第1章.新一代信息技術的概述

第3章安全第一—信息安全第1章新一代信息技術概述CONTENTS目錄1.1新一代信息技術的概述1.2新一代信息技術的應用什么是信息技術1.11.1.1信息1.信息與數(shù)據(jù)信息（Information）是對客觀世界中各種事物運動狀態(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，也是人們對客觀事物的認知和反映。信息的載體可以是數(shù)字、文字、語音和圖像等。不同形式的消息，可以包含相同的信息。例如，分別用語音和文字發(fā)送新聞，所含信息內容相同。數(shù)據(jù)（Data）是信息的表現(xiàn)形式，其內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、動畫、視頻和音頻等。數(shù)據(jù)和信息存在一定關系，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體，信息則是數(shù)據(jù)的表達和內涵。數(shù)據(jù)經加工處理變成信息，而信息需要經過數(shù)字化轉變成數(shù)據(jù)之后才能存儲和傳輸。2.信息的特點（1）社會性。（2）傳遞性。（3）共享性和依附性。（4）普遍性。（5）時效性。（6）可再生性。（7）可壓縮性。3．信息處理

隨著社會的發(fā)展，人們對信息的開發(fā)利用不斷深入，導致信息量劇增，信息間的關聯(lián)也日益復雜，因此信息處理就顯得越來越重要。而信息處理實質上就是由計算機進行數(shù)據(jù)處理的過程，即通過數(shù)據(jù)的采集和輸入，將數(shù)據(jù)有效地組織到計算機中，再由計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行存儲、加工和輸出等一系列操作。1.1.2信息技術1.什么是信息技術信息技術（InformationTechnology，IT）是指在信息的獲取、傳遞、處理、存儲、控制、分析和應用等過程中所采用的技術的統(tǒng)稱。信息技術的范疇主要包括傳感技術、通信技術、計算機技術和控制技術。傳感技術是信息的收集技術，對應于人的感覺器官（簡稱感官）。通信技術是信息的傳遞技術，對應于人的神經系統(tǒng)。計算機技術是信息的分析和處理技術，對應于人的思維器官?？刂萍夹g是信息的應用技術，對應于人的效應器官2.信息技術的發(fā)展（1）第一次信息技術革命是語言的使用。（2）第二次信息技術革命是文字的創(chuàng)造。（3）第三次信息技術革命是造紙術和印刷術的發(fā)明。（4）第四次信息技術革命是電報、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及。（5）第五次信息技術革命是計算機、網絡等現(xiàn)代信息技術的綜合使用。2.信息技術發(fā)展的方向（1）半導體、微電子等信息材料技術。（2）計算機硬件和軟件技術。（3）通信技術。（4）信息應用技術。什么是新一代信息技術1.2新一代信息技術物聯(lián)網云計算大數(shù)據(jù)人工智能區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實1.2.1物聯(lián)網物聯(lián)網的含義物聯(lián)網是指將各種信息傳感設備及系統(tǒng)，如傳感器網絡、射頻標簽閱讀裝置、條形碼與二維碼設備、全球定位系統(tǒng)和其他基于物與物通信模式的短距離無線自組織網絡，通過各種接入網與互聯(lián)網結合起來而形成的一個巨大智能網絡，即“物物相連的互聯(lián)網”。其目的是讓所有物品都與網絡連接在一起，系統(tǒng)可以自動、實時地對物體進行識別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應事件。如果說互聯(lián)網實現(xiàn)了人與人之間的交流，那么物聯(lián)網就實現(xiàn)了人與物之間的溝通和對話，也可以說實現(xiàn)了物與物之間的連接和交互微型感應芯片人與物對話物與物交流物物相連物聯(lián)網的特征1.對物體進行數(shù)字化與虛擬化利用射頻識別、傳感器、二維碼等，隨時隨地獲取物體的信息，使各個物理實體成為彼此可識別、可尋址、可交互、可協(xié)同的智能物體2.進行泛在互聯(lián)

將各種類型的數(shù)字化和智能化物體接入網絡，通過自組織互聯(lián)，實現(xiàn)對互聯(lián)網的延伸與擴展，形成泛在互聯(lián)。物聯(lián)網的特征3.實現(xiàn)信息感知與交互物聯(lián)網通過采集、篩選、交融、匯集等技術進行信息感知，通過網絡與內容、用戶與內容以及用戶與網絡的信息交互進行交流，繼而達到應用物聯(lián)網技術的效果4.信息處理與服務利用云計算、人工智能和模糊識別等各種智能計算技術，對各種海量的數(shù)據(jù)和信息進行高效分析和處理1.2.2云計算云計算的含義

是一種利用互聯(lián)網實現(xiàn)隨時隨地、按需、便捷訪問共享資源的新型計算模式，用戶通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的各種硬件資源、軟件資源和平臺資源。云計算隨需應變的自助服務無處不在的網絡訪問計算機掌上電腦移動電話云計算3.云計算有資源共享池4.快速而靈活地根據(jù)用戶的需求進行自動化擴展或縮減5.利用一種計量功能來自動調控和優(yōu)化資源利用，根據(jù)不同的服務類型按照合適的度量指標進行計量。服務器應用軟件網絡帶寬虛擬機1.2.3大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)含義近年來，隨著計算機技術的發(fā)展，大數(shù)據(jù)成為一個熱門詞。大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間范圍內用常規(guī)軟件工具進行捕捉、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的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產，具有數(shù)據(jù)量大、類型繁多、價值密度低、速度快且時效高等特征。特征數(shù)據(jù)量大、類型繁多、價值密度低、速度快、時效高大數(shù)據(jù)的特征1．數(shù)據(jù)量大：大數(shù)據(jù)的起始計量單位至少是PB（約1000個TB）、EB（約100萬個TB）或ZB（約10億個TB）。2．類型繁多：大數(shù)據(jù)的類型包括交易數(shù)據(jù)、移動通信數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)、機器數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)等，多種類型的數(shù)據(jù)對大數(shù)據(jù)技術的數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。3．價值密度低：隨著物聯(lián)網的廣泛應用，信息感知無處不在，收集的數(shù)據(jù)海量，但價值密度較低，如何通過強大的計算機算法更快捷地完成數(shù)據(jù)的價值提純，是大數(shù)據(jù)時代亟待解決的難題。4．速度快且時效高：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)對數(shù)據(jù)處理速度有要求，一般要在1秒內處理所有數(shù)據(jù)并得出數(shù)據(jù)的分析結果。時間太長數(shù)據(jù)就失去了本身的價值，成為過期的或無效的數(shù)據(jù)。這個速度要求是大數(shù)據(jù)處理技術和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術最大的區(qū)別。1.2.4人工智能人工智能的含義

是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學人工智能計算機視覺自然語言處理專家系統(tǒng)語音識別多種學科互相滲透的一門綜合性學科1.2.5區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈含義

指在對等網絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結構，實現(xiàn)對事務處理模式的管理1.去中心化不依賴額外的第三方管理機構或硬件設施，沒有中心管制，各個節(jié)點實現(xiàn)了信息自我驗證、傳遞和管理2.開放性

除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對所有人開放，公開接口查詢，數(shù)據(jù)記錄對全網透明區(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)，任何人為的干預都無法發(fā)揮作用4.安全性

區(qū)塊鏈信息不可篡改，采用非對稱密碼學原理對交易進行簽名；同時利用哈希算法保證交易數(shù)據(jù)不能被輕易篡改5.匿名性由于結點之間的交換遵循固定的算法，其數(shù)據(jù)交互是無需信任的，因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方對自己產生信任，信息傳遞可以匿名進行區(qū)塊鏈的特征1.2.6虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實的含義

利用計算機技術模擬出一個逼真的三維空間虛擬世界，使用戶完全沉浸其中，并能進行自然交互，就像在真實世界中一樣。特點虛擬現(xiàn)實使用戶獲得與真實環(huán)境相同的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官體驗，沉浸其中沉浸性交互性用戶與虛擬環(huán)境之間可以進行溝通和交流，并得到與真實環(huán)境一樣的響應自主性虛擬環(huán)境中的物體按操作者的要求進行自主運動物聯(lián)網云計算大數(shù)據(jù)人工智能區(qū)塊鏈虛擬現(xiàn)實新一代信息技術的應用1.3智慧課堂—全息教室智慧課堂—VR教室智慧課堂—虛擬實驗室智慧課堂—遠程教學智聯(lián)校園—溫濕度監(jiān)控智聯(lián)校園—智慧圖書館平安校園—AI人臉識別平安校園—AI監(jiān)測平安校園—AI監(jiān)測綠色校園—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”實現(xiàn)立體視覺教學的授課空間，在保證老師原有教學習慣的同時，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、信息化的標志之一?！疤摂M教學”VR教室5G+VR虛擬實驗室5G+VR+web建立富有科技感的虛擬仿真實驗平臺滿足師生多次進行、隨時進行實驗探究和學習的需求打破高危險、高污染、高輻射、高成本、高投入等對實驗教學的制約遠程教學含義利用云+網一體化技術，通過高清顯示器、計算機、手機等終端開展互動教學活動意義固定教室移動教室學生終端溫濕度監(jiān)控安全運行經濟節(jié)能低碳環(huán)保在監(jiān)測點放置溫濕度采集設備，通過無線網絡進行數(shù)據(jù)上傳，數(shù)據(jù)匯總到無線數(shù)據(jù)集中器，最后上傳到后臺進行信息處理與分析。通過末端數(shù)據(jù)信息監(jiān)控中心可以對溫度進行監(jiān)控和調節(jié)智慧圖書館利用5G+物聯(lián)網技術打造的智慧圖書館綜合管理系統(tǒng)包括圖書自動柜員機、電子借閱終端、電子閱讀系統(tǒng)等自助借還圖書自動盤點多媒體顯示電子閱讀座位預約AI人臉識別保障校園人員及宿舍人員的穩(wěn)定和各項管理制度的執(zhí)行應用于校園校門管控及學生公寓的安全保衛(wèi)工作助力高校安全穩(wěn)定及師生人身財產安全智慧食堂基于物聯(lián)網+云端存儲技術預定點餐、后廚管控、食品安全管理、采購庫存、成本核算、食堂經營數(shù)據(jù)AI監(jiān)測應用大數(shù)據(jù)+AI學習算法和物聯(lián)網技術在實際監(jiān)測中，根據(jù)人的肢體運動軌跡，計算出各種異常動作行為，向監(jiān)控中心發(fā)出預警全過程、全流程管理共享電器采用窄帶物聯(lián)網智能物聯(lián)技術，每一臺電器設備都能夠和物聯(lián)網平臺互聯(lián)共享洗衣機垃圾分類物聯(lián)網+AI識別技術通過手機掃描智能識別垃