第1章.新一代信息技術(shù)的概述

第3章安全第一—信息安全第1章新一代信息技術(shù)概述CONTENTS目錄1.1新一代信息技術(shù)的概述1.2新一代信息技術(shù)的應(yīng)用什么是信息技術(shù)1.11.1.1信息1.信息與數(shù)據(jù)信息（Information）是對(duì)客觀世界中各種事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和變化的反映，是客觀事物相互聯(lián)系和相互作用的表征，也是人們對(duì)客觀事物的認(rèn)知和反映。信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音和圖像等。不同形式的消息，可以包含相同的信息。例如，分別用語(yǔ)音和文字發(fā)送新聞，所含信息內(nèi)容相同。數(shù)據(jù)（Data）是信息的表現(xiàn)形式，其內(nèi)容反映或描述事物的特性。數(shù)據(jù)不僅包括數(shù)字、文字、字母和其他字符，還包括圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻和音頻等。數(shù)據(jù)和信息存在一定關(guān)系，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體，信息則是數(shù)據(jù)的表達(dá)和內(nèi)涵。數(shù)據(jù)經(jīng)加工處理變成信息，而信息需要經(jīng)過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)之后才能存儲(chǔ)和傳輸。2.信息的特點(diǎn)（1）社會(huì)性。（2）傳遞性。（3）共享性和依附性。（4）普遍性。（5）時(shí)效性。（6）可再生性。（7）可壓縮性。3．信息處理

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)信息的開(kāi)發(fā)利用不斷深入，導(dǎo)致信息量劇增，信息間的關(guān)聯(lián)也日益復(fù)雜，因此信息處理就顯得越來(lái)越重要。而信息處理實(shí)質(zhì)上就是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，即通過(guò)數(shù)據(jù)的采集和輸入，將數(shù)據(jù)有效地組織到計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、加工和輸出等一系列操作。1.1.2信息技術(shù)1.什么是信息技術(shù)信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）是指在信息的獲取、傳遞、處理、存儲(chǔ)、控制、分析和應(yīng)用等過(guò)程中所采用的技術(shù)的統(tǒng)稱。信息技術(shù)的范疇主要包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)。傳感技術(shù)是信息的收集技術(shù)，對(duì)應(yīng)于人的感覺(jué)器官（簡(jiǎn)稱感官）。通信技術(shù)是信息的傳遞技術(shù)，對(duì)應(yīng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息的分析和處理技術(shù)，對(duì)應(yīng)于人的思維器官?？刂萍夹g(shù)是信息的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)應(yīng)于人的效應(yīng)器官2.信息技術(shù)的發(fā)展（1）第一次信息技術(shù)革命是語(yǔ)言的使用。（2）第二次信息技術(shù)革命是文字的創(chuàng)造。（3）第三次信息技術(shù)革命是造紙術(shù)和印刷術(shù)的發(fā)明。（4）第四次信息技術(shù)革命是電報(bào)、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及。（5）第五次信息技術(shù)革命是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合使用。2.信息技術(shù)發(fā)展的方向（1）半導(dǎo)體、微電子等信息材料技術(shù)。（2）計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)。（3）通信技術(shù)。（4）信息應(yīng)用技術(shù)。什么是新一代信息技術(shù)1.2新一代信息技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)人工智能區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實(shí)1.2.1物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的含義物聯(lián)網(wǎng)是指將各種信息傳感設(shè)備及系統(tǒng)，如傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻標(biāo)簽閱讀裝置、條形碼與二維碼設(shè)備、全球定位系統(tǒng)和其他基于物與物通信模式的短距離無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大智能網(wǎng)絡(luò)，即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。其目的是讓所有物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，系統(tǒng)可以自動(dòng)、實(shí)時(shí)地對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應(yīng)事件。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人與人之間的交流，那么物聯(lián)網(wǎng)就實(shí)現(xiàn)了人與物之間的溝通和對(duì)話，也可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)了物與物之間的連接和交互微型感應(yīng)芯片人與物對(duì)話物與物交流物物相連物聯(lián)網(wǎng)的特征1.對(duì)物體進(jìn)行數(shù)字化與虛擬化利用射頻識(shí)別、傳感器、二維碼等，隨時(shí)隨地獲取物體的信息，使各個(gè)物理實(shí)體成為彼此可識(shí)別、可尋址、可交互、可協(xié)同的智能物體2.進(jìn)行泛在互聯(lián)

將各種類型的數(shù)字化和智能化物體接入網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)自組織互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的延伸與擴(kuò)展，形成泛在互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的特征3.實(shí)現(xiàn)信息感知與交互物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)采集、篩選、交融、匯集等技術(shù)進(jìn)行信息感知，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)容、用戶與內(nèi)容以及用戶與網(wǎng)絡(luò)的信息交互進(jìn)行交流，繼而達(dá)到應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的效果4.信息處理與服務(wù)利用云計(jì)算、人工智能和模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)各種海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行高效分析和處理1.2.2云計(jì)算云計(jì)算的含義

是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、按需、便捷訪問(wèn)共享資源的新型計(jì)算模式，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的各種硬件資源、軟件資源和平臺(tái)資源。云計(jì)算隨需應(yīng)變的自助服務(wù)無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)計(jì)算機(jī)掌上電腦移動(dòng)電話云計(jì)算3.云計(jì)算有資源共享池4.快速而靈活地根據(jù)用戶的需求進(jìn)行自動(dòng)化擴(kuò)展或縮減5.利用一種計(jì)量功能來(lái)自動(dòng)調(diào)控和優(yōu)化資源利用，根據(jù)不同的服務(wù)類型按照合適的度量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)量。服務(wù)器應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)帶寬虛擬機(jī)1.2.3大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)含義近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)成為一個(gè)熱門詞。大數(shù)據(jù)是指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)，具有數(shù)據(jù)量大、類型繁多、價(jià)值密度低、速度快且時(shí)效高等特征。特征數(shù)據(jù)量大、類型繁多、價(jià)值密度低、速度快、時(shí)效高大數(shù)據(jù)的特征1．?dāng)?shù)據(jù)量大：大數(shù)據(jù)的起始計(jì)量單位至少是PB（約1000個(gè)TB）、EB（約100萬(wàn)個(gè)TB）或ZB（約10億個(gè)TB）。2．類型繁多：大數(shù)據(jù)的類型包括交易數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)等，多種類型的數(shù)據(jù)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。3．價(jià)值密度低：隨著物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，信息感知無(wú)處不在，收集的數(shù)據(jù)海量，但價(jià)值密度較低，如何通過(guò)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)算法更快捷地完成數(shù)據(jù)的價(jià)值提純，是大數(shù)據(jù)時(shí)代亟待解決的難題。4．速度快且時(shí)效高：大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)處理遵循“1秒定律”，即大數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度有要求，一般要在1秒內(nèi)處理所有數(shù)據(jù)并得出數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。時(shí)間太長(zhǎng)數(shù)據(jù)就失去了本身的價(jià)值，成為過(guò)期的或無(wú)效的數(shù)據(jù)。這個(gè)速度要求是大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)最大的區(qū)別。1.2.4人工智能人工智能的含義

是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)人工智能計(jì)算機(jī)視覺(jué)自然語(yǔ)言處理專家系統(tǒng)語(yǔ)音識(shí)別多種學(xué)科互相滲透的一門綜合性學(xué)科1.2.5區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈含義

指在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過(guò)透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)事務(wù)處理模式的管理1.去中心化不依賴額外的第三方管理機(jī)構(gòu)或硬件設(shè)施，沒(méi)有中心管制，各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了信息自我驗(yàn)證、傳遞和管理2.開(kāi)放性

除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對(duì)所有人開(kāi)放，公開(kāi)接口查詢，數(shù)據(jù)記錄對(duì)全網(wǎng)透明區(qū)塊鏈的特征區(qū)塊鏈的特征3.自治性區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議，使系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)都能在信任的環(huán)境中自由安全地交換數(shù)據(jù)，任何人為的干預(yù)都無(wú)法發(fā)揮作用4.安全性

區(qū)塊鏈信息不可篡改，采用非對(duì)稱密碼學(xué)原理對(duì)交易進(jìn)行簽名；同時(shí)利用哈希算法保證交易數(shù)據(jù)不能被輕易篡改5.匿名性由于結(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法，其數(shù)據(jù)交互是無(wú)需信任的，因此交易對(duì)手無(wú)須通過(guò)公開(kāi)身份的方式讓對(duì)方對(duì)自己產(chǎn)生信任，信息傳遞可以匿名進(jìn)行區(qū)塊鏈的特征1.2.6虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)的含義

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬出一個(gè)逼真的三維空間虛擬世界，使用戶完全沉浸其中，并能進(jìn)行自然交互，就像在真實(shí)世界中一樣。特點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)使用戶獲得與真實(shí)環(huán)境相同的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等感官體驗(yàn)，沉浸其中沉浸性交互性用戶與虛擬環(huán)境之間可以進(jìn)行溝通和交流，并得到與真實(shí)環(huán)境一樣的響應(yīng)自主性虛擬環(huán)境中的物體按操作者的要求進(jìn)行自主運(yùn)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)人工智能區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實(shí)新一代信息技術(shù)的應(yīng)用1.3智慧課堂—全息教室智慧課堂—VR教室智慧課堂—虛擬實(shí)驗(yàn)室智慧課堂—遠(yuǎn)程教學(xué)智聯(lián)校園—溫濕度監(jiān)控智聯(lián)校園—智慧圖書(shū)館平安校園—AI人臉識(shí)別平安校園—AI監(jiān)測(cè)平安校園—AI監(jiān)測(cè)綠色校園—共享電器綠色校園—垃圾分類綠色校園—智慧節(jié)能全息教室的含義在“裸眼條件下”實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)教學(xué)的授課空間，在保證老師原有教學(xué)習(xí)慣的同時(shí)，還可展示3D的物體或人物全息教室的意義是教育高科技的展示和體現(xiàn)，也是教育手段現(xiàn)代化、信息化的標(biāo)志之一。“虛擬教學(xué)”VR教室5G+VR虛擬實(shí)驗(yàn)室5G+VR+web建立富有科技感的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)滿足師生多次進(jìn)行、隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和學(xué)習(xí)的需求打破高危險(xiǎn)、高污染、高輻射、高成本、高投入等對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的制約遠(yuǎn)程教學(xué)含義利用云+網(wǎng)一體化技術(shù)，通過(guò)高清顯示器、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端開(kāi)展互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)意義固定教室移動(dòng)教室學(xué)生終端溫濕度監(jiān)控安全運(yùn)行經(jīng)濟(jì)節(jié)能低碳環(huán)保在監(jiān)測(cè)點(diǎn)放置溫濕度采集設(shè)備，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，數(shù)據(jù)匯總到無(wú)線數(shù)據(jù)集中器，最后上傳到后臺(tái)進(jìn)行信息處理與分析。通過(guò)末端數(shù)據(jù)信息監(jiān)控中心可以對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)智慧圖書(shū)館利用5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造的智慧圖書(shū)館綜合管理系統(tǒng)包括圖書(shū)自動(dòng)柜員機(jī)、電子借閱終端、電子閱讀系統(tǒng)等自助借還圖書(shū)自動(dòng)盤點(diǎn)多媒體顯示電子閱讀座位預(yù)約AI人臉識(shí)別保障校園人員及宿舍人員的穩(wěn)定和各項(xiàng)管理制度的執(zhí)行應(yīng)用于校園校門管控及學(xué)生公寓的安全保衛(wèi)工作助力高校安全穩(wěn)定及師生人身財(cái)產(chǎn)安全智慧食堂基于物聯(lián)網(wǎng)+云端存儲(chǔ)技術(shù)預(yù)定點(diǎn)餐、后廚管控、食品安全管理、采購(gòu)庫(kù)存、成本核算、食堂經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)AI監(jiān)測(cè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)+AI學(xué)習(xí)算法和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，根據(jù)人的肢體運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算出各種異常動(dòng)作行為，向監(jiān)控中心發(fā)出預(yù)警全過(guò)程、全流程管理共享電器采用窄帶物聯(lián)網(wǎng)智能物聯(lián)技術(shù)，每一臺(tái)電器設(shè)備都能夠和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)互聯(lián)共享洗衣機(jī)垃圾分類物聯(lián)網(wǎng)+AI識(shí)別技術(shù)通過(guò)手機(jī)掃描智能識(shí)別垃