信息技术发展

信息技术及其发展

信息技术是在信息科学的基本原理和方法下，获取信息、处理信息、传输信息和使用信息的应用技术总称。(获取，处理，传输，使用信息技术的总称)。

计算机软硬件

计算机硬件（ Computer Hardware ）是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。(组成计算机的硬件总称)。

计算机软件（ Computer 。由ware ）是指计算机系统中的程序及其文档。(软件就是程序和文档)。

计算机软件和硬件相互发展，相互促进，部分功能可由软件或硬件替代完成，所以软硬间在一定意义上没有绝对的分界线。

计算机网络

凡将地理位置不同，并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，且以功能完 的网络软件（网络协议、信息交换方式及网络操作系统 ）实现网络资源共 的系统，均可称为计算机网络。(由计算机连接起来组成的网络)。

网络协议标准

OSI模型，IEEE802协议族，TCP/IP协议族

软件定义网络（ Software Defined Network, SDN ）

从上到下分为应用平面(网络应用)，控制平面(控制器)，数据平面(通用硬件)

第5代通讯技术(5G)

满足物联网需求(提网速，降延迟，多通信)。

详细：增强移动带宽(eMBB,宽带提速)，超高可靠低时通信(uRLLC)，海量机器类通信(mMTC)。

存储和数据库

存储技术

存储技术主要涉及：存储容器，存储虚拟化，绿色存储技术。

按存储容器区分:

封闭系统存储，也就是拥有特定作用功能的服务器的存储，不具备拓展性。

开发系统存储，具备拓展性的系统服务器。

开发系统存储按存储设备位置区分：

内置存储，外挂存储。

外挂存储区分：

直连式存储(Direct-Attached Storage , DAS)，外接硬盘，U盘等。

网络存储（ Fabric-Attached Storage , FAS）。

FAS区分：

网络接存储（Network-Attached Storage, NAS ）,网盘。

存储区域网络（ Storage Area Network,SAN ），数据中心专用。

数据结构模型

数据库的核心，描述了数据库中结构化和操作数据的方法。

大类区分：关系模型，格式化数据模型。

格式化数据模型细分：层次模型，网状模型。

常用数据库类型

关系型数据库(SQL, SQL Server)，非关系型数据库（Not Only SQL, NoSQL, MongoDB)

数据仓库

数据仓库主要由数据源，数据存储管理，联机分析处理服务器，前端工具组成。

信息安全

信息安全基础：保密性，完整性，可用性。

加密解密

按加密算法区分：对称加密，非对称加密。

按密钥区分：对称密钥，非对称密钥。

新技术

安全行为分析技术，用户和实体行为分析（User and Entity Behavior Analytics, UEBA ）。

网络安全态势感知（Network Security Situation Awareness ）。

信息技术的发展

发展特征：

1.计算机体积变小，性能变强，功能变丰富，‘软件定义一切’成趋势。

2.计算机网络与通信技术不断融合。

3.存储和数据库技术不断发展。

4.安全技术不断发展，理念改变为以可信计算理念为核心的计算机安全。

新一代信息技术及应用

物联网

技术基础

主要区分为感知层(设备采集数据)，网络层(数据上云)，应用层(用户使用数据)

关键技术

传感器技术(RIFD)，传感网(MEMS)，应用系统框架(机器，传感器硬件，通信网络，中间件和应用)。

应用和发展

工作和生活的方方面面。

云计算

技术基础

云计算设施和服务

关键技术

虚拟化技术(容器技术，docker，K8S)，云存储技术，多租户和访问控制管理，云安全技术(云计算安全,保障云基础设施的安全,云安全技术服务)

应用和发展

“创新、垂直、混合、生态”这四大趋势伴随云计算快速发展。

大数据

技术基础

大数据从数据源到最终价值实现 般需要经过数据准备、数据存储与管理、数据分析和计算、数据治理和知识展现等过程，涉及数据模型、处理模型、计算理论以及与其相关的分布计算、分布存储平台技术、数据清洗和挖掘技术、流式计算和增量处理技术、数据质量控制等方面的研究。

主要特征:数据海量，数据类型多样，数据价值密度低，数据处理速度快。

关键技术

大数据获取技术

数据采集：分布式爬取，分布式高速高可靠采集，高速全网数据印象技术

数据整合：多源多模态信息集成模型，异构数据智能转换模型，异构数据集成的智能模式抽取和模式匹配算法，自动容错映射和转换模型及算法，整合信息的正确性验证方法，整合信息的 可用性评估方法

数据清洗：数据正确性语义模型、关联模型和数据约束规则，数 据错误模型和错误识别学习框架，针对不同错误类型的自动检测和修复算法，错误检测与修复结果的评估模型和评估方法

分布式数据处理技术

主流的分布式计算系统有 Hadoop Spark Storm。

在线大数据处理：Storm

离线处理：

Hadoop处理复杂离线大数据

Spark处理离线快速的大数据

大数据管理技术

大数据存储(MPP架构，hadoop衍生开发)，大数据协同，安全隐私。

大数据应用和服务技术

分析应用技术，可视化技术。

应用和发展

应用:互联网行业，公共政府领域，金融领域，工业领域，社会民生领域。

区块链

技术基础

区块链概念可以理解为以非对称加密算法为基础，以改进的默克尔树 Merkle Tree ）为数 据结构，使用共识机制、点对点网络、智能合约等技术结合而成的一种分布式存储数据库技术。

分类：共有链，联盟链，私有链，混合链。

特征：

多中心化(去中心化)

多方维护

时序数据

智能合约

不可篡改

开放共识

安全可信

关键基础

分布式账本，加密算法，共识机制

应用和发展

区块链将成为互联网的基础协议之一。

区块链架构的不同分层将承载不同的功能。

区块链的应用和发展呈螺旋式上升趋势。

人工智能AI

技术基础

从1956年至20世纪60年代开始发展至今。

关键技术

机器学习，自然语言处理，专家系统

应用和发展

从人工智能向人机混合智能发展。

从“人工＋智能”向自主智能系统发展。

人工智能将加速与其他学科领域交叉渗透。

人工智能产业将蓬勃发展。

人工智能的社会学将提上议程。

虚拟现实VR

技术基础

计算机相关技术发展。

关键技术

人机交互技术。

传感器技术。

动态环境建模技术(CAD等)。

系统集成技术。

应用和发展

硬件性能优化迭代加快。

网络技术的发展有效助力其应用化的程度。

虚拟现实 业要素加速融通。

元宇宙等理念带来的影响。

课后习题

选择题

1.关于信息技术的描述，不正确的是：信息技术是在信息科学的基本原理和方法下的关于一切信息的产生、信息的传输、信息的转化应用技术的总称。

解释：信息技术是在信息科学的基本原理和方法下，获取信息、处理信息、传输信息和使用信息的应用技术总称，并不产生信息只是获取，处理，传输和使用。

2.物联网关键技术主要涉及传感器技术、传感网和应用系统架构等。

3.人工智能关键技术主要涉及机器学习、自然语言处理、专家系统等技术。

4.关于云计算的描述，不正确的是：按照云计算服务提供的资源层次，可以分为基础设施即服务和平台即服务两种服务类型。

5.区块链有以下几种特性：多中心化、多方维护、时序数据、智能合约、开放共识、安全可信和不可篡改。

6.虚拟现实技术的主要特征包括：沉浸性、交互性、多感知性、构想性和自主性。

问答题

请概述云计算的主要服务模式有哪些。

按照云计算服务提供的资源层次，可以分为基础设施即服务（ Infrastructure as a Service,IaaS ）、平台即服务（ Platform as a Service, PaaS ）和软件即服务（ Software as a Service, Saas) 三种服务类型。(IaaS,PaaS, SaaS)

请简述大数据的技术架构是什么。

大数据技术架构可分为： 大数据获取技术，包括数据采集，数据整合，数据清洗。 分布式数据处理技术，主流技术有Spark,Hadoop,Storm。 大数据管理技术，比如MPP架构，Hadoop功能配套衍生。 大数据应用和服务技术，包括分析应用技术，可视化技术。

请简述区块链的共识机制。

// 目的 共识机制是为了解决数字货币中的共识问题。 // 作用 共识机制能保证分布式的计算机或软件程序协作 致，对系统的输入输出做出正确的响应。 // 思想 区块链的共识机制的思想是：在没有中心点总体协调的情况下，当某个记账节点提议区块数据增加或减少，并把该提议广播给所有的参与节点，所有节点要根据 定的规则和机制，对这一提议是否能够达成 致进行计算和处理。 // 特性 区块链的共识机制分析基于合规监管，性能效率，资源消耗和容错性考量。 // 具体机制 区块链共识机制主要有Pow,PoS,DPoS,Paxos,PBFT等。

知识点速查

信息技术及其发展

什么是信息技术？

计算机软硬件

计算机的硬件，软件是指啥，两者的关系是？

计算机网络

什么是计算机网络？

网络标准协议有哪些？

请解释SDN的含义？

第五代通讯技术有什么特点？

存储和数据库

存储技术有哪三个区分大类？

请列举至少三个数据结构模型。

常用的数据库类型分为哪两大类？

数据仓库是由哪4个部分构成？

信息安全

信息的安全性包含哪3个特性。

根据加密方式和密钥，加密解密可分为？

新列举现在流行的2个新的安全技术？

信息技术的发展

请说明信息技术当前发展的现状和趋势

新一代信息技术和应用

物联网

啥是物联网？

物联网的技术基础，关键技术是啥？

云计算

啥是云计算？

物联网的技术基础，关键技术是啥？

大数据

大数据的特征是？

大数据的关键技术有哪4大类？

区块链

什么是区块链？

区块链的分类和特征是？

区块链的关键技术有哪3个？

人工智能(AI)

AI的关键技术有哪3部分？

虚拟现实(VR)

VR的关键技术有哪4个？