目录
- [第2章 信息技术发展](#第2章 信息技术发展)
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- [2.1 信息技术及其发展](#2.1 信息技术及其发展)
- [2.2 新一代信息技术及应用](#2.2 新一代信息技术及应用)
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第2章 信息技术发展
2.1 信息技术及其发展
2.1.1计算机软硬件
- 硬件：物理装置（电子、机械、光电元件）
- 软件：程序（计算任务的处理对象和处理规则；装入机器）、文档（阐明性资料；给人看的）
2.1.2计算机网络
- 作用范围分类：个人局域网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、公用网、专用网
- IOS：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
- IEEE802规范
- 定义了网卡访问介质，介质传输数据的方法，连接建立、维护、拆除途径
- 1概、2逻、3C、4令、5环、6城、7F、8光、9局、10安、11无
- TCP/IP
- 应用层（FTP、TFTP、HTTP、SMTP、DHCP、Telnet、DNS、SNMP）
- 传输层（TCP、UDP）
- 网络层（IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP）
- 网络接口层（物理媒介）
- 软件定义网络（SDN）
- 新型网络创新架构，通过软件编程定义和控制网络，控制面与数据面分离
- 分层（采用开放的统一接口如Open Flow进行交互）（南北向东西向接口可编程性）
- 控制层：逻辑中心化可编程控制器
- 数据层：哑交换机，只提供简单的数据转发功能
- 架构
- 应用平面（应用层）：基于SDN的网络应用
- 控制平面（控制层）：SDN控制器，负责转发规则的控制
- 数据平面（基础设施层）：交换机等网络设备形成SDN数据通路
- 数据平面与控制平面：SDN数据-控制平面接口（CDPI），统一通信标准、主要OpenFlow协议
- 控制平面与应用平面：SDN北向接口（NBI）、应用-控制平面接口（A-CPI），非统一标准，允许定制
- 控制器
- 南向接口：与数据平面通信,CDPI主要采用OpenFlow协议，基于流（Flow），将控制器的转发规则下发至转发设备
- 北向接口：与应用平面进行通信，实现对网络的快速部署和配置
- 东西向接口：多控制器间的通信
- 第五代移动通信技术（5G）
- 特点：高速率、低时延、大连接、（高可靠）、支持技术（短帧、快速反馈、多层/多站数据重传等）
- 技术：正交频分多址（OFDMA）、多入多出（MIMO）
- 支持频段：中低频（覆盖和容量）、高频（热点区域提升容量）；统一技术方案；支持百MHz基础宽带
- 应用场景
- 增强移动宽带（eMBB）
- 超高可靠低时延通信（uRLLC）
- 海量机器类通信（mMTC）
2.1.3存储和数据库
- 存储技术
- 存储分类
- 服务器类型：封闭式存储系统（大型机等服务器）、开放系统存储（内置/外挂；麒麟、欧拉、UNIX、linux等）
- 外挂存储（根据连接方式）
- 直连式存储DAS（磁盘阵列、硬件堆叠）
- 网络化存储FAS：网络接入存储NAS（TCP/IP、最简单）、存储区域网络SAN（FC）
- 核心技术：存储虚拟化、绿色存储技术（节能环保、运行温度更低、更有效率；存储容量、性能、能耗三者平衡）等
- 存储分类
- 数据库
- 数据结构模型（数据库系统的核心：结构化+操纵数据方法）
- 三种模型：层次模型和网状模型统称为格式化数据模型、关系模型
- 层次模型：树结构、一对多、层次；结构清晰、查询效率高；一对多、通过双亲、限制多
- 网状模型：网状结构、有向图、导航式；描述直接、存取效率高；结构复杂
- 关系模型：二维表格、DBMS引擎；关系、简化；查询效率低
- 常用数据库类型
- 关系型数据库（SQL）：支持事务ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）
- 非关系型数据库（NoSQL）：分布式、非关系型、不保证ACID；不固定、不连接；；键值、列存储、面向文档、图形
- 数据结构模型（数据库系统的核心：结构化+操纵数据方法）
- 数据仓库
- 特点：面向主题的、集成的、非易失的且随时间变化的 数据集合，用于支持管理决策
- 组成
- 数据源：基础
- 数据存储与管理：核心
- 联机分析处理（OLAP）服务器：基于关系数据ROLAP、基于多维数据MOLAP、基于混合数据HOLAP
- 前端工具：数据分析工具（针对OLAP服务器）、报表工具数据挖掘工具（针对数据仓库）
2.1.4信息安全
- 安全属性：保密性、完整性、可用性
- 安全层次：设备安全、数据安全、内容安全、行为安全
- 网络安全技术：防火墙、入侵检测与防护、VPN、安全扫描、网络蜜罐技术、用户和实体行为分析（UEBA：数据获取、算法分析、场景应用）、网络安全态势感知（安全大数据、海量多元异构数据的汇聚融合技术、面向多类型的安全威胁评估技术、网络安全台式评估与决策支撑技术、网络安全态势可视化）等
- 加密解密（算法和秘钥）：对称加密（DES加解密秘钥相同）、非对称加密（RSA加密秘钥公开解密秘钥保密）
2.1.5信息技术的发展
2.2 新一代信息技术及应用
2.2.1物联网
- 定义：传感设备、物品+互联网
- 分层：感知层（传感器、感知终端；识别物体、采集信息）、网络层（中枢、传递和处理信息）、应用层（面向用户、智能应用）
- 关键技术
- 传感器技术（检测装置、射频识别技术RFID无线电信号）
- 传感网（微机电系统MEMS）
- 应用系统框架（终端交互、智能化控制：机器、传感器硬件、通信网络、中间件和应用）
2.2.2云计算
- 定义：基于互联网的计算方式、按需提供；快速、按需、弹性；宽带网络接入
- 服务类型
- 基础设置即服务（IaaS）：计算能力、存储空间 等基础设置、硬件
- 平台即服务（PaaS）：操作系统、数据库系统、Web应用 平台化服务、个人计算机操作系统；注重产业生态
- 软件即服务（SaaS）：应用软件、组件、工作流 、多租户、可定制；运营；租用
- 关键技术
- 虚拟化技术：扩大容量、简化配置；操作系统虚拟化（容器技术如Docker）、CPU虚拟化
- 虚拟化技术：多操作系统在虚拟CPU或虚拟主机上
- 多任务：一个系统多程序并行
- 超线程技术：单CPU模拟双CPU，不能分离协同工作
- 云存储技术：分布式文件系统、云集群管理可拓展、降低存储成本=
- 多租户和访问控制管理
- 云计算访问控制模型、基于ABE密码体制的云计算访问控制（数据提供者、可信第三方授权中心、云存储服务器、用户）、云中多租户及虚拟化访问控制
- 静态分配用户权限，特定访问策略
- 常见：基于任务、基于属性模型、基于UCON模型、基于BLP模型
- 云安全技术
- 虚拟化技术：扩大容量、简化配置；操作系统虚拟化（容器技术如Docker）、CPU虚拟化
2.2.3大数据
- 定义：海量、高增长率、多样化
- 过程：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
- 特征：海量（体量大）、类型多样（结构化和非结构化）、价值密度低、处理速度快
- 架构
- 大数据获取技术：采集(分布式)、整合、清洗
- 分布式数据处理技术：Hadoop（离线复杂）、Spark（离线快速）、Storm（在线实时）
- 大数据管理技术：大数据存储、大数据协同（分布式工作流引擎）、安全隐私
- 大数据应用和服务技术：分析应用技术（面向业务、专题分析）、可视化技术（交互式）
2.2.4区块链
- 定义：多中心化存储、隐私保护、防篡改、匿名、非对称加密、默克尔树、共识机制、点对点网络、智能合约、分布式存储
- 分类：公有链、私有链、联盟链、混合链
- 典型特征：多中心化（分布式）、多方维护（共识机制）、时序数据（带有时间戳的链式结构）、智能合约（灵活可变）、不可篡改（后序验证前节点，递归修改）、开放共识（自由加入）、安全可信（非对称加密；保密性、可信性、安全性）
- 关键技术
- 分布式账本（法律认可的合法资产；公私钥签名）
- 加密算法（散列/数据摘要/哈希算法:目前主要使用SHA-2和SHA256、非对称加密算法：RSA和Elgamak D-H以及ECC）
- 共识机制（PoW\PoS\DPoS\Paxos\PBFT；合规监管、性能效率、资源消耗、容错性）
2.2.5人工智能
- 技术基础：机器学习（基础）
- 关键技术：
- 机器学习：以统计为基础自动将模型与数据相匹配，训练模型对数据进行学习；神经网络/深度学习、强化学习
- 自然语言处理：机器翻译、舆情检测、自动摘要、观点提取、文本分类、问题问答、文本语义对比、语音识别、中文OCR等
- 专家系统：智能计算机程序；人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取6部分；含有某领域专家水平的知识和经验；模拟人类专家解决领域问题
2.2.6虚拟现实
- 定义：创立和体验虚拟世界
- 主要特征：沉浸性、交互性、多感知性、构想性（想象性）和自主性
- 关键技术
- 人机交互：VR眼镜等三维交互
- 传感器技术：人机交互关键
- 动态环境建模技术：计算机辅助设计CAD
- 系统集成技术