计算机信息技术基础（第2版）课件 项目11、12 新一代信息技术概述、信息素养与社会责任

新一代信息技术概述项目十一当今时代，数字技术正引领全球新一轮科技革命和产业变革，推动经济社会发展进入数字化、网络化、智能化的新阶段。随着我国新旧动能加快转换，党中央、国务院高度重视发展数字经济，抓住全球数字化发展与数字化转型的重大历史机遇，系统谋划、统筹推进数字中国建设。以物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术的出现极大推动生产力的发展，以数据资源为关键要素、以现代信息网络为主要载体、与信息通信技术融合应用、以全要素数字化转型为主要推动力的数字经济是全球未来的发展方向。

项目目标了解新一代信息技术的基本概念及技术特点。了解物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等技术特点。了解新一代信息技术与各产业的融合发展方式。

项目说明

项目实施本项目通过对新一代信息技术平台的学习，使学生能更好的了解及掌握物联网、云计算、大数据、人工智能及区块链等新一代信息技术基本知识、了解关键技术、熟悉典型应用，培养自主学习、团队协作、探索创新的能力。新一代信息技术的基本概念任务一随着我国新旧动能加快转换，为发展创造了良好的外部环境。物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术将加速渗透经济和社会生活各个领域，融合化趋势更加明显。新一代信息技术同时也是国务院确定的七个战略性新兴产业之一，党中央、国务院高度重视新一代信息技术产业，有力地推动了我国新一代信息技术产业发展。一、信息技术的定义：信息技术（InformationTechnology，简称IT）指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。日常生活中比较笼统和模糊的理解：语言、文字、图画、照片等所表达的内容、事实或消息读书、听课、交谈等所学习和了解的知识、方法和情况为了做判断、订计划或解决问题等所需要的数据和资料1.信息技术的定义：比较正式也比较抽象的描述信息是事物运动状态和特征的反映信息就是信息，它不是物质也不是能量美国哈佛大学的研究小组提出了著名的资源三角形：

没有物质，什么也不存在；没有能量，什么也不会发生；没有

信息，任何事物都没有意义。1.信息技术的定义：信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等)信息的传递(如邮寄、出版、电报、电话、广播等)信息的加工(如分类、计算、分析、转换、检索等)信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等)信息的施用(如控制、显示、指挥等)二、什么是新一代信息技术新一代信息技术，不只是指信息领域的一些分支技术如集成电路、计算机、无线通信的纵向升级，更主要的是指信息技术的整体平台和产业的代际变迁。物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等为代表的新一轮的信息技术革命。新一代信息技术的主要内容是加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施，推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产化加快推进三网融合，促进物联网、云计算的研发和示范应用。着力发展集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等核心基础产业。提升软件服务、网络增值服务等信息服务能力，加快重要基础设施智能化造。大力发展数字虚拟等技术，促进文化创意产业发展。新一代信息技术的主要代表技术任务二随着信息技术的迅猛发展，以物联网、大数据、云计算、人工智能和区块链等前沿技术正在重塑现代社会的基础架构。这些技术的融合不仅推动了新一代信息技术平台的技术升级，也为加快智慧城市、工业自动化、远程医疗和在线教育等多个领域的快速发展提供了新的思路。一、人工智能（ArtificialIntelligence）AI1．人工智能的定义：人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI。是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。一、人工智能（ArtificialIntelligence）AI：2．人工智能的起源与发展：：（1）人工智能元年1956年洛克菲勒基金会提供了7500美元的资金支持，在美国新罕布什尔汉诺威小镇的达特茅斯学院举办了为期2个月的人工智能研讨会。（2）人工智能的第一个高潮在1956年的会议之后，人工智能迎来了属于它的第一个发展高潮。ELIZA聊天机器人一、人工智能（ArtificialIntelligence）AI：2．人工智能的起源与发展：：（3）人工智能的第一个寒冬20世纪70年代，人工智能进入了第一个发展低潮。（4）人工智能的第二个繁荣期20世纪80年代，专家系统、神经网路的应用带来了人工智能的第二繁荣期。人工智能再次兴起一、人工智能（ArtificialIntelligence）AI：2．人工智能的起源与发展：（5）人工智能的第二个严冬1987-1993是人工智能历史上的第二个严冬。（6）人工智能稳健发展的时代：

1997-今，工人智能进入了发展真正的夏天。二、区块链（BlockChain）1．区块链的定义：区块链（英文名：blockchain或blockchain）是一种块链式存储、不可篡改、安全可信的去中心化分布式账本，它结合了分布式存储、点对点传输、共识机制、密码学等技术，通过不断增长的数据块链（Blocks）记录交易和信息，确保数据的安全和透明性。二、区块链（BlockChain）1．区块链的定义：区块链起源于比特币（Bitcoin），最初由中本聪（SatoshiNakamoto）在2008年提出，作为比特币的底层技术。从诞生初期的比特币网络开始，区块链逐渐演化为一项全球性技术，吸引了全球的关注和投资。随后，以太坊（Ethereum）等新一代区块链平台的出现进一步扩展了应用领域。区块链的特点包括去中心化、不可篡改、透明、安全和可编程性。每个数据块都链接到前一个块，形成连续的链，保障了交易历史的完整性。智能合约技术使区块链可编程，支持更广泛的应用。二、区块链（BlockChain）2．区块链的特征：去中心化开放性匿名性可追溯性透明性不可篡改性多方共识三、物联网（TheInternetofThings）1．物联网的定义：物联网就是“物物相连的互联网”，目前较为公认的物联网的定义是：（1）通过射频识别（RFID）装置，红外传感器，全球定位系统GPS，激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别，定位，跟踪，监控和管理的一种网络（2）当每个而个而不是每种物品能够被唯一标识后，利用识别、通信和计算等技术，在互联网基础上，构建的连接各种物品的网络，就是人们常说的物联网。三、物联网（TheInternetofThings）2．物联网的形成与发展：1995年，比尔.盖茨在《未来之路》一书中就已经提及类似于物品互联的想法，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未受到重视。1999年，美国麻省理工学院的Auto-ID研究中心的创建者之一的KevinAshton教授在他的一个报告中首次使用了“InternetofThings”这个词语。事实上，Auto-ID中心的目标就是在Internet的基础上建造一个网络，实现计算机与物品之间的互联，这里的物品包括各种各样的硬件设备、软件、协议等等。1999年至2003年，物联网方面的工作局限于实验室中，这一时期的主要工作集中在物品身份的自动识别，如何减少识别错误和提高识别效率是关注的重点。2003年，“EPC决策研讨会”在芝加哥召开。作为物联网方面第一个国际会议，该研讨会得到了全球90多个公司的大力支持。从此，物联网相关工作开始走出实验室。2005年，经过工业界和学术界的共同努力，物联网终于大放异彩。这一年，国际电信联盟发布了题为《ITU互联网络报告2005：物联网》的报告，物联网概念开始正式出现在官方文件中。在美国，IBM提出了“智慧地球”的构想，其中物联网是不可缺少的一部分。2009年1月，美国将其提升到国家战略。2009年8月，温家宝总理视察无锡中科院物联网研究发展中心时指出并强调，要尽快突破物联网核心技术，把传感技术和TD的发展结合起来。2010年，世界物联网大会在无锡召开2011年，中国物联网产业市场规模达到2600亿元2012年，中国发布《物联网“十二五”发展规划》，中国物联网标准通过国际组织审议三、物联网（TheInternetofThings）3．物联网的三大特征：1）全面感知利用RFID，传感器，二维码等随时随地获取和采集物体信息。感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网，甚至信息服务，以达到控制、指挥的目的。2）可靠传递通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确的传递给用户。在这一过程中，通常需要用到现有的电信运行网络，包括无线和有线网络。由于传感器网络是一个局部的无线网，因而无线移动通信网、5G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。3）智能处理利用云计算，数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制四、云计算（cloudcomputing）1．云计算的定义：云计算（cloudcomputing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。四、云计算（cloudcomputing）2．云计算的基本特征：（1）自助式服务（2）随时随地使用（3）可度量的服务（4）快速资源扩缩（5）资源池化四、云计算（cloudcomputing）3．云计算的服务模式：基础设施即服务（InfrastructureasaService，简称IaaS）平台即服务（PlatformasaService，简称PaaS）软件即服务（SoftwareasaService，简称SaaS）五、大数据（BigData）1．大数据的定义：大数据(bigdata)，或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。五、大数据（BigData）1．大数据的定义：随着大数据时代的到来，“大数据”已经成为互联网信息技术行业的流行词汇。关于“什么是大数据”这个问题，大家比较认可关于大数据的“4V”说法。大数据的4个“V”，或者说是大数据的4个特点，包含4个层面：数据量大（Volume）、数据类型繁多（Variety）、处理速度快（Velocity）和价值（Value）。五、大数据（BigData）2．大数据的计算机模式：MapReduce：MapReduce是大数据计算模式中的一种，它代表了针对大规模数据的批量处理技术。批处理计算：批处理计算主要解决针对大规模数据的批量处理，也是我们日常数据分析工作中非常常见的一类数

据处理需求。流计算：流数据也是大数据分析中的重要数据类型。流数据（或数据流）是指在时间分布和数量上无限的一系列

动态数据集合体，数据的价值随着时间的流逝而降低，因此必须采用实时计算的方式给出秒级响应。图计算：在大数据时代，许多大数据都是以大规模图或网络的形式呈现，如社交网络、传染病传播途径、交通事

故对路网的影响等，此外，许多非图结构的大数据也常常会被转换为图模型后再进行处理分析。查询分析：针对超大规模数据的存储管理和查询分析，需要提供实时或准实时的响应，才能很好地满足企业经营

管理需求。五、大数据（BigData）2．大数据的计算机模式：新一代信息技术的典型应用

及发展前景任务三随着信息化在全球的快速进展，世界对信息的需求快速增长，信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。新一代信息技术在全球的广泛使用，不仅深刻地影响着经济结构与经济效率，而且作为先进生产力的代表，新一代信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。一、智慧城市与物联网新一代信息技术的高速率、低延迟和大数据连接特性使其成为智慧城市建设的基石。在智慧城市中，数以亿计的设备可以实时收集和交换数据，从而实现交通流量管理、公共安全监控、能源分配优化等功能。物联网（IoT）设备的广泛部署也将使得城市管理更加精细化，居民生活更加便捷。二、工业自动化与智能制造工业4.0和智能制造的概念正逐渐成为现实，新一代信息技术在这一进程中扮演着关键角色。通过无线机器人控制、自动化生产线和实时监控系统，制造业的生产效率和灵活性将得到显著提升。此外，通过机器间通信（M2M），设备能够自主协作，实现高度自动化的生产流程。三、远程医疗与健康监测新一代信息技术的发展为远程医疗服务提供了强有力的技术支持。医生可以通过高速的视频通话进行远程诊断和手术指导，而患者的生命体征数据可以实时传输给医疗机构进行分析。此外，穿戴式设备和移动健康应用的结合使得个人健康管理更加主动和精准。四、教育与远程学习在线教育和远程学习的普及得益于新一代信息技术的支持。高清视频会议、互动式学习平台和虚拟现实（VR）教室等创新教学模式将成为可能。学生无论身处何地，都能够享受到高质量的教育资源，而教育机构也能够更好地满足多样化的学习需求。信息素养与社会责任项目十二总所周知21世纪，是信息化、智能化、数字化的时代，大数据、人工智能、云计算等新一代的信息技术不断地涌现，加之网络的快速发展，使得信息的获取更加方便、快捷。那么在这个信息大爆炸的时代，如何高效地筛选、甄别和获取有效的信息就变得尤为重要。因此，不但要培养公民的信息素养，还要培养公民的信息安全意识使他们能够自觉地维护个人和国家的信息安全，明白网络也不是法外之地，能自觉地遵守相关的法律法规，做一个遵纪守法的好公民。

项目目标了解信息素养定义、核心要素。了解信息安全及相关的法律法规。了解信息伦理和职业道德。

项目说明

项目实施本项目重点是从信息素养在当今社会的重要性开始，了解什么是信息素养、信息素养内涵和要求；了解什么事信息安全，进而培养公民的信息安全意识，做到能自觉维护个人和国家的信息安全、了解信息安全的法律法规，遵纪守法；了解社会伦理了解社会伦理道德，培养负责任的职业道德和职业操守。信息素养任务一了解计信息素养的概念，内涵，掌握信息素养的核心要素。1、信息素养的定义

信息素养的概念：“是利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技能”。2、信息素养概念的发展历程

1974美国信息产业协会主席Paul.Zurkowski率先提出了信息素养，并解释为：利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技能。这一全新概念开始，这个概念随着社会的不断发展也一直在不断的发展变化。1987年信息学家PatrieiaBreivik将信息素养概括为一种“了解提供信息的系统并能鉴别信息价值、选择获取信息的最佳渠道、掌握获取和存储信息的基本技能”。1989年美国图书馆协会（ALA）下设的“信息素养总统委员会”在其年度报告中对信息素养的含义进行了重新概括：“要成为一个有信息素养的人，就必须能够确定何时需要信息并且能够有效地查寻、评价和使用所需要的信息”。1992年，Doyle在《信息素养全美论坛的终结报告》中将信息素养定义为：一个具有信息素养的人，他能够认识到精确的和完整的信息是做出合理决策的基础，确定对信息的需求，形成基于信息需求的问题，确定潜在的信息源，制定成功的检索方案，从包括基于计算机和其他信息源获取信息、评价信息、组织信息于实际的应用，将新信息与原有的知识体系进行融合以及在批判性思考和问题解决的过程中使用信息。2016年,美国大学与研究图书馆协会通过了《高等教育信息素养框架》,该框架中的提出了信息素养概念对信息的反思性发现，对信息如何产生和评价的理解以及利用信息创造知识并合乎道德地参与学习社区的一套综合能力。”3.信息素养的核心要素（1）信息意识信息意识，是人对信息、信息问题的敏感程度，是人对信息敏锐的感受力、持久的注意力和对信息价值的洞察力、判断力等等。它决定人们捕捉、分析、判断、利用和吸收信息的自觉程度。信息意识包括主体意识、信息获取意识、信息传播意识、信息更新意识、信息安全意识等。（2）信息知识信息知识包括传统文化、信息的基本知识和现代信息技术知识，是有关信息的特点与类型、信息交流和传播的基本规律与方式、信息的功用及效应、信息检索等方面的知识。它是信息素养的基础，涉及信息科学技术的理论基础和信息技术的基本要求，信息知识不但可以使人的知识结构改变，而且能够激活原有的学科专业知识，使文化知识和专业知识发挥更大的作用。（3）信息能力信息能力是指运用信息知识、技术和工具解决信息问题的能力。它包括对信息的基本概念、原理等知识的理解和掌握、信息资源的收集整理、信息技术工具的选择和使用，是信息素养最重要的一个方面。（4）信息道德信息道德，是指在组织和利用信息时，要树立正确的法制观念，增强信息安全意识，提高对信息的判断和评价能力，准确合理地使用信息资源。了解信息安全任务二了解大信息安全的定义、特征及其相关的法律法规。1.信息安全的定义信息安全：为数据处理系统建立和采用的技术、管理上的安全保护，为的是保护计算机硬件、软件、数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄露。2.信息安全的内容、特征（1）信息安全的内容硬件安全软件安全运行服务安全数据安全（2）信息安全的特征信息安全五大特征：①完整性、②保密性、③可用性、④不可否认性、⑤可控性，综合起来说就是保障电子信息的有效性。3.保护信息安全的主要措施（1）物理安全措施（2）加强信息安全意识教育（3）相关的技术措施防火墙技术:用于保护网络不受未经授权的访问和攻击。加密技术：如使用密钥加密和解密数据以保护信息的机密性。虚拟专用网络(VPN)：计算保护数据在传输过程中的安全性。入侵检测系统(IDS)：监视计算机网络流量并发现网络攻击，实施强密码策略，以便及时发现可能的入侵和攻击。身份认证技术：确保只有授权用户可以访问某个系统或网络资源。数据保护技术：数据的加密、备份等以确保数据的安全性、完整性和可用性健全相应的法律法规：国家要健全信息安全方面的法律法规，做到有法可依，违法必究。4.信息安全的法律法规美国早在1947年就通过了其国家信息安全法律体系建立的初步律法《国家安全法》，1966年又通过了《信息自由法》，1987年通过了《计算机安全法》等。2001年11月美国、加拿大、日本、欧盟、南非等30多个国家和地区，联合签署了国际上第一个针对计算机系统、网络或数据犯罪的多边协定——《网络犯罪公约》。我国也出台了很多相关的法律法规。如《中华人民共和国保守国家秘密法》、《中华人民共和国国家安全法》、《中华人民共和国电子签名法》、《互联网信息服务管理办法》、《计算机信息系统国际联网保密管理规定》、《非经营性互联网信息服务备案管理办法》、等。5.威胁信息安全的因素信息安全面临的威胁主要来自以下三个方面：自然因素、人为因素和信息系统自身的脆弱性。6、维护信息安全的意义在信息化的社会大背景下，维护信息安全的意义重大而深远。个人方面：信息安全起到保护个人隐私的作用。企事业单位和组织：信息安全保护企事业单位重要的机密信息。国家方面：信息安全能维护国家的安全和利益。信息伦理与职业道德任务三了解信息伦理与职业道德。1.信息伦理（1）信息伦理的定义：信息伦理也叫信息道德（InformationMorality）是指在信息领域中用以规范人们相互关系的思想观念与行为准则。信息伦理涉及信息开发、信息传播、信息加工、分析、管理和利用等信息活动方面的伦理要求、伦理准则、伦理规范，以及在此基础上