本章内容：软件硬件、网络、存储、新技术。
文章目录
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- [2.1 信息技术及其发展](#2.1 信息技术及其发展)
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- [2.1.1 计算机硬件](#2.1.1 计算机硬件)
- [2.1.2 计算机网络](#2.1.2 计算机网络)
- [2.1.3 存储和数据库](#2.1.3 存储和数据库)
- [2.1.4 信息安全](#2.1.4 信息安全)
- [2.2 新一代信息技术](#2.2 新一代信息技术)
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- [2.2.1 物联网](#2.2.1 物联网)
- [2.2.2 云计算](#2.2.2 云计算)
- [2.2.3 大数据](#2.2.3 大数据)
- [2.2.4 区块链](#2.2.4 区块链)
- [2.2.5 人工智能](#2.2.5 人工智能)
- 虚拟现实
2.1 信息技术及其发展
信息技术：
定义：获取、处理、传输和使用信息的应用技术。
包括：物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能、虚拟现实。
2.1.1 计算机硬件
2.1.2 计算机网络
类型
网络标准协议：OSI协议。
7层协议：物联网叔会使用
IEEE 802协议族
802.3：以太网协议
802.11： 无线局域网协议
TCP/IP协议
4层协议：（物联）网叔用
- 应用层协议：FPT, TFTP, HTTP SMTP DHCP TELNET DNS SNMP
- 传输层：tcp udp
- 网络层：arp rarp ip icmp igmp
- 网络接口层：RS232 V.35, RJ-45
软件定义网络（SDN）：
在软件定义的网络中，可以在线上使用软件进行 网络流量控制。
分层（从下到上），分部分：
- 数据平面：交换机组成，硬件层
- 控制平面：掌握全局网络信息，负责各种转发规则的控制
- 应用平面：基于SDN的网络应用
数据平面与控制平面通信：SDN控制数据平面接口，OpenFlow协议。
应用平面与控制平面通信：SDN北向接口，
5G：
特点：高速率，低时延，大连接。
4g中的是中低频。5g使用的是中低频和高频。
低频特点是连接广，高频的特点是速度快
应用场景：
- 增强移动宽带：提升用户体验
- 超高可靠低时延通信：自动驾驶、工业控制、远程医疗
- 海量机器类通信：智慧城市，数据采集，智能家居
2.1.3 存储和数据库
存储技术
根据服务器类型分类：
对比：
存储虚拟化：
是云存储的核心技术。把多个网络资源整合起来提供统一接口。
绿色存储：
更加环保的存储设备（耗电少等）
数据结构模型：
描述了数据结构化方法，数据如何描述。数据支持的操作（增删改查）。
数据结构模型分类：
- 层次模型：用树的结构表示。
- 网状模型：有向图。可以有多个根节点，子节点可以有多个父亲。
- 关系模型：二维表格。
网状和层析结构已经解决了：数据集中和共享的问题。但是缺乏：数据独立、数据抽象
关系模型的特点：
- 数据结构单一：实体和实体之间的联系都是关系，关系就是二维表格。
- 关系规范化：
- 简单
数据库类型分为：sql， nosql
关系型数据库：表格
非关系型数据库：文档、键值对、图结构， 列存储。
对比：
数据库和数据仓库：
数据仓库是数据量更大的数据库。面向主题的、集成好的数据。用于数据挖掘和数据分析，辅助决策。
数据库一般存储业务数据，数据仓库存储历史数据
数据集市：小型数据仓库
操作数据存储：数据集合？
数据模型：XXX
人工关系：XXX
数据仓库结构：数据源，数据存储与管理、联机分析处理（OLAP服务器），前端工具
2.1.4 信息安全
信息安全的目的是保证数据的：
- 保密性
- 完整性
- 可用性
信息安全划分为：
- 设备安全
- 数据安全
- 内容安全
- 行为安全
加密解密：
对称加密：如DES算法
非对称加密：如RSA算法。加密密钥公开，解密的密钥要保密。
安全行为分析技术：
定义：简单说就是 管理内部人员的危险行为。
用户和实体行为分析（UEBA）提供了完整的算法来评估风险。包括3层：
- 数据获取层
- 算法分析层
- 场景应用层
网络安全态势感知
定义：提前通过网络中的数据，预测网通罗态势，发现网络风险。
关键技术：多元异构数据的汇聚融合。面向对类型的网络安全维系评估，网络安全态势评估与决策，网络安全态势可视化
2.2 新一代信息技术
新一代信息技术包括：
物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能、虚拟现实。
2.2.1 物联网
the internet of things :lot
物联网解决：物与物、物与人，人与人之间的连接
物联网的技术架构：
- 感知层：各种传感器，摄像头
- 网络层：互联网等，用于传递信息。
- 应用层： 结合需求实现智能应用。
3个关键技术：传感器，传感网（各种传感器构成网络），应用系统框架（涉及机器、传感器、通信网络、中间件、应用）
2.2.2 云计算
定义：通过网络云，将巨大的计算处理程序分解成多个小程序，通过多个服务器计算后将结果返回给应用。
云计算涉及分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗余、虚拟化。
提供软件资源、计算资源、存储资源、信息资源。
特点是：快速、按需、弹性。
3层架构：
- 基础设施即服务 iaas：基础设施就是硬件。把硬件租给用户就是把基础设施当成服务。
- 平台即服务 paas：各种平台应用，开发包等。
- 软件即服务 saas：出租各种web软件，例如租一个零售系统。
关键技术：
- 虚拟化：cpu虚拟化使得用户在一个机器上运行多个操作系统，多个应用。容器是一种全新的虚拟化技术。
- 云存储技术：支持快速处理、多地访问。
- 多租户和访问控制管理：多用于静态分配用户的权限。
- 云安全技术：两个方面：数据完整、隐私、可用。以及病毒防护等安全防护。
2.2.3 大数据
海量、高增长的数据，
特征：
- 数据海量
- 数据类型多样：日志、音频、视频、图片、地理位置
- 价值密度低
- 数据处理速度快
关键技术：
- 大数据获取技术：采集、整合、清洗
- 分布式数据处理技术：分解任务给多个机器
- 大数据管理技术：协同、安全、隐私、存储
- 大数据应用和服务技术：使用，可视化分级结果
2.2.4 区块链
特点：
- 多中心化存储、
- 多方维护：
- 时序数据：带有时间信息
- 智能合约。
- 不可篡改
- 开放共识：
- 安全可信：
用于：
匿名匿名在线支付等
应用？
分布式账本、非对称加密、共识机制（通过投票决定达成共识）
关键技术：
数据基础处理、数字签名、哈希函数、非对称加密等
2.2.5 人工智能
6个阶段：
- 起步
- 反思
- 应用
- 低迷
- 稳步
- 蓬勃 2011-
关键技术：
- 机器学习：能够将模型与数据，包括神经网络和强化学习。
- 自然语言处理：
- 专家系统：由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6部分组成。内部含有专家知识。
专家系统的发展阶段
- 高度专业化：能够求解专门的问题
- 单学科专业化：能够求解单一学科的问题
- 多学科综合系统。
- 当前进入第四阶段。大型专家协作系统。
虚拟现实
通过计算机模拟各种感觉。
特征：
- 沉浸性
- 交互性
- 多感知性
- 构想性
- 自主性
发展过程：
桌面虚拟现实-沉浸式虚拟现实-分布式虚拟现实-增强式虚拟现实-元宇宙
关键技术：
- 人机交互技术：VR眼睛、手柄等
- 传感器技术：延迟、重量、灵敏度、分辨率、
- 动态环境建模技术：建模
- 系统集成技术：信息同步、语音合成、模型标定等