Информационная инженерия

Информационная инженерия — это инженерная дисциплина, которая занимается созданием, распространением, анализом и использованием информации, данных и знаний в системах. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Поле впервые стало известно в начале 21 века.

Компоненты информационной инженерии включают в себя более теоретические области, такие как машинное обучение , искусственный интеллект , теория управления , обработка сигналов и теория информации , а также более прикладные области, такие как компьютерное зрение , обработка естественного языка , биоинформатика , обработка медицинских изображений , хеминформатика , автономная робототехника. , мобильная робототехника и телекоммуникации. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Многие из них происходят из информатики , а также других отраслей техники, таких 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 на вероятности , статистике, исчислении , линейной алгебре , оптимизации , дифференциальных уравнениях , вариационном исчислении и комплексном анализе .

Информационные инженеры часто ^{[ нужна ссылка ]} имеют степень в области информационной инженерии или смежной области и часто являются частью профессиональной организации, такой как Институт инженерии и технологий или Институт измерений и контроля . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Они заняты практически во всех отраслях промышленности благодаря широкому использованию информационной инженерии.

История

В 1980-х/1990-х годах термин информационная инженерия относился к области разработки программного обеспечения, которая в 2010-х/2020-х годах стала известна как инженерия данных . ^{[ 11 ]}

Элементы

Машинное обучение и статистика

Машинное обучение — это область, которая предполагает использование статистических и вероятностных методов, позволяющих компьютерам «обучаться» на данных без явного программирования. ^{[ 12 ]} Наука о данных предполагает применение машинного обучения для извлечения знаний из данных.

Подобласти машинного обучения включают глубокое обучение , обучение с учителем , обучение без учителя , обучение с подкреплением , полуконтролируемое обучение и активное обучение .

Причинно-следственный вывод — еще один связанный компонент информационной инженерии.

Теория управления

Теория управления относится к управлению ( непрерывными ) динамическими системами с целью избежать задержек, выбросов или нестабильности . ^{[ 13 ]} Информационные инженеры, как правило, больше сосредотачиваются на теории управления, а не на физическом проектировании систем и схем управления (что, как правило, относится к электротехнике).

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

Обработка сигналов

Обработка сигналов относится к генерации, анализу и использованию сигналов , которые могут принимать различные формы, такие как изображение , звук , электрические или биологические. ^{[ 14 ]}

Теория информации

Теория информации изучает анализ, передачу и хранение информации. Основные разделы теории информации включают кодирование и сжатие данных . ^{[ 15 ]}

Компьютерное зрение

Компьютерное зрение — это область, которая помогает компьютерам понимать изображения и видеоданные на высоком уровне. ^{[ 16 ]}

Обработка естественного языка

Обработка естественного языка направлена на то, чтобы компьютеры понимали человеческие (естественные) языки на высоком уровне. Обычно это означает текст , но также часто включает речи обработку и распознавание . ^{[ 17 ]}

Биоинформатика

Биоинформатика — это область, которая занимается анализом, обработкой и использованием биологических данных. ^{[ 18 ]} Обычно это подразумевает такие темы, как геномика и протеомика , а иногда также включает в себя обработку медицинских изображений .

Хеминформатика

Хеминформатика — это область, которая занимается анализом, обработкой и использованием химических данных. ^{[ 19 ]}

Робототехника

Робототехника в информационной инженерии фокусируется в основном на алгоритмах и компьютерных программах, используемых для управления роботами . Таким образом, информационная инженерия имеет тенденцию больше сосредотачиваться на автономных, мобильных или вероятностных роботах. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}^{[ 22 ]} Основные области, изучаемые информационными инженерами, включают управление , восприятие , SLAM и планирование движения . ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}

Инструменты

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 в информационной инженерии можно распараллелить , и поэтому в настоящее время информационная инженерия выполняется с использованием центральных процессоров , графических процессоров и ускорителей искусственного интеллекта . ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]} Также существует интерес к использованию квантовых компьютеров в некоторых областях информационной инженерии, таких как машинное обучение и робототехника . ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}^{[ 27 ]}

См. также

Аэрокосмическая техника - Отрасль машиностроения
Химическая инженерия - инженерная дисциплина, посвященная эксплуатации и проектированию химических предприятий.
Гражданское строительство - инженерная дисциплина, ориентированная на физическую инфраструктуру.
Инженерная информатика - дисциплина, сочетающая информационные технологии (ИТ) - или информатику - с инженерными концепциями.
Интернет вещей - структура, подобная Интернету, соединяющая повседневные физические объекты.
Список машиностроительных отраслей
Машиностроение – Инженерная дисциплина
Статистика - изучение сбора, анализа, интерпретации и представления данных.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Лекция 2009 г. | Прошлые лекции | Лекция Тьюринга BCS/IET | События | BCS – Сертифицированный институт информационных технологий» . www.bcs.org . Проверено 11 октября 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б Брэди, Майкл (2009). «Информационная инженерия и ее будущее» . Институт инженерии и технологий, лекция Тьюринга . Проверено 4 октября 2018 г.
^ Робертс, Стивен. «Введение в информационную инженерию» (PDF) . Оксфордская информационная инженерия . Проверено 4 октября 2018 г.
^ «Отдел информационной инженерии, CUHK» . www.ie.cuhk.edu.hk. Проверено 3 октября 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Информационная инженерия | Инженерный факультет» . www.eng.cam.ac.uk. Проверено 3 октября 2018 г.
^ «Главная/домашняя страница информационной инженерии» . www.robots.ox.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
^ «Информационная инженерия» . Warwick.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
^ «Академические партнеры и филиалы 2017/2018 – ИЭПП» . www.theiet.org . Архивировано из оригинала 4 октября 2018 года . Проверено 3 октября 2018 г.
^ «Электронная и информационная инженерия – Имперский колледж Лондона» . Высшее образование Times (THE) . Проверено 3 октября 2018 г.
^ «Аккредитация преподавания бакалавриата MEng | CUED» . Learning.eng.cam.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.
^ Блэк, Натан (15 января 2020 г.). «Что такое инженерия данных и почему это так важно?» . Квантхаб . Проверено 31 июля 2022 г.
^ Бишоп, Кристофер (2007). Распознавание образов и машинное обучение . Нью-Йорк: Springer-Verlag New York Inc. ISBN 978-0387310732 .
^ Найз, Норман (2015). Инженерия систем управления . Уайли. ISBN 978-1118170519 .
^ Лайонс, Ричард (2010). Понимание цифровой обработки сигналов . Прентис Холл. ISBN 978-0137027415 .
^ Обложка, Томас (2006). Элементы теории информации . Уайли-Интерсайенс. ISBN 978-0471241959 .
^ Дэвис, Эмлин (2017). Компьютерное зрение: принципы, алгоритмы, приложения, обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128092842 .
^ Юрафский, Дэниел (2008). Речевая и языковая обработка . Прентис Холл. ISBN 978-0131873216 .
^ Леск, Артур (2014). Введение в биоинформатику . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0199651566 .
^ Лич, Эндрю (2007). Введение в хемоинформатику . Спрингер. ISBN 978-1402062902 .
^ Jump up to: ^а ^б Зигварт, Роланд (2011). Введение в автономных мобильных роботов . МТИ Пресс. ISBN 978-0262015356 .
^ Jump up to: ^а ^б Келли, Алонзо (2013). Мобильная робототехника . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1107031159 .
^ Трун, Себастьян (2005). Вероятностная робототехника . МТИ Пресс. ISBN 978-0262201629 .
^ Баркер, Колин. «Как графический процессор стал сердцем искусственного интеллекта и машинного обучения» . ЗДНет . Проверено 3 октября 2018 г.
^ Кобелус, Джеймс. «Усиление искусственного интеллекта: взрыв новых аппаратных ускорителей искусственного интеллекта» . Инфомир . Проверено 3 октября 2018 г.
^ Виттек, Питер (2014). Квантовое машинное обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128100400 .
^ Шульд, Мария (2018). Контролируемое обучение с помощью квантовых компьютеров . Спрингер. ISBN 978-3319964232 .
^ Тандон, Пратик (2017). Квантовая робототехника . Издательство Морган и Клейпул. ISBN 978-1627059138 .

[turing1-1] Jump up to: ^а ^б «Лекция 2009 г. | Прошлые лекции | Лекция Тьюринга BCS/IET | События | BCS – Сертифицированный институт информационных технологий» . www.bcs.org . Проверено 11 октября 2018 г.

[turing2-2] Jump up to: ^а ^б Брэди, Майкл (2009). «Информационная инженерия и ее будущее» . Институт инженерии и технологий, лекция Тьюринга . Проверено 4 октября 2018 г.

[3] Робертс, Стивен. «Введение в информационную инженерию» (PDF) . Оксфордская информационная инженерия . Проверено 4 октября 2018 г.

[4] «Отдел информационной инженерии, CUHK» . www.ie.cuhk.edu.hk. Проверено 3 октября 2018 г.

[cued1-5] Jump up to: ^а ^б «Информационная инженерия | Инженерный факультет» . www.eng.cam.ac.uk. Проверено 3 октября 2018 г.

[6] «Главная/домашняя страница информационной инженерии» . www.robots.ox.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.

[7] «Информационная инженерия» . Warwick.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.

[8] «Академические партнеры и филиалы 2017/2018 – ИЭПП» . www.theiet.org . Архивировано из оригинала 4 октября 2018 года . Проверено 3 октября 2018 г.

[9] «Электронная и информационная инженерия – Имперский колледж Лондона» . Высшее образование Times (THE) . Проверено 3 октября 2018 г.

[10] «Аккредитация преподавания бакалавриата MEng | CUED» . Learning.eng.cam.ac.uk . Проверено 3 октября 2018 г.

[hist1-11] Блэк, Натан (15 января 2020 г.). «Что такое инженерия данных и почему это так важно?» . Квантхаб . Проверено 31 июля 2022 г.

[12] Бишоп, Кристофер (2007). Распознавание образов и машинное обучение . Нью-Йорк: Springer-Verlag New York Inc. ISBN 978-0387310732 .

[13] Найз, Норман (2015). Инженерия систем управления . Уайли. ISBN 978-1118170519 .

[14] Лайонс, Ричард (2010). Понимание цифровой обработки сигналов . Прентис Холл. ISBN 978-0137027415 .

[15] Обложка, Томас (2006). Элементы теории информации . Уайли-Интерсайенс. ISBN 978-0471241959 .

[16] Дэвис, Эмлин (2017). Компьютерное зрение: принципы, алгоритмы, приложения, обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128092842 .

[17] Юрафский, Дэниел (2008). Речевая и языковая обработка . Прентис Холл. ISBN 978-0131873216 .

[18] Леск, Артур (2014). Введение в биоинформатику . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0199651566 .

[19] Лич, Эндрю (2007). Введение в хемоинформатику . Спрингер. ISBN 978-1402062902 .

[siegwart-20] Jump up to: ^а ^б Зигварт, Роланд (2011). Введение в автономных мобильных роботов . МТИ Пресс. ISBN 978-0262015356 .

[kelly-21] Jump up to: ^а ^б Келли, Алонзо (2013). Мобильная робототехника . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1107031159 .

[thrun-22] Трун, Себастьян (2005). Вероятностная робототехника . МТИ Пресс. ISBN 978-0262201629 .

[23] Баркер, Колин. «Как графический процессор стал сердцем искусственного интеллекта и машинного обучения» . ЗДНет . Проверено 3 октября 2018 г.

[24] Кобелус, Джеймс. «Усиление искусственного интеллекта: взрыв новых аппаратных ускорителей искусственного интеллекта» . Инфомир . Проверено 3 октября 2018 г.

[25] Виттек, Питер (2014). Квантовое машинное обучение . Академическая пресса. ISBN 978-0128100400 .

[26] Шульд, Мария (2018). Контролируемое обучение с помощью квантовых компьютеров . Спрингер. ISBN 978-3319964232 .

[27] Тандон, Пратик (2017). Квантовая робототехника . Издательство Морган и Клейпул. ISBN 978-1627059138 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]