数据、算力和算法是信息技术的三大基石。从云计算到大数据再到深度学习，本质上是从算力到数据再到算法的迭代创新，近年来大数据在海量处理方面有了重要突破，云计算在海量IT资源组织方面有了突破，从而释放了算法的潜力，掀起人工智能的浪潮。数据和算力是信息系统的物质基础，算法则是信息系统的灵魂，算法能够指数级地释放数据和算力的价值，应用好、改进好算法成为新一轮信息技术发展的关键。
算法应用领域不断扩大
算法是可被图灵机等效系统所运行的一系列逻辑和算数运算指令的有序排列。可分为规则型算法、学习型（机器学习算法）算法和终极算法三类。上世纪50年代的电子计算机就是为执行算法而生的，规则型算法随之出现，目前的热点技术区块链智能合约就是为自定义算法合约规则提供分布式对等运行环境。学习型算法也是在上世纪50年代就开始出现的，1952年出现了第一个具有学习能力的程序，深度学习在2006年出现，并在图像、语音处理方面表现出色，因此引发新一轮人工智能热潮。终极算法是解决问题的通用算法，理论上可以取代任何算法，其在计算机科学的地位类似物理学里面的统一场论，目前还处于初级探索阶段，尚无明显进展。
从应用广度上看，算法应用领域不断扩大。信息技术渗透到哪个领域，算法就进入哪个领域，随着时间的推移，算法载体从独立电脑、嵌入式设备再到各种智能设备，算法的作用边界已经从单机软件到企业业务流程平台，到企业生产自动控制系统再扩大，到对社会有重大影响的平台经济。未来随着数字经济的快速发展，算法的作用有加速进一步扩大的趋势。
从应用深度看，算法产生的影响不断加深。从农业社会到工业社会再到信息社会，生产生活的决策从依赖经验到依赖信息，最终进化到依赖算法。基于大规模数据和算力，算法将主导人类生活和生产。人类的生活将从逐渐重视算法的建议到直接接受算法的指令。以餐饮为例，从一开始的在家自己做，到通过信息平台找好吃的，到最终由算法定制食谱自动下单。同时，人类的贸易、制造和投资也正从逐渐重视算法的决策支持到接受算法的自动驱动，比如从早期ERP系统提供定期的库存分析到目前大型电商平台的实时自动分布式库存管理。
算法是数字技术的核心
数字技术是数字经济的核心驱动力。根据中国信通院发布的数字经济白皮书，数字经济是一种技术经济范式，数字技术可以作为一种通用目的的技术，广泛应用到经济社会各行各业，成为数字经济的关键生产要素，是数字经济发展的核心驱动力。这里提到，数字技术是数字经济的关键生产要素，数字技术包括网络技术、硬件技术和软件技术，人工智能、大数据、云计算、物联网、虚拟现实等都属于新一代数字技术。
算法是数字技术的核心，不断提升网络、硬件、软件的支撑能力。在网络技术方面，物理层的信号传播预测、信号调制解调、抗衰落等信号处理算法，以及网络层的路由协议、数据压缩存储算法等都是网络的核心技术。此外，华为在俄罗斯、法国设立了专门的数学研究所，也能说明算法在网络方面的重要性。在硬件技术方面，芯片电路设计本身就是算法的体现，例如工业控制领域MCU使用的PID控制算法、DSP芯片数据处理算法。此外，算法也经常被用于嵌入式编程来提升硬件能力。在软件技术方面，算法的作用更为明显，搜索引擎、网约车匹配、交通路线规划等更是依赖专门的算法而大显神通。
算法在新一代数字技术中发挥关键作用。从云管端的角度来看，云计算、大数据、物联网、虚拟/增强现实、人工智能等新一代信息技术实现了云端、管道、终端技术升级和应用，算法是其中核心思想的体现。云计算本质是服务器资源的组织管理，其核心是资源调度算法，通过hyperviser给每一台虚拟机分配内存、CPU、网络和磁盘资源。大数据本质是数据的组织管理，其核心是分布式计算存储算法，其中分布式文件系统HDFS将一个文件存储在多台服务器，而MapReduce实现计算任务的分布式调度。物联网的本质是终端资源的组织管理，其核心是自组织路由算法。通过无线传感器网络，实现节点自组织、自动配置管理、自动协作交换信息。虚拟/增强现实本质是人际交互设备的升级，其核心是现实、感知、追踪等算法，实现近眼显示、渲染处理、感知交互等功能。人工智能实质是应用优化，其核心是深度学习算法，自然语言处理、计算机视觉、语音识别等基础技术基于算法实现，应用于机器人、金融、医疗、安防、家居等领域。
算法广泛应用于各个领域，促进数字经济融合发展。在农业方面，算法通过遥感影像分析、农业机器人、农业灌溉优化配置、农业仿真、农业车辆定位等技术，不断提升农业生产、营销、服务水平。在制造业方面，算法在设计软件、智能装备、故障诊断等领域发挥较大作用。从工业3.0到工业4.0的本质是算法的升级，以工业机器人为例，在原有的规则为主的算法基础上，融合机器学习算法，形成智能机器人。在服务业方面，算法渗透到社会生产生活的各个环节，通过自动化调度资源促进市场供需匹配，从而节约社会资源、提升社会整体运行效率，以出行应用滴滴为例，通过数据精准分析匹配供需，连接乘客和司机，滴滴快专车的平均应答率超过90%，远超传统路边扬招60%的成功率。
算法应用创新改变人类生产生活方式
从生活角度看，算法的创新应用主要体现在两方面，一方面提供个性化服务，例如资讯领域，目前算法推荐引擎得到越来越多的利用，由算法根据用户喜好编排提供给用户阅读的内容。另一方面，算法给我们带来新的生活方式，最典型的就是无人驾驶，由算法驱动的无人驾驶将带来汽车行业100年以来的突破性变革，算法将传感器、数据等连接起来，收集环境信息、实时分析、控制汽车运动，只有在紧急情况下需要人的参与，甚至完全不需要人工干预。
从生产角度看，算法可以提高生产效率、解放劳动力、产生新型业务模式。算法替代人类的一部分工作，直接影响就是提高生产效率和解放劳动力。此外，算法可以促进产生新型的业务模式。以互联网广告为例，传统的互联网广告主体包括广告主、广告代理商以及互联网媒体，广告主通过代理商购买固定媒体的固定广告位实现广告投放，这种广告模式下只有其中三分之一的广告是曝光给目标人群看的。而RTB（Real Time Bidding，实时竞价）就是通过算法实时、精准匹配广告供需双方，因此产生了新型的互联网广告服务生态，提高了媒体的资源利用效率、广告主的投资回报率以及受众的接受度，实现三赢。
未来，算法将会给我们的生产生活带来更多改变，同时为企业带来新的机会和挑战，如何应用算法解决实际问题将是关键。
作者简介
李曼，现就职于中国信息通信研究院产业与规划研究所。
联系方式：liman1@caict.ac.cn
谢智刚，中国信息通信研究院产业与规划研究所大数据与数字经济研究部副主任。
联系方式：xiezhigang@caict.ac.cn
来 源：人民邮电报
校 审 | 陈 力、 陆 廷
编 辑 | 凌 霄
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