信息技术及其发展,在信息科学额度基本原理下,获取信息、处理信息、传输信息和使用信息的应用技术总称。
信息技术是以微电子学为基础的计算机技术和电信技术结合形成的。
可分为:硬技术(物化技术,设备及功能)、软技术(知识、方法、技能)
硬件:屋里装置的总称;软件:系统中程序及其文档。
程序:处理对象和处理规则的描述,要安装入及其内部才能工作。
文档:为了便于理解程序所需的阐明性资料,不一定安装入机器。
网络:用物理链路将各个鼓励工作站或主机相连在一起组成数据链路,达到资源共享和通信的目的。
分为:个人局域网、局域网、城域网、广域网、公用网、专用网。
网络协议:为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
组成三要素:语义(做什么)、语法(怎么做)、时序(做的顺序)。
开放系统互连参考模型OSI——国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的,目的是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架,并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。
OSI七层网络模型:应用层(与最终用户的接口)、表示层(翻译、加解密、转换压缩)、会话层(建立、管理、终止)、传输层(打包数据,端用户件可靠传输)、网络层(路由选择、逻辑选址)、数据链路层(逻辑选择、物理选址)、物理层(物理连接、数模转换)。
TCP/IP四层模型:应用层、传输层、网络层、数据链路层(网络接口层)
物理层、数据链路层
IEEE802—LMSC 局域网/城域网标准委员会。致力于研究局域网和城域网的对应OSI网络参考模型中物理层和数据链路层定义的服务和协议,遵循IEEE802标准的产品,包括网络、路由器等建立局域网的组件。
802.1:协议概论。802.2:逻辑链路控制层LLV协议。802.3:标准以太网。802.11:WLAN无线标准协议
网络层:出路信息的路由、主机地址解析
地址解析协议ARP(ip——mac)、反向地址解析协议RARP(mac——ip)、网际控制报文协议ICMP(发生差错时发送的差错报文)、网际组管理协议IGMP(允许多播,将组播包转发到网络中所有组播成员)。
物理地址MAC:由网络设备制造商在生产时烧录在网卡的FPROM中,长度48位,6个字节。为全世界唯一。
逻辑地址IP:互联网协议地址,是IP协议提供的一种统一的地址格式。IPV4长度为32位,IPV6位128位。
域名:一串用点分隔的名字组成,通过域名系统DNS将域名和IP互相映射。
传输层:提供流量控制,错误校验和排序服务。
传输控制协议(TCP):适用于传输数据量少、对可靠性要求高的场合,但速度慢,例如邮件。
用户数据报协议(UDP):适用于传输数据量大,对可靠性要求不高要求速度快的场合,如视频。
应用层:利用网络完成数据交互
建立在TCP上的协议:FTP(文件传输协议)、HTTP(超文本传输协议)、SMTP(邮件传输协议)、Telnet(远程登录协议)。
建立带UDP上的协议:TFTP(简单文件传输协议)、DHCP(动态主机配置协议)、DNS(域名系统)、SNMP(简单网络管理协议)
软件定义网络—一种新型网络创新架构,网络虚拟化的一种方式,通过编程的形式定义和控制网络,其通过网络设备的控制面和数据吗分离开来,实现网络流程的灵活控制,使网络更智能。
应用平面:包含各种SDN的网络应用。
控制平面:包含逻辑上为中心的SDN控制器。
数据平面:由交换机等通用硬件组成。
第五代移动通信技术(5G)具有高速度、低延时、大连接特点的新一代移动通信技术。
三大应用场景:
增强移动宽带(eMBB):面相移动互联网的流量爆炸式增长。
超可靠低时延通信(uRLLC):面相工业、远程医疗、自动机制等对时延和可靠性极高要求的垂直行业。
海量机器类通信(mMTC):面相智慧城市、智慧家居、环境检测等传感和数据采集为目标的应用需求。
存储技术:
DAS直连式存储:直接插入,很难扩展。协议:有SCSI/FC/ATA。
FAS网络化存储:nas网络接入存储:即插即用、扩展性强,协议:TCP/IP网络数据传输协议。San存储区域网络:块级存储,存储分离,协议:FC。
数据结构模型:描述在数据库中结构化和和操纵数据的方法。
结构部分:规定了数据如何被描述(例如树、表等)。
操纵部分:规定了数据的增删改查、显示维护打印选择排序等。
树结构:结点的双亲是唯一的,只能直接处理一对多的关系,只能按层次查看。结点清晰,查询效率高。
网结构:允许一个以上的结点无双亲,一个结点可以有多于一个的双亲。结构复杂,不利于使用和掌握。
表结构:基本假定所有数据都表示为数学上的关系,实现和操作细节由DBMS引擎来处理。可用关系表示,透明独立保密,简化开发工作,查询效率低。
关系型数据库:oracle、mysql、server、DB2等。遵循ACID原则。
非关系型数据库:mongdb、redis、Hbase,不保证遵循ACID,无需固定表格,不存在连续操作。
数据仓库:面相主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据几个,用于支持管理决策。
主题:用户使用数据仓库进行决策时所关系的重点方面。反面的是历史信息,不是数据库处理的那种日常事务数据。数据仓库极少或者根本不修改,添加是允许的。
组成:数据源—基础;数据的存储和管理—核心。联机分析处理OLAP服务器—数据集成、数据组织;前端工具—查询、报表、分析、数据挖掘。
新一代信息技术及应用
物联网那个:通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网连接,进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
解决物品与物品、人与物品、人与人之间的互连。
传感器技术:将模拟信号换成数字信号,射频识别RFID是一种传感器技术,实现无线电信号识别。
传感网—微机电系统:把信息获取、处理和执行集成在一起。组成多功能的微型系统。
应用系统框架:机器、传感器硬件、通信网络、中间件、应用。
三层架构:
感知层:识别物体、采集信息的来源,由各种传感器组成。
网络层:物联网的中枢,传递和处理信息,由各种网络(云计算平台、互联网、广电网等)组成。
应用层:物联网那个和用户的接口,与行业需求结合,实现智能应用。
云计算:一种基于互联网的计算方式,将网络上配置为共享的软件资源、计算资源、存储资源和信息资源等按需求提供给网上的终端设备和用户。
特点:用户与计算资源分离;快速、按需、弹性的服务;共享、虚拟化、分布式、易扩展。
三种技术服务:LAAS,提供计算机能力、存储空间等基础设施。
PAAS:提供虚拟操作系统,数据库管理系统、web应用等平台化服务。
SAAS:提供应用软件、组件、工作流等虚拟化软件服务,一般用web和soa架构。
云计算技术:
虚拟化技术:计算原件在虚拟基础上而不是真是基础上运行;
容器技术:docker。
云存储技术:整合计算机系统的软硬件优势,该校对接海量数据在线处理,实现数据深度挖掘和安全管理。结合分布式文件结构,确保数据传输完整性和容错性,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(基于任务、属性模型、UCON、BLP);
基于ABE密码体制的云计算访问控制(四个参与方:数据提供者、可信第三方授权中心、云存储服务区和用户);
云中多租户及虚拟化访问控制研究。
云安全技术:云计算安全技术、保障云基础设施安全性、云安全技术服务
云计算结构:
多任务:一个操作系统多个程序同时运行
虚拟化技术:同时运行多个操作系统,每个系统运行在一个虚拟CPU上
超线程技术:单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能。
大数据:无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
特点:大量、数据类型多样、真实性、处理速度高速、价值密度低。
包括数据采集、存储、管理、分析与挖掘四个环节。
大数据应用:互联网行业、政府公共数据领域、金融领域、工业领域、社会民生领域。
大数据获取技术:数据采集、数据整合、数据清洗
大数据管理技术:大数据存储、协调、隐私。
分布式数据处理技术:分布式计算(分解任务)、Hadoop(离线、复杂)、Spark(离线、快速)、Storm(在线、实时)
大数据应用技术:分析应用技术、可视化技术
区块链:以非对称加密算法为基础,以改进的默克尔树为数据结构,使用共识机制、点对点网络、智能合约等技术结合而成的一种分布式存储数据库技术。也是比特币的底层技术。
应用:在线支付、认证、汇款、数字资产交易。
区块、链:记录的信息以区块方式按照时间链条呈现。
分为:公有链、联盟链、私有链、混合链。
特征:多中心化、多方维护、时序数据、智能合约、不可篡改、开放共识、安全可信。
区块链技术:分布式账本、共识机制、加密算法
人工智能:研究和开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术和应用系统的科学。
机器学习:机器学习、神经网络、强化学习。
自然语言处理(NLP):研究实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的理论方法。
专家系统:模拟人类专家解决领域问题的计算机程序。(6个组成部分:人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取)。
虚拟现实:一种可以创立和体验虚拟世界的计算机系统。
建立的包容多信息的多维化信息空间。
特征:沉浸式、交互式、多感知性、构想性、自主性
发展方向:桌面—沉浸式—分布式—增强式AR—元宇宙
四个技术:人机交互技术、传感器技术、动态环境建模技术、系统集成技术