ "Katedra informačního inženýrství, ČUHK". www.ie.cuhk.edu.hk. Citováno 2018-10-03.
  5. ^ A b "Informační inženýrství | Katedra strojírenství". www.eng.cam.ac.uk. Citováno 2018-10-03.
  6. ^ „Informační inženýrství hlavní / domovská stránka“. www.robots.ox.ac.uk. Citováno 2018-10-03.
  7. ^ "Informační inženýrství". warwick.ac.uk. Citováno 2018-10-03.
  8. ^ „Akademičtí partneři a přidružené společnosti 2017/2018 - IET“. www.theiet.org. Citováno 2018-10-03.
  9. ^ „Elektronické a informační inženýrství - Imperial College London“. Times Higher Education (THE). Citováno 2018-10-03.
  10. ^ "Akreditace MEng | vysokoškolská výuka CUED". teach.eng.cam.ac.uk. Citováno 2018-10-03.
  11. ^ Bishop, Christopher (2007). Rozpoznávání vzorů a strojové učení. New York: Springer-Verlag New York Inc. ISBN  978-0387310732.
  12. ^ Nise, Norman (2015). Inženýrství řídicích systémů. Wiley. ISBN  978-1118170519.
  13. ^ Lyons, Richard (2010). Porozumění zpracování digitálního signálu. Prentice Hall. ISBN  978-0137027415.
  14. ^ Cover, Thomas (2006). Základy teorie informace. Wiley-Interscience. ISBN  978-0471241959.
  15. ^ Davies, Emlyn (2017). Počítačové vidění: Principy, Algoritmy, Aplikace, Učení. Akademický tisk. ISBN  978-0128092842.
  16. ^ Jurafsky, Daniel (2008). Zpracování řeči a jazyka. Prentice Hall. ISBN  978-0131873216.
  17. ^ Lesk, Arthur (2014). Úvod do bioinformatiky. Oxford University Press. ISBN  978-0199651566.
  18. ^ Leach, Andrew (2007). Úvod do chemoinformatiky. Springer. ISBN  978-1402062902.
  19. ^ A b Siegwart, Roland (2011). Úvod do autonomních mobilních robotů. MIT Stiskněte. ISBN  978-0262015356.
  20. ^ A b Kelly, Alonzo (2013). Mobilní robotika. Cambridge University Press. ISBN  978-1107031159.
  21. ^ Thrun, Sebastian (2005). Pravděpodobnostní robotika. MIT Stiskněte. ISBN  978-0262201629.
  22. ^ Barker, Colin. „Jak se GPU stalo srdcem AI a strojového učení | ZDNet“. ZDNet. Citováno 2018-10-03.
  23. ^ Kobielus, James. „Napájení umělé inteligence: exploze nových hardwarových akcelerátorů AI“. InfoWorld. Citováno 2018-10-03.
  24. ^ Wittek, Peter (2014). Kvantové strojové učení. Akademický tisk. ISBN  978-0128100400.
  25. ^ Schuld, Maria (2018). Kontrolované učení s kvantovými počítači. Springer. ISBN  978-3319964232.
  26. ^ Tandon, Prateek (2017). Kvantová robotika. Vydavatelé Morgan & Claypool. ISBN  978-1627059138.