【第二章 信息技术发展】

信息技术及其发展

主要选择题为主，建议多刷题

计算机网络

• OSI七层网络模型

OSI七层网络模型	TCP/IP四层概念模型	数据传输单位	对应的网络协议
应用层	应用层	数据	HTTP、FTP、Telnet、SMTP
表示层			JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG
会话层			RPC、SQL、NFS
传输层	传输层	TCP-段	TCP、UDP、SPX
		UDP-段
网络层	网络层	数据包	IP、IPX、ICMP、IGMP
数据链路层	数据链路层（网络接口层）	帧	IEEE 802.3/.2.HDLC、PPP.STP、ATM、帧中继
物理层		比特	RS232、RJ-45、V.35、FDDI

• IEEE 802规范包括：802.3（以太网的CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测协议）、802.11（无线局域网WLAN标准协议）
• TCP/IP是Internet的核心。
• TCP提供了一个可靠的，面向连接的，全双工的数据传输服务。
• UDP是一种不可靠的，无连接的协议，可以保证应用程序进程间的通信。
• 网络层的协议主要有IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP等。
• 软件定义网络（SDN）是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，通过软件编程的形式定义和控制网络。将数据与控制相分离。SDN的整体架构由下到上（南到北）分为数据平面、控制平面、应用平面。
• SDN中的接口具有开放性，以控制器为逻辑中心。
• SDN南向接口负责与数据平面进行通信，采用的是OpenFlow协议
• SDN北向接口负责与应用平面进行通信。
• 东西向接口负责多控制器之间的通信。
• 5G的三大类应用场景：增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低延时通信（uRLLC）、海量机器类通信（mMTC）。

存储和数据库

• 存储分类根据服务器类型分为：封闭式系统的存储和开放性系统的存储。
• 开放性系统指基于麒麟、欧拉、UNIX、Linux等操作系统的服务器。
• 开放性系统的存储分为：内置存储和外挂存储。
• 外挂存储根据连接方式分为直连式存储（DAS）和网络化存储（FAS）。
• 网络化存储根据传输协议又分为网络接入存储(NAS)和存储区域网络（SAN）。
• 存储虚拟化是云存储的核心技术之一。
• 存储虚拟化使存储设备能够转化为逻辑数据存储。
• 绿色存储的核心使设计运行温度更低的处理器和更有效率的系统，生产更低能的存储系统或组件。
• 以绿色理念为知道的存储系统最终是存储容量、性能、能耗三者的平衡。
• 数据结构模型是数据库的核心。
• 数据库的存储方式分为关系型数据库和非关系型数据库。
• 关系型数据库（SQL）支持事物的ACID原则，即原子性、一致性、隔离性、持久性。
• 非关系型数据库是分布式的、非关系型的、不保证遵循ACID原则的数据存储系统，不需要固定的表结构。
• 数据仓库是为了满足高层管理人员预测、决策分析的需要，在传统数据库基础上产生了能够满足预测、决策分析需要的数据环境。

信息安全

• 信息安全属性主要包括：保密性、完整性、可用性。
• 加密技术包括两个元素：算法和密钥。
• 对称加密的加密密钥和解密密钥相同
• 非对称密钥的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开，解密密钥需要保密。
• 用户和实体行为分析（UEBA）提供了用户画像及基于各种分析方法的异常检测，发现用户或实体标准画像或行为异常的活动所相关的潜在事件。
• UEBA系统通常包括数据获取层、算法分析层和场景应用层。
• 网络安全感之态势是一种基于环境的、动态的、整体的洞悉安全风险的能力。
• 网络安全态势感知的关键技术主要包括：海量多元异构数据的汇聚融合技术、面向多类型的网络安全威胁评估技术、网络安全态势评估与决策支撑技术、网络安全态势可视化等。

新一代信息技术及应用

物联网

• 物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议将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、监控和管理的网络。

• 物联网主要解决物品与物品、人与物品、人与人。

• 物联网的技术基础可以分为:感知层、网络层、应用层。
  1）感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。
  2）网络层是整个物联网的中枢、负责传递和处理感知层获取的信息。
  3）应用层是物联网和用户的接口。

• 物联网的关键技术主要涉及传感器技术、传感网和应用系统框架。

云计算

• 云计算是一种基于互联网的计算方式。
• 云计算实现了“快速、按需、弹性”的服务。
• 按云计算服务提供的资源层次可分为
  1）基础设施及服务（IaaS）向用户提供计算机能力、存储空间等基础设施。
  2）平台及服务（PaaS）向用户提供操作系统、数据库管理系统、Web应用等平台化的服务。
  3）软件及服务（SaaS）向用户提供应用软件、组件、工作流等虚拟化软件的服务。
• 云计算关键技术：
  1）虚拟化技术是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。容器技术是一种全新意义上的虚拟化技术
  2）云存储技术中的重要组成部分是分布式文件系统。
  3）访问控制管理是云计算应用的核心问题之一，云中多租户及虚拟化访问控制是云计算的典型特征。
  4）云安全技术研究主要包含两方面，一是云计算技术本身的安全保护工作，二是借助于云服务的方式来保障客户端用户的安全防护需求。

大数据

• 大数据是具有体量大、结构多样、时效性强等特征的数据，处理大数据需要采用新型计算架构和智能算法等新技术。
• 大数据从数据源到最终价值实现一般需要经过数据准备、数据存储与管理、数据分析和计算、数据治理和知识展现等过程。
• 大数据主要特征：数据海量、数据类型多样、数据价值密度低、数据处理速度快。
• 大数据技术架构主要包括：大数据获取技术、分布式数据处理技术和大数据管理技术、以及大数据应用和服务技术。
  1）大数据获取主要集中在数据采集、整合和清洗三方面。
  2）分布式处理技术：目前，主要的分布式计算系统有Hadoop、Spark、Strom。
  3）大数据管理技术
  4）大数据应用和服务技术

区块链

• 区块链技术具有多中心化存储、隐私保护、防篡改等特点，提供了开放、分散、和容错的事务机制。
• 区块链分为公有链、联盟链、私有链和混合链四大类。
• 区块链的典型特征包括：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。
• 区块链关键技术：
  1）分布式账本：分布式账本是区块链核心技术之一
  2）加密算法：区块链中加密算法一般分为散列（哈希）算法和非对称加密算法。
  3）共识机制

人工智能

• 人工智能的关键技术主要涉及机器学习、自然语言处理、专家系统等技术。
  1）机器学习是一种自动将模型与数据匹配，并通过训练模型对数据进行“学习”的技术。神经网络是机器学习的一种模式。强化学习是机器学习的另一种模式。
  2）自然语言处理（NLP）主要应用于机器翻译、舆情监测、自动摘要、文本分类、问题回答、文本语义对比、语音识别、中文0CR等方面。
  3)专家系统通常由人机交互页面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等六个部分构成，是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。

虚拟现实

• 虚拟现实技术主要特征包括沉浸性、交互性、多感知性、构想性和自主性。
• 虚拟现实的关键技术主要涉及人机交互技术、传感器技术、动态环境建模技术和系统集成技术。