第1章.新一代信息技术的概述

第3章安全第一—信息安全第1章新一代信息技术概述CONTENTS目录1.1新一代信息技术的概述1.2新一代信息技术的应用什么是信息技术1.11.1.1信息1.信息与数据信息（Information）是对客观世界中各种事物运动状态和变化的反映，是客观事物相互联系和相互作用的表征，也是人们对客观事物的认知和反映。信息的载体可以是数字、文字、语音和图像等。不同形式的消息，可以包含相同的信息。例如，分别用语音和文字发送新闻，所含信息内容相同。数据（Data）是信息的表现形式，其内容反映或描述事物的特性。数据不仅包括数字、文字、字母和其他字符，还包括图形、图像、动画、视频和音频等。数据和信息存在一定关系，数据是信息的表现形式和载体，信息则是数据的表达和内涵。数据经加工处理变成信息，而信息需要经过数字化转变成数据之后才能存储和传输。2.信息的特点（1）社会性。（2）传递性。（3）共享性和依附性。（4）普遍性。（5）时效性。（6）可再生性。（7）可压缩性。3．信息处理

随着社会的发展，人们对信息的开发利用不断深入，导致信息量剧增，信息间的关联也日益复杂，因此信息处理就显得越来越重要。而信息处理实质上就是由计算机进行数据处理的过程，即通过数据的采集和输入，将数据有效地组织到计算机中，再由计算机系统对数据进行存储、加工和输出等一系列操作。1.1.2信息技术1.什么是信息技术信息技术（InformationTechnology，IT）是指在信息的获取、传递、处理、存储、控制、分析和应用等过程中所采用的技术的统称。信息技术的范畴主要包括传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术。传感技术是信息的收集技术，对应于人的感觉器官（简称感官）。通信技术是信息的传递技术，对应于人的神经系统。计算机技术是信息的分析和处理技术，对应于人的思维器官。控制技术是信息的应用技术，对应于人的效应器官2.信息技术的发展（1）第一次信息技术革命是语言的使用。（2）第二次信息技术革命是文字的创造。（3）第三次信息技术革命是造纸术和印刷术的发明。（4）第四次信息技术革命是电报、电话、广播、电视的发明和普及。（5）第五次信息技术革命是计算机、网络等现代信息技术的综合使用。2.信息技术发展的方向（1）半导体、微电子等信息材料技术。（2）计算机硬件和软件技术。（3）通信技术。（4）信息应用技术。什么是新一代信息技术1.2新一代信息技术物联网云计算大数据人工智能区块链虚拟现实1.2.1物联网物联网的含义物联网是指将各种信息传感设备及系统，如传感器网络、射频标签阅读装置、条形码与二维码设备、全球定位系统和其他基于物与物通信模式的短距离无线自组织网络，通过各种接入网与互联网结合起来而形成的一个巨大智能网络，即“物物相连的互联网”。其目的是让所有物品都与网络连接在一起，系统可以自动、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。如果说互联网实现了人与人之间的交流，那么物联网就实现了人与物之间的沟通和对话，也可以说实现了物与物之间的连接和交互微型感应芯片人与物对话物与物交流物物相连物联网的特征1.对物体进行数字化与虚拟化利用射频识别、传感器、二维码等，随时随地获取物体的信息，使各个物理实体成为彼此可识别、可寻址、可交互、可协同的智能物体2.进行泛在互联

将各种类型的数字化和智能化物体接入网络，通过自组织互联，实现对互联网的延伸与扩展，形成泛在互联。物联网的特征3.实现信息感知与交互物联网通过采集、筛选、交融、汇集等技术进行信息感知，通过网络与内容、用户与内容以及用户与网络的信息交互进行交流，继而达到应用物联网技术的效果4.信息处理与服务利用云计算、人工智能和模糊识别等各种智能计算技术，对各种海量的数据和信息进行高效分析和处理1.2.2云计算云计算的含义

是一种利用互联网实现随时随地、按需、便捷访问共享资源的新型计算模式，用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的各种硬件资源、软件资源和平台资源。云计算随需应变的自助服务无处不在的网络访问计算机掌上电脑移动电话云计算3.云计算有资源共享池4.快速而灵活地根据用户的需求进行自动化扩展或缩减5.利用一种计量功能来自动调控和优化资源利用，根据不同的服务类型按照合适的度量指标进行计量。服务器应用软件网络带宽虚拟机1.2.3大数据大数据含义近年来，随着计算机技术的发展，大数据成为一个热门词。大数据是指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，是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，具有数据量大、类型繁多、价值密度低、速度快且时效高等特征。特征数据量大、类型繁多、价值密度低、速度快、时效高大数据的特征1．数据量大：大数据的起始计量单位至少是PB（约1000个TB）、EB（约100万个TB）或ZB（约10亿个TB）。2．类型繁多：大数据的类型包括交易数据、移动通信数据、用户行为数据、机器数据和传感器数据等，多种类型的数据对大数据技术的数据处理能力提出了更高的要求。3．价值密度低：随着物联网的广泛应用，信息感知无处不在，收集的数据海量，但价值密度较低，如何通过强大的计算机算法更快捷地完成数据的价值提纯，是大数据时代亟待解决的难题。4．速度快且时效高：大数据中的数据处理遵循“1秒定律”，即大数据对数据处理速度有要求，一般要在1秒内处理所有数据并得出数据的分析结果。时间太长数据就失去了本身的价值，成为过期的或无效的数据。这个速度要求是大数据处理技术和传统的数据挖掘技术最大的区别。1.2.4人工智能人工智能的含义

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人工智能计算机视觉自然语言处理专家系统语音识别多种学科互相渗透的一门综合性学科1.2.5区块链区块链含义

指在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构，实现对事务处理模式的管理1.去中心化不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理2.开放性

除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，公开接口查询，数据记录对全网透明区块链的特征区块链的特征3.自治性区块链采用基于协商一致的规范和协议，使系统中的所有节点都能在信任的环境中自由安全地交换数据，任何人为的干预都无法发挥作用4.安全性

区块链信息不可篡改，采用非对称密码学原理对交易进行签名；同时利用哈希算法保证交易数据不能被轻易篡改5.匿名性由于结点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的，因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方对自己产生信任，信息传递可以匿名进行区块链的特征1.2.6虚拟现实虚拟现实的含义

利用计算机技术模拟出一个逼真的三维空间虚拟世界，使用户完全沉浸其中，并能进行自然交互，就像在真实世界中一样。特点虚拟现实使用户获得与真实环境相同的视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官体验，沉浸其中沉浸性交互性用户与虚拟环境之间可以进行沟通和交流，并得到与真实环境一样的响应自主性虚拟环境中的物体按操作者的要求进行自主运动物联网云计算大数据人工智能区块链虚拟现实新一代信息技术的应用1.3智慧课堂—全息教室智慧课堂—VR教室智慧课堂—虚拟实验室智慧课堂—远程教学智联校园—温湿度监控智联校园—智慧图书馆平安校园—AI人脸识别平安校园—AI监测平安校园—AI监测绿色校园—共享电器绿色校园—垃圾分类绿色校园—智慧节能全息教室的含义在“裸眼条件下”实现立体视觉教学的授课空间，在保证老师原有教学习惯的同时，还可展示3D的物体或人物全息教室的意义是教育高科技的展示和体现，也是教育手段现代化、信息化的标志之一。“虚拟教学”VR教室5G+VR虚拟实验室5G+VR+web建立富有科技感的虚拟仿真实验平台满足师生多次进行、随时进行实验探究和学习的需求打破高危险、高污染、高辐射、高成本、高投入等对实验教学的制约远程教学含义利用云+网一体化技术，通过高清显示器、计算机、手机等终端开展互动教学活动意义固定教室移动教室学生终端温湿度监控安全运行经济节能低碳环保在监测点放置温湿度采集设备，通过无线网络进行数据上传，数据汇总到无线数据集中器，最后上传到后台进行信息处理与分析。通过末端数据信息监控中心可以对温度进行监控和调节智慧图书馆利用5G+物联网技术打造的智慧图书馆综合管理系统包括图书自动柜员机、电子借阅终端、电子阅读系统等自助借还图书自动盘点多媒体显示电子阅读座位预约AI人脸识别保障校园人员及宿舍人员的稳定和各项管理制度的执行应用于校园校门管控及学生公寓的安全保卫工作助力高校安全稳定及师生人身财产安全智慧食堂基于物联网+云端存储技术预定点餐、后厨管控、食品安全管理、采购库存、成本核算、食堂经营数据AI监测应用大数据+AI学习算法和物联网技术在实际监测中，根据人的肢体运动轨迹，计算出各种异常动作行为，向监控中心发出预警全过程、全流程管理共享电器采用窄带物联网智能物联技术，每一台电器设备都能够和物联网平台互联共享洗衣机垃圾分类物联网+AI识别技术通过手机扫描智能识别垃