## 第1章 问题1：自己设计一个通用的智能系统体系架构： 要求：1）满足智能校园应用的需要 2）能集成常见的大模型 ## 1 基本概念 - 具有“**一组完整功能**”的**程序**和**数据**的集合。 - 系统！=功能 - 系统体现的是**能力**，包括具备的**功能**、**系统指标**等 - 典型的系统：操作系统、数据库管理系统、各种应用系统等 **软件系统** **设计** - **针对“功能需求”** - 设计一个“**系统**”：具备足够“**能力**”，满足“**需求**” - “**系统**”具备独立的进化能力。 **体系架构** - 系统的“**物理组成结构”** - 包括多个“**构件或模块**” - 通过此“体系架构”构成的系统具备“能满足用户需要的功能” **物理上** - 基本架构 - 构件/模块 **能力上** - 功能 - 性能，扩展性、友好性等 ## 2 软件系统设计的步骤 **实现软件系统** **调研用户需求** **软件系统** **用户需求** - 功能需求 - 非功能需求 **设计** **编码** **3）选择产品/自己实现** - 主流产品 - 研究团队训练的模型/算法 - 自行实现的构件/模块 **1）设计基本架构** - 三层架构 - 智能架构 - 其他 **编码/实现** - 选择语言 - 选择开发框架 **2）设计构件** - 智能体 - 模型与算法 **编码完成系统运行** **每个构件做什么** **选择实现的方式** **整体结构** ### **三层架构** ## 3 常见的基本架构 ### 用户<-交互->系统 **系统对外功能**： 用户--使用系统， 系统--帮用户“做事情” 表示层 用户与系统的“交互界面” 业务逻辑层 业务逻辑处理模块 数据访问层 数据处理模块 mysql oracalDB **系统内部功能**： - 数据的处理。 “数据结构与算法。” - 业务的处理。 “问题建模与算法。” - 其他。 - 接口等 ### **智能架构** ## 3 常见的基本架构 ### **用户**人机交互**智能系统** **系统对外功能**： 交互方式“拟人化” 交互方式“可自适应” 功能“人机分配” 应用层 手机、平板、显示器等设备应用 智能层 感知 决策 语音、图像识别、动作捕捉等 意图识别、问题思考、决策等 动作 生成图像、声音、 调用系统功能等 数据层 语言库 知识库 信息库等 硬件层 人形机器人构造 感知、通信、计算能力等设备 ## 4 智能系统产业链--服务商产业图谱 ![image-20260901185842042](https://nas.chenalna.site/sata11-19012711369/images/image-20260901185842042.png) ## 4 智能系统产业链-代表厂商 ![image-20260901185859093](https://nas.chenalna.site/sata11-19012711369/images/image-20260901185859093.png) ## 4 智能系统产业链-基础层 基础层 1. AI芯片：联发科 寒武纪 海思半导体 2. 智能传感器 ：韦尔股份 兆易创新 华润微 3. 云服务：阿里云 华为云 腾讯云 数据服务、5G通信、AI模型生产等 硬件： 数据获取质量 软件： 数据的处理能力 是软件系统构件的 基础 ## 4 智能系统产业链-技术层 - **通用感知技术：** 感知：语音语义识别等 - 智能体构建 通用大模型 行业大模型 - 关键业务的模型算法 机器学习、知识图谱等 特殊业务需要专门的建模和训练 技术层：关键领域技术 关键通用技术 关键领域技术 计算机视觉 ：商汤科技 旷视科技 云深科技 语音识别 科大讯飞 阿里云 自然语音处理 拓尔斯 关键通用技术 机器学习：第四范式 九章云级 知识图谱：搜狗百度 ## 4 智能系统产业链-应用层 **应用载体：** 人形机器人，智能音响，无人机、汽车等 **应用场景：** 工厂车间、家居、驾驶等 产品服务 应用场景 产品服务 智能机器人 无人机等 应用场景 智慧医疗 智慧金融 智慧城市 指挥交通 只会加剧 智慧物流 智慧零售 智慧安防 ## 4 智能系统产业链—代表产品（大模型） 如claud/gpt-o3/gemini/GLM 等等 ## 5 电商平台案例-**电商业务的总过程** - **使用者：管理、业务运营者** 中间渠道商 供应商 消费电商 核心 角色 综合电商平台 经销商 生产基地 终端消费者 **交易** **供货** **供货** 专项生鲜平台 进口商 批发市场 **业务流程**： **角色-动作-数据（基础数据、流程、规则）** O2O平台 品牌商 农户养殖 **提供服务** 第三方 自建物流服务 第三方物流服务 集中仓储服务 分布仓储服务 质量检测服务 耗材提供服务 **业务目标**： **能力-目标** **控制手段：** 调整业务流程 调整数据 调整规则 ## 5 电商案例-1）消费者业务的需求分析 - **使用者：消费者、产品经理** 核心角色 **规则** **规则** **查看订单** （进度） **确认订单** （完成） **付款订单** （付款） **查看商品** **确认订单** （购买） **选择商品** 终端消费者 **规则** **规则** **规则** 接口 **交易** **规则** **规则** **规则** **规则** 电商系统 提供**商品** 展示清单 **确认订单** （完成） **确认订单** （付款） **确认订单** （购买） **提供信息** **供货** 供应商系统 **规则**：业务 流转规定 （单独模块） **动作**：101查看 102选择 103确认 104付款 105查看 106确认 201提供 202确认 203确认 204提供 205确认 **数据**：商品（基础数据） ，订单（业务数据，随着业务变化） ，信息（外部系统数据） **供货** **提供信息** 中间商系统 **提供服务** **接口：** 操作、数据（界面） 第三方系统 ## 5 电商案例-2）软件系统架构的分析 - **使用者：产品经理、系统架构师** 用户端 供应商APP 第三方APP 渠道商APP 电商APP 消费者APP 权限层 用户管理 **接口（网络协议）** 权限管理（动作对象） 角色管理 规则管理 算法层 查询算法 商品算法 物流预警 统计算法 商户推荐等 模型层 商户模型 用户模型 物流模型 工作流模型 其他模型 数据层 硬件层 基础数据 业务数据 规则数据 目标数据 其他数据 摄像头 **接口（网络协议或其他）** 指纹识别器 语音识别器 外接层 银行系统 税务系统 ## 5电商案例-3）软件系统架构的确定 - **使用者：系统架构师** 基于三层架构：界面层、中间层、数据层， 来放置我们的系统模块（重点是自己的代码模块） 任务1: 系统模块之间关系的 架构图 任务2: 各模块之间的接口（动作（参数）：返回值） 任务3:数据库设计（表、视图、触发器等） 任务4:尝试增加智能化模块（包括界面、中间（模型与算法）、相关数据） 注意：每个模块 都可能包括“界面、中间和数据” ## 5 电商案例-4）软件系统架构关键问题研究 - **使用者：技术研发工程师** 基础领域 界面自动生成技术 多通道信息识别技术 前端快速编码技术等 虚拟现实与增强现实技术 异构物联网信息处理技术 区块链等相关技术 …… 问题领域 消费者感兴趣产品推荐 电商优质客户识别 客户信誉评估技术 消费者行为模式评估技术 分布式智能化物流技术 …… **什么样的是技术？ 1）别人没有我有的能力，2）我的技术具有更好性能** **3）可以申请专利 4）每项技术 会 针对某功能或某性能 来说明。** ## 5 电商案例-5）系统架构的模块设计 - **使用者：产品经理、系统架构师（明确系统模块）** **1 基础数据管理模块**：商品 **2 流程定义器/设计模块**： 2.1 业务流程设计模块（图形设计） 流程、动作、规则 **2.2 规则验证模块（** 提供接口**）** **3 业务数据管理模块**：订单（包括订单信息**修改人与时间**） **4 外部系统模块**：第三方接口 **5 权限管理模块**：用户-角色-动作-约束 **5.1 用户管理模块：** 用户 **5.2 角色管理模块**：消费者，管理者（关联动作与约束，包括权限可用时间） 基础数据 （数据基本操作） 流程定义器 **1 用户管理模块：** 用户 **2 角色管理模块**：消费者，管理者 **3 基础数据管理模块**：商品，业务流程 （动作，规则） **4 业务数据管理模块**：订单 **5 规则验证模块：** 规则 **6 外部系统模块**：第三方接口 **7 权限管理模块**：用户-角色-动作-约束（规则） 业务数据 （业务单据基本操作） 权限管理 外部系统 ## 5 电商案例-6）开发技术的选择 - **使用者：系统架构师、技术工程师** Vue 其他 ELementUI Echarts Node 前端架构 整体架构 SpringMVC SpringBoot SpringCloud 模型架构 Flowable**工作流** Jbpm **工作流** TensorFlow **AI** Caffe **AI** BloombergGPT **金融大模型** 讯飞星火通用模型 文言一心通用模型 数据架构 Mybatis Hibernate 数据**云平台** 硬件层 天猫精灵相关 科大讯飞相关 华为自动驾驶相关 **各种公司提供产品，很多已经“跨越”层次，成为“一体化解决方案”** ## 6 课程的主要内容 - 软件系统与体系架构设计方法 - **基于 智能化校园案例 （提供案例说明书，每部分算一次小作业）** - **包括：需求分析，关键问题和相关技术研究、行业相关产业链，软件系统体系架构，软件系统实现技术，原型系统界面等。** - JavaEE开发技术架构技术 - **JavaEE的基础知识（需要进行课堂试卷考核）** - **JavaEE的SpringBoot，MVC，Cloud等技术（需要进行课堂实践考核）** - **前端开发框架的使用。（需要进行课堂实践考核）** - **JavaEE调用大模型、数据分析等工具、云服务等的方法。（需要进行课堂实践报告）**