软考-高项，知识点一览二信息技术发展

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于 2025-03-19 08:59:27 首次发布

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二信息技术发展

信息技术是在信息科学的基本原理和方法下，获取信息、处理信息、传输信息和使用信息的应用技术总称。

从信息技术的发展过程来看，信息技术在传感器技术、通信技术和计算机技术的基础上，融合创新和待续发展，孕育和产生了物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能和虚拟现实等新一代信息技术，成为支撑当今经济活动和社会生活的基础信息技术与信息化、信息系统密不可分。信息技术是实现信息化的手段，是信息系统建设的基础。

计算机硬件：计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。

计算机软件：是指计算机系统中的程序及其文档，程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。程序必须安装入机器内部才能工作，文档一般是给人看的，不一定安装入机器。

计算机网络

从网络的作用范围可将网络类别划分为个人局域网 (Personal Area Network, PAN ) 、局域网 ( Local Area Network, LAN) 、城域网 (Metropolitan Area Network, MAN) 、广域网 ( Wide Area Network, WAN ) 、公用网 (PublicNetwork ) 、专用网 ( Private Network) 。

网络标准协议

网络协议是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。网络协议由三个要素组成，分别是语义、语法和时序。

OSI 采用了分层的结构化技术，从下到上共分物理层、数据链路层、网络层 、 传输层 、 会话层、表示层和应用层。

广域网协议是在 OSI 参考模型的最下面三层操作，定义了在不同的广域网介质上的通信。

广域网协议主要包括：PPP 点对点协议、ISDN 综合业务数字网、DSL DSL 数字用户线路的统称： HDSL、SDSL、MVL 、ADSL、DDN 数字专线、x.25 、FR 帧中继、ATM 异步传输模式.

IEEE 802 协议族

IEEE 802 规范定义了网卡如何访问传输介质（如光缆、双绞线、无线等），以及如何在传输介质上传输数据的方法，还定义了传输信息的网络设备之间连接的建立、维护和拆除的途径。

IEEE 802 规范包括： 802.1 ( 802 协议概论）、 802.2 （逻辑链路控制层 LLC 协议）、 802.3 （以太网的 CSMA/CD 载波监听多路访问／冲突检测协议）、 802.4 （令牌总线 Token Bus 协议）、 802.5（令牌环 Token Ring 协议）、 802.6 （城域网 MAN 协议）、 802.7 ( FDDI 宽带技术协议）、 802.8（光纤技术协议）、 802. 9 （局域网上的语音／数据集成规范）、 802.10 （局域网安全互操作标准）、802. 11 （无线局域网 WLAN 标准协议）。

TCP/IP 在一定程度上参考了OSI ，它将OSI 的七层简化为四层：应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大

在应用层中，定义了很多面向应用的协议，应用程序通过本层协议利用网络完成数据交互的任务。这些协议主要有 FTP ( File Transfer Protocol, 文件传输协议）、 TFTP (Trivial FileTransfer Protocol, 简单文件传输协议）、 HTTP ( Hypertext Transfer Protocol, 超文本传输协议）、SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, 简单邮件传输协议）、 DHCP (Dynamic Host ConfigurationProtocol, 动态主机配置协议）、 Telnet （远程登录协议）、 DNS ( Domain Name System, 域名系统）、SNMP ( Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议）等。

传输层主要有两个传输协议，分别是 TCP 和 UDP (User Datagram Protocol, 用户数据报协议），这些协议负责提供流猛控制、错误校验和排序服务。

网络层中的协议主要有 IP 、 ICMP Clntemet Control Message Protocol, 网际控制报文协议）、 IGMP (Internet Group Management Protocol , 网际组管理协议）、 ARP ( Address Resolution Protocol, 地址解析协议）和 RARP ( Reverse Address Resolution Protocol, 反向地址解析协议）等，这些协议处理信息的路由和主机地址解析。

由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层，所以网络接口层既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路。

软件定义网络 SDN：一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，它可通过软件编程的形式定义和控制网络，其通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流益的灵活控制，使网络变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

利用分层的思想， SDN 将数据与控制相分离。

SDN 的整体架构由下到上（由南到北）分为数据平面、控制平面和应用平面

第五代移动通信技术

第五代移动通信技术 ( 5th Generation Mobile Communication Technology, 5G ) 是具有高速

率、低时延和大连接特点的新一代移动通信技术。

5G 的八大指标，流量密度连接数密度时延移动性能效用户体验速率频道效率峰值效率

在正交频分多址 ( Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access, OFDMA ) 和多入多出 ( Multiple Input Multiple Output, MIMO ) 基础技术上，5G 为支待三大应用场景，采用了灵活的全新系统设计。在频段方面，与 4G 支持中低频不同，考虑到中低频资源有限，5G 同时支持中低频和高频频段，其中中低频满足覆盖和容盐需求，高频满足在热点区域提升容显的需求，5G 针对中低频和高频设计了统一的技术方案，并支持百 MHz 的基础带宽。

国际电信联盟 ( ITU ) 定义了 5G 的三大类应用场呆，即增强移动宽带 ( eMBB) 、超高可靠低时延通信 ( uRLLC ) 和海量机器类通信 ( mMTC )。增强移动宽带主要面向移动互联网流批爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验、超高可靠低时延通信主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求。海量机器类通信主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。

存储和数据库

外挂存储根据连接的方式分为直连式存储 ( Direct-Attached Storage , DAS ) 和网络化存储 ( Fabric-Attached Storage, FAS ).网络化存储根据传输协议又分为网络接入存储 ( Network-Attached Storage , NAS ) 和存储区域网络 ( Storage Area Network,SAN ) 。

存储虚拟化 ( Storage Virtualization ) 是“云存储＂的核心技术之一，它把来自一个或多个网络的存储资源整合起来，向用户提供一个抽象的逻辑视图，用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口来访问被整合的存储资源。用户在访问数据时并不知道真实的物理位置。

存储设备能够转换为逻辑数据存储

绿色存储：从节能环保的角度出发，用来设计生产能效更佳的存储产品，降低数据存储设备的功耗，提高存储设备每瓦性能的技术。绿色存储技术的核心是设计运行温度更低的处理器和更有效率的系统，生产更低能耗的存储系统或组件，以绿色理念为指导的存储系统最终是存储容烘、性能、能耗三者的平衡。

数据结构模型

数据结构模型是数据库系统的核心。数据结构模型描述了在数据库中结构化和操纵数据的方法，模型的结构部分规定了数据如何被描述（例如树、表等。模型的操纵部分规定了数据的添加、删除、显示、维护、打印、查找、选择、排序和更新等操作。

常见的数据结构模型有三种：层次模型、网状模型和关系模型，层次模型和网状模型又统

称为格式化数据模型。

层次模型：用 “ 树 ” 结构表示实体集之间的关联，其中实体集（用矩形框表示）为结点，而树中各结点之间的连线表示它们之间的关联

网状模型：网状数据库系统采用网状模型作为数据的组织方式。网状模型用网状结构表示实体类型及其实体之间的联系。网状模型是一种可以灵活地描述事物及其之间关系的数据库模型。以记录为数据的存储单位。记录包含若干数据项。

网状数据库是导航式 (Navigation ) 数据库，用户在操作数据库时不但说明要做什么，还要说明怎么做。例如在查找语句中不但要说明查找的对象，而且要规定存取路径。

关系模型：是在关系结构的数据库中用二维表格的形式表示实体以及实体之间的联系的模型。

常用数据库类型

数据库根据存储方式可以分为关系型数据库 ( SQL ) 和非关系型数据库 (Not Only SQL.NoSQL ) 。

关系型数据库

关系数据库是在一个给定的应用领域中，所有实体及实体之间联系的集合。

关系型数据库支持事务的 ACID 原则，即原子性 ( Atomicity ）、一致性 ( Consistency ) 、隔离性

Cisolation ) 、持久性 CDurability ) , 这四种原则保证在事务过程当中数据的正确性。

非关系型数据库

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。

NoSQL 数据存储不需要固定的表结构，通常也不存在连接操作

信息安全

信息安全强调信息（数据）本身的安全属性，主要包括以下内容。

· 保密性 ( Confidentiality) : 信息不被未授权者知晓的屈性。

· 完整性 ( Integrity ) : 信息是正确的、真实的、未被荔改的、完整无缺的属性。

· 可用性 ( Avai lability ) : 信息可以随时正常使用的属性。

安全可以划分为四个层次：设备安全、数据安全、内容安全、行为安全。

信息系统一般由计算机系统、网络系统、操作系统、数据库系统和应用系统组成。与此对应，信息系统安全主要包括计算机设备安全、网络安全、操作系统安全、数据库系统安全和应用系统安全等。

网络安全技术主要包括：防火墙、入侵检测与防护、 VPN、安全扫描、网络蜜罐技术、用户和实体行为分析技术等。

加密解密

加密技术包括两个元素：算法和密钥。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制称密钥体制两种。相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密（私人密钥加密）和非对称加密（公开密钥加密）。对称加密以数据加密标准 ( Data Encryption Standard, DES ) 算法为典型代表，非对称加密通常以 RSA ( Rivest Shamir Adleman ) 算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同，而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。

安全行为分析技术

用户和实体行为分析：提供了用户画像及基千各种分析方法的异常检测，结合基本分析方法（利用签名的规则、模式匹配、简单统计、阙值等）和高级分析方法（监督和无监督的机器学习等）

网络安全态势感知

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。

信息技术的发展

新一代信息技术及应用

物联网：

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。

物联网架构可分为三层：感知层，网络层和应用层

感知层由各种传感器构成，包括温度传感器，二维码标签、RFID 标签和读写器，摄像头，GPS 等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合以实现物联网的智能应用。

关键技术：传感器技术-- 射频识别技术RFID 传感网应用系统框架。

云计算

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，然后通过由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。在云计算早期，就是简单的分布式计算，进行任务分发并对计算结果进行合并。

当前的云计算已经不单单是一种分布式计算，而是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗余和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果。

云计算实现了 “ 快速、按需、弹性 ” 的服务，用户可以随时通过宽带网络接入 “ 云”并获得服务，按照实际需求获取或释放资源，根据需求对资源进行动态扩展。

按照云计算服务提供的资源层次，可以分为基础设施即服务 ( Infrastructure as a Service,

IaaS ) 、平台即服务 ( Platform as a Service, PaaS ) 和软件即服务 ( Software as a Service, SaaS)三种服务类型。

云计算的关键技术主要涉及虚拟化技术、云存储技术、多租户和访问控制管理、云安全技术等。

容器 (Container) 技术是一种全新意义上的虚拟化技术，属千操作系统虚拟化的范畴，也就是由操作系统提供虚拟化的支持。目前最受欢迎的容器环境是 Docker。容器技术将单个操作系统的资源划分到孤立的组中，以便更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求

大数据

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，是具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

大数据是具有体批大、结构多样、时效性强等特征的数据，

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，涉及数据模型、处理模型、计算理论以及与其相关的分布计算、分布存储平台技术、数据清洗和挖掘技术、流式计算和增量处理技术、数据质量控制等方面的研究。

大数据主要特征包括

· 数据海量：大数据的数据体掀巨大，从TB级别跃升到 PB级别 ( 1PB= l024TB ) 、 EB级别 ( IEB= l 024PB ) ，甚至达到ZB级别 ( I ZB=I024EB ) 。

· 数据类型多样：大数据的数据类型繁多，一般分为结构化数据和非结构化数据。相对以往便于存储的以文本为主的结构化数据，非结构化数据越来越多，包括网络日志、音频、视频、图片、地理位置信息等，这些多类型的数据对数据的处理能力提出了更高要求。

· 数据价值密度低：数据价值密度的高低与数据总址的大小成反比。以视频为例，一部 l小时的视频，在连续不间断的监控中，有用数据可能仅有一二秒。如何通过强大的机器算法更迅速地完成数据的价值” 提纯 ” ，成为目前大数据背景下亟待解决的难题。

· 数据处理速度快：为了从海簸的数据中快速挖掘数据价值，一般要求要对不同类型的数据进行快速的处理，这是大数据区分千传统数据挖掘的最显著特征。

关键技术

大数据获取技术：

数据采集技术主要是通过分布式爬取、分布式高速高可靠性数据采集、高速全网数据映像技术，从网站上获取数据信息。除了网络中包含的内容之外，对于网络流量的采集可以使用DPI 或 DFI 等带宽管理技术进行处理。

数据整合技术是在数据采集和实体识别的基础上，实现数据到信息的高质量整合。数据整合技术包括多源多模态信息集成模型、异构数据智能转换模型、异构数据集成的智能模式抽取和模式匹配算法、自动容错映射和转换模型及算法、整合信息的正确性验证方法、整合信息的可用性评估方法等。

数据清洗技术一般根据正确性条件和数据约束规则，清除不合理和错误的数据，对重要的信息进行修复，保证数据的完整性

分布式数据处理技术

主流的分布式计算系统有 Hadoop、Spark 和 Storm。Hadoop 常用千离线的复杂的大数据处理， Spark 常用于离线的快速的大数据处理，而 Storm 常用千在线的实时的大数据处理。

大数据管理技术：集中在大数据存储、大数据协同和安全隐私

大数据应用和服务技术：包含分析应用技术和可视化技术。

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，成为新一代匿名在线支付、汇款和数字资产交易的核心，被广泛应用千各大交易平台，为金融、监管机构、科技创新、农业以及政治等领域带来了深刻的变革。

技术基础

区块链概念可 以理解为以非对称加密算法为基础，以改进的默克尔树 ( Merkle Tree) 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 。区块链分为公有链 ( Public Blockchain ) 、 联盟链 ( Consortium Blockchain ) 、 私有链 ( Private Blockchain ) 和混合链 ( Hybrid Blcokchain ) 四大类。