網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)三物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算思維37張幻燈片

1、物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算思維江西財(cái)經(jīng)職業(yè)學(xué)院南昌校區(qū)李春若幾句不得不說的話物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算思維是目前計(jì)算機(jī)界的最前沿課題，本人才疏學(xué)淺，唯恐講不好，誤導(dǎo)了大家。這兩個(gè)課題都是未來計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)性課題，講起來比較枯燥，但是也是最重要的，所以考慮再三，我選擇了這兩個(gè)課題來講。計(jì)算科學(xué)的演化兩個(gè)定律摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。IBM公司郭士納15年周期律：信息技術(shù)每隔10-15年會(huì)發(fā)生重大變革。1965年大型機(jī)；1980年P(guān)C機(jī)；2019年互聯(lián)網(wǎng)；2009年物聯(lián)網(wǎng)。戈登-摩爾計(jì)算機(jī)的歷史1623年，德國人威爾海姆什卡爾提出了加、乘法機(jī)的模型，但是

2、沒有做出來。1642年法國的布萊斯帕斯卡做出了第一個(gè)計(jì)算器加法機(jī)。計(jì)算器是通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)做到的。古希臘（約公元前340年）亞里斯多德創(chuàng)立了邏輯學(xué)說19世紀(jì)的布爾代數(shù)1936年圖靈把上述兩者做了綜合，提出了圖靈機(jī)的模型。1946年美國數(shù)學(xué)及馮諾依曼（現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父）領(lǐng)導(dǎo)的工作著站在圖靈的肩膀上做出了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。（實(shí)際上20世紀(jì)30年代德國的工程師演示過一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，但是法西斯的沒落使得這個(gè)項(xiàng)目流產(chǎn)）阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)（Atanasoff-Berry Computer，簡稱ABC）是世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，為艾奧瓦州立大學(xué)的約翰文森特阿塔納索夫（John Vincent Atanasof

3、f）和他的研究生克利福特貝瑞（Clifford Berry）在1937年至1941年間開發(fā)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)沒有得到商用，兩點(diǎn)結(jié)論1、說不如做。2、外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。人類最偉大的計(jì)算機(jī)科學(xué)家圖靈世界最高計(jì)算機(jī)獎(jiǎng)項(xiàng)圖靈獎(jiǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的歷史1951年，美國麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室開始為美國空軍設(shè)計(jì)為SAGE的半自動(dòng)化地面防空系統(tǒng)。主要是確保冷戰(zhàn)時(shí)期美國的指揮系統(tǒng)能在核打擊的基礎(chǔ)上保持運(yùn)行。這就形成了后來的ARPA網(wǎng)。1987年，北大的錢天白教授（王運(yùn)豐？）向德國發(fā)出第一封電子郵件。1989年，中國開始建立四大骨干互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1994年，中國加入互聯(lián)網(wǎng)并完成全國網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)第一封電子郵件（1987年）德國科學(xué)家

4、 措恩錢天白教授王運(yùn)豐教授目前中國網(wǎng)絡(luò)狀況（CNNIC29）網(wǎng)民5.13億，手機(jī)網(wǎng)民3.55.三網(wǎng)合一電力線上網(wǎng)Power Line Communication中電飛華（200M帶寬）物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）定義：通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外線感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等信息傳感設(shè)備，把物品和互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)行信息交換和通信。作用：司機(jī)出現(xiàn)誤操作時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警；公文包會(huì)提醒主人忘了帶什么東西；衣服會(huì)告訴洗衣機(jī)對(duì)顏色和水溫的要求；當(dāng)你發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，你可以利用任何設(shè)備進(jìn)行報(bào)警求救，警方很容易將你定位。萬事萬物只要嵌入一個(gè)感應(yīng)芯片，它就會(huì)變的很智能，可以開口說話，與人

5、、物交流對(duì)話。美國大片中的假想可以變成現(xiàn)實(shí)。物聯(lián)網(wǎng)也叫泛在網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的歷史2019年美國麻省理工學(xué)院AUTO-ID實(shí)驗(yàn)室最先提出。2019年，日本提出了e-Japan戰(zhàn)略和“u-Japan”國家物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略2019年2月，韓國情報(bào)通信部提出了“U-Korea”先導(dǎo)戰(zhàn)略“IT-839計(jì)劃”2019年11月17日，在突尼斯峰會(huì)上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2019：物聯(lián)網(wǎng)，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，并認(rèn)為是未來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)。2009年1月28日，美國總統(tǒng)奧巴馬與工商界的圓桌會(huì)議上，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首席提出了“智慧地球”，隨后美國將這一構(gòu)想上升為國家戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)在我國2009年

6、8月7日溫總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心，并提出了“感知中國”的國家物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。國外的研究成果2019年美國在加州高速公路上進(jìn)行了車車通信、車路通信、車輛控制實(shí)驗(yàn)。2019年，內(nèi)華達(dá)州通過法律，允許無人駕駛汽車上路。2000年日本進(jìn)行了智能駕駛實(shí)驗(yàn)，2019年，日本建成了覆蓋全國高速公路的Smartway，具有信息收集和交換功能。物聯(lián)網(wǎng)在中國智能交通國內(nèi)每年僅交通事故一項(xiàng)造成的傷、亡人數(shù)就達(dá)50多萬，死亡人十多萬；20003000億元國民經(jīng)濟(jì)損失，約占GDP的1%。中科院院士、華東師范大學(xué)何積豐主持了我國智能交通課題。無人駕駛車順利從長沙至武漢 自主超車67次 國防科技大學(xué)自主研制的無

7、人車完成286公里無人駕駛實(shí)驗(yàn)，達(dá)到世界先進(jìn)水平實(shí)驗(yàn)中，無人車自主超車67次，途遇復(fù)雜天氣，部分路段有霧，在咸寧還遭逢降雨物聯(lián)網(wǎng)在中國上海浦東機(jī)場防侵入應(yīng)用由無錫國科微納傳感網(wǎng)科技有限公司向上海浦東機(jī)場提供的周界安防系統(tǒng)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的典范，并已得到了業(yè)界的認(rèn)可。公司為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在周界安防領(lǐng)域的應(yīng)用制定了一套完備的解決方案，通過四類不同應(yīng)用場景的硬件產(chǎn)品及集成的軟件平臺(tái)，對(duì)周界安防形成全天候、全天時(shí)的主動(dòng)防御，為客戶提供放心、安全的區(qū)域警戒服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)在中國手機(jī)錢包微支付2009年，中國移動(dòng)總裁王建宙提出物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的互補(bǔ)。今年他的“兩會(huì)”提案：加快物聯(lián)網(wǎng)商用進(jìn)程。2019年2月中國

8、電信合肥分公司、合肥市城市通卡服務(wù)有限公司在電信大樓聯(lián)合啟動(dòng)“天翼合肥通”，市委常委、副市長盧仕仁出席啟動(dòng)儀式。今后，拿電信3G手機(jī)一刷，就能輕松實(shí)現(xiàn)乘公交、購物、交水電費(fèi)。未來科技發(fā)展的角力在物聯(lián)網(wǎng)，但我們國家還比較落后，請(qǐng)多給與關(guān)注！三種科學(xué)思維理論科學(xué)理論思維（數(shù)學(xué)為代表）實(shí)驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)思維（物理為代表）計(jì)算科學(xué)計(jì)算思維（計(jì)算機(jī)為代表）歐幾里得（古希臘數(shù)學(xué)家，公元前330-275年）牛頓（英國物理學(xué)家，1643-1727年）約翰馮諾依曼（1903-1957）計(jì)算機(jī)發(fā)展面臨的問題青少年不能很好的利用計(jì)算機(jī)（網(wǎng)游、網(wǎng)戀、網(wǎng)癮）計(jì)算機(jī)教育出現(xiàn)瓶頸（招生難、就業(yè)難、逃課多、工具論，教學(xué)管理者不重視

9、）計(jì)算機(jī)研究崛起乏力（論文數(shù)量第一，質(zhì)量確不如美國的一所大學(xué)；研究資金掌握在少數(shù)人中，普通學(xué)者不能自由的進(jìn)行學(xué)術(shù)研究） 美國計(jì)算機(jī)教育業(yè)存在類似問題2019年11月，美國Naval Postgraduate School的Peter Denning教授在CACM上發(fā)表Great Principles of Computing一文介紹了這種情況：在大學(xué)第一門計(jì)算機(jī)課程（主要指“程序設(shè)計(jì)語言”作為第一門計(jì)算機(jī)課程）的學(xué)習(xí)過程中，有35-50%的學(xué)生中途放棄。另外，不少的學(xué)生還通過抄襲或者是作弊的方式來完成課程。未來科技的發(fā)展靠計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的發(fā)展靠計(jì)算思維計(jì)算思維在美國計(jì)算思維在美國產(chǎn)生的背景：PI

10、TAC報(bào)告2019年6月，美國總統(tǒng)信息技術(shù)咨詢委員會(huì)(Presidents InformationTechnology Advisory Committee，PITAC)給美國總統(tǒng)提交了報(bào)告計(jì)算科學(xué)：確保美國競爭力(Computational Science: Ensuring AmericasCompetitiveness)。 報(bào)告陳述： 雖然計(jì)算本身也是一門學(xué)科，但是其具有促進(jìn)其他學(xué)科發(fā)展的作用。 二十一世紀(jì)科學(xué)上最重要的、經(jīng)濟(jì)上最有前途的研究前沿都有可能通過熟練的掌握先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)和運(yùn)用計(jì)算科學(xué)而得到解決（H. Davy, 化學(xué)家語）。 報(bào)告認(rèn)為： 如今美國又一次面臨了挑戰(zhàn)，這一次的挑戰(zhàn)

11、比以往來得更加廣泛、復(fù)雜，也更具長期性。 美國還沒有認(rèn)識(shí)到計(jì)算科學(xué)在社會(huì)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、工程研究、國家安全，以及工業(yè)改革中的中心位置。 這種認(rèn)識(shí)不足將危及美國的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)地位、經(jīng)濟(jì)競爭力以及國家的安全。 報(bào)告建議：將計(jì)算科學(xué)長期置于國家科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域中心的領(lǐng)導(dǎo)地位。計(jì)算思維的提出2019年3月，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM雜志上給出，并定義的計(jì)算思維（Computational Thinking）。周教授認(rèn)為：計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人

12、類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。美國華裔科學(xué)家周以真計(jì)算思維在我國中國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教指委在我國計(jì)算思維中做了大量的工作中國科學(xué)院院士李國杰：中國教育要培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)思維能力中國科學(xué)院院士陳國良：計(jì)算思維是大學(xué)計(jì)算機(jī)教育振興的途徑。中科院王飛躍：計(jì)算思維、計(jì)算社會(huì)、計(jì)算文化我個(gè)人的觀點(diǎn)計(jì)算思維就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)的思維來解決日常問題。計(jì)算機(jī)既是一種工具也是一種思維。計(jì)算機(jī)是人類在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)的最基本的生活資料和生產(chǎn)資料。計(jì)算機(jī)更是一種思維，它是人類最先進(jìn)思維的集合體，這個(gè)思維集合所有人類最優(yōu)秀思想的結(jié)晶。從某種意思上來說我們可以把它提煉，讓它走下高科技的神壇，指導(dǎo)大眾思維

13、，使人類的總體思維上升一個(gè)層次。三網(wǎng)合一三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)過程中，三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，其技術(shù)功能趨于一致，業(yè)務(wù)范圍趨于相同，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、資源共享，能為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務(wù)。三合并不意味著三大網(wǎng)絡(luò)的物理合一，而主要是指高層業(yè)務(wù)應(yīng)用的融合。三網(wǎng)融合應(yīng)用廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居等多個(gè)領(lǐng)域。以后的手機(jī)可以看電視、上網(wǎng)，電視可以打電話、上網(wǎng)，電腦也可以打電話、看電視。三者之間相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。 問題產(chǎn)生1994年，當(dāng)時(shí)的電子部聯(lián)合鐵道部、電力部以及廣電部成立了中國

14、聯(lián)通，被賦予打破“老中國電信”壟斷地位的重任，但主要還是經(jīng)營尋呼業(yè)務(wù)。 2019年3月，郵電部和電子工業(yè)部完成合并，信息產(chǎn)業(yè)部正式成立；同時(shí)，廣電部改為廣電總局。在印發(fā)國家廣播電影電視總局職能配置內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)和人員編制規(guī)定的通知（國辦發(fā)（2019）92號(hào)）中有這樣一段并未執(zhí)行的文字：“將原廣播電影電視部的廣播電視傳送網(wǎng)（包括無線和有線電視網(wǎng)）的統(tǒng)籌規(guī)劃與行業(yè)管理、組織制訂廣播電視傳送網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體制與標(biāo)準(zhǔn)的職能，交給信息產(chǎn)業(yè)部?！?019年3月，以原體改委體改所副所長、時(shí)任粵海企業(yè)集團(tuán)經(jīng)濟(jì)顧問王小強(qiáng)博士為首的“經(jīng)濟(jì)文化研究中心電信產(chǎn)業(yè)課題組”，提出中國電訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告，隨后展開了“三網(wǎng)合一

15、”還是“三網(wǎng)融合”的大辯論。當(dāng)時(shí)，廣電部門正在啟動(dòng)有線電視省級(jí)、國家級(jí)干線網(wǎng)建設(shè)。 初被叫停2019年9月17日，國辦發(fā)201982號(hào)文件的出臺(tái)，“電信部門不得從事廣電業(yè)務(wù)，廣電部門不得從事通信業(yè)務(wù)，雙方必須堅(jiān)決貫徹執(zhí)行。”文件還指出：“廣播電視及其傳輸網(wǎng)絡(luò)，已成為國家信息化的重要組成部分?！?轉(zhuǎn)為促進(jìn)2019年3月15日通過的十五計(jì)劃綱要，第一次明確提出“三網(wǎng)融合”：“促進(jìn)電信、電視、互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合?！?2019年3月14日通過的十一五規(guī)劃綱要，再度提出“三網(wǎng)融合”：積極推進(jìn)“三網(wǎng)融合”。建設(shè)和完善寬帶通信網(wǎng)，加快發(fā)展寬帶用戶接入網(wǎng)，穩(wěn)步推進(jìn)新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。建設(shè)集有線、地面、衛(wèi)星傳輸

16、于一體的數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建下一代互聯(lián)網(wǎng)，加快商業(yè)化應(yīng)用。制定和完善網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)互聯(lián)互通和資源共享。 初步落實(shí)2019年1月1日，國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委、科技部、財(cái)政部、信息產(chǎn)業(yè)部、稅務(wù)總局、廣電總局六部委關(guān)于鼓勵(lì)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知（國辦發(fā)20191號(hào)），提出“以有線電視數(shù)字化為切入點(diǎn)，加快推廣和普及數(shù)字電視廣播，加強(qiáng)寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)“三網(wǎng)融合”，形成較為完整的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造、傳輸與接入、用戶服務(wù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展?！?2019年5月23日，運(yùn)營商重組方案正式公布。中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)與GSM網(wǎng)被拆分，前

17、者并入中國電信，組建為新電信，后者吸納中國網(wǎng)通成立新聯(lián)通，鐵通則并入中國移動(dòng)成為其全資子公司，中國衛(wèi)通的基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)將并入中國電信。2009年1月，中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通分別獲得TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA的3張3G牌照，三家新運(yùn)營商進(jìn)入電信全業(yè)務(wù)競爭時(shí)代。 2009年5月19日，國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委關(guān)于2009年深化經(jīng)濟(jì)體制改革工作意見的通知（國發(fā)200926號(hào)），文件指出：“落實(shí)國家相關(guān)規(guī)定，實(shí)現(xiàn)廣電和電信企業(yè)的雙向進(jìn)入，推動(dòng)三網(wǎng)融合取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展（工業(yè)和信息化部、廣電總局、發(fā)展改革委、財(cái)政部負(fù)責(zé)）。2009年7月29日，廣電總局發(fā)出廣電總局關(guān)于印發(fā) 的通知，指出：

18、加快廣播電視有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，對(duì)于鞏固和拓展黨的宣傳文化陣地、滿足人民群眾日益增長的精神文化和信息需求、推動(dòng)我國廣播影視改革和發(fā)展、推進(jìn)三網(wǎng)融合、促進(jìn)國家信息化建設(shè)，具有十分重要的意義。2009年8月11日，廣電總局發(fā)出廣電總局 的通知，被解讀為和三網(wǎng)融合相關(guān)，不利于IPTV發(fā)展。 提出試點(diǎn)2019年1月13日，國務(wù)院總理溫家寶主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，決定加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合。會(huì)議上明確了三網(wǎng)融合的時(shí)間表。3月12日，工業(yè)和信息化部部長李毅中接受了新華社記者的獨(dú)家專訪，透露三網(wǎng)融合試點(diǎn)方案預(yù)計(jì)5月出臺(tái)，6月啟動(dòng)，其核心就是要在雙向進(jìn)入上找到切入點(diǎn)：廣電行業(yè)可以進(jìn)入規(guī)定的一些電信行業(yè)的業(yè)務(wù)，國有電信企業(yè)根據(jù)規(guī)定可以進(jìn)入一些廣播影視的業(yè)務(wù)。4月初工信部聯(lián)合廣電總局就給國務(wù)院三網(wǎng)融合領(lǐng)導(dǎo)小組遞交了一份三網(wǎng)融合試點(diǎn)工作方案(第一稿)，但是這份草案沒有得到認(rèn)可，被迅速打回重新制定方案，要求5月初再次拿出試點(diǎn)方案。2019年6月底，三網(wǎng)融合12個(gè)試點(diǎn)城市名單和試點(diǎn)方案正式公布，三網(wǎng)融合終于進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推進(jìn)階段。 好處1信息服務(wù)將由單一業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向