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软考第二章 信息技术发展

本章内容:软件硬件、网络、存储、新技术。

文章目录

    • 2.1 信息技术及其发展
      • 2.1.1 计算机硬件
      • 2.1.2 计算机网络
      • 2.1.3 存储和数据库
      • 2.1.4 信息安全
    • 2.2 新一代信息技术
      • 2.2.1 物联网
      • 2.2.2 云计算
      • 2.2.3 大数据
      • 2.2.4 区块链
      • 2.2.5 人工智能
      • 虚拟现实

2.1 信息技术及其发展

信息技术:
定义:获取、处理、传输和使用信息的应用技术。
包括:物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能、虚拟现实。

2.1.1 计算机硬件

2.1.2 计算机网络

类型

网络标准协议:OSI协议。
7层协议:物联网叔会使用

IEEE 802协议族
802.3:以太网协议
802.11: 无线局域网协议

TCP/IP协议
4层协议:(物联)网叔用

  1. 应用层协议:FPT, TFTP, HTTP SMTP DHCP TELNET DNS SNMP
  2. 传输层:tcp udp
  3. 网络层:arp rarp ip icmp igmp
  4. 网络接口层:RS232 V.35, RJ-45

软件定义网络(SDN):
在软件定义的网络中,可以在线上使用软件进行 网络流量控制。
分层(从下到上),分部分:

  1. 数据平面:交换机组成,硬件层
  2. 控制平面:掌握全局网络信息,负责各种转发规则的控制
  3. 应用平面:基于SDN的网络应用

数据平面与控制平面通信:SDN控制数据平面接口,OpenFlow协议。
应用平面与控制平面通信:SDN北向接口,

5G:
特点:高速率,低时延,大连接。
4g中的是中低频。5g使用的是中低频和高频。
低频特点是连接广,高频的特点是速度快
应用场景:

  1. 增强移动宽带:提升用户体验
  2. 超高可靠低时延通信:自动驾驶、工业控制、远程医疗
  3. 海量机器类通信:智慧城市,数据采集,智能家居

2.1.3 存储和数据库

存储技术
根据服务器类型分类:
在这里插入图片描述

对比:
在这里插入图片描述

存储虚拟化:
是云存储的核心技术。把多个网络资源整合起来提供统一接口。

绿色存储:
更加环保的存储设备(耗电少等)

数据结构模型:
描述了数据结构化方法,数据如何描述。数据支持的操作(增删改查)。
数据结构模型分类:

  1. 层次模型:用树的结构表示。
  2. 网状模型:有向图。可以有多个根节点,子节点可以有多个父亲。
  3. 关系模型:二维表格。
    网状和层析结构已经解决了:数据集中和共享的问题。但是缺乏:数据独立、数据抽象

关系模型的特点:

  1. 数据结构单一:实体和实体之间的联系都是关系,关系就是二维表格。
  2. 关系规范化:
  3. 简单

数据库类型分为:sql, nosql

关系型数据库:表格
非关系型数据库:文档、键值对、图结构, 列存储。

对比:
在这里插入图片描述

数据库和数据仓库:
数据仓库是数据量更大的数据库。面向主题的、集成好的数据。用于数据挖掘和数据分析,辅助决策。
数据库一般存储业务数据,数据仓库存储历史数据

数据集市:小型数据仓库
操作数据存储:数据集合?
数据模型:XXX
人工关系:XXX

数据仓库结构:数据源,数据存储与管理、联机分析处理(OLAP服务器),前端工具

2.1.4 信息安全

信息安全的目的是保证数据的:

  1. 保密性
  2. 完整性
  3. 可用性

信息安全划分为:

  1. 设备安全
  2. 数据安全
  3. 内容安全
  4. 行为安全

加密解密:
对称加密:如DES算法
非对称加密:如RSA算法。加密密钥公开,解密的密钥要保密。

安全行为分析技术:
定义:简单说就是 管理内部人员的危险行为。
用户和实体行为分析(UEBA)提供了完整的算法来评估风险。包括3层:

  1. 数据获取层
  2. 算法分析层
  3. 场景应用层

网络安全态势感知
定义:提前通过网络中的数据,预测网通罗态势,发现网络风险。
关键技术:多元异构数据的汇聚融合。面向对类型的网络安全维系评估,网络安全态势评估与决策,网络安全态势可视化

2.2 新一代信息技术

新一代信息技术包括:
物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能、虚拟现实。

2.2.1 物联网

the internet of things :lot
物联网解决:物与物、物与人,人与人之间的连接
物联网的技术架构:

  1. 感知层:各种传感器,摄像头
  2. 网络层:互联网等,用于传递信息。
  3. 应用层: 结合需求实现智能应用。
    3个关键技术:传感器,传感网(各种传感器构成网络),应用系统框架(涉及机器、传感器、通信网络、中间件、应用)

2.2.2 云计算

定义:通过网络云,将巨大的计算处理程序分解成多个小程序,通过多个服务器计算后将结果返回给应用。
云计算涉及分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗余、虚拟化。
提供软件资源、计算资源、存储资源、信息资源。
特点是:快速、按需、弹性。
3层架构:

  1. 基础设施即服务 iaas:基础设施就是硬件。把硬件租给用户就是把基础设施当成服务。
  2. 平台即服务 paas:各种平台应用,开发包等。
  3. 软件即服务 saas:出租各种web软件,例如租一个零售系统。

关键技术:

  1. 虚拟化:cpu虚拟化使得用户在一个机器上运行多个操作系统,多个应用。容器是一种全新的虚拟化技术。
  2. 云存储技术:支持快速处理、多地访问。
  3. 多租户和访问控制管理:多用于静态分配用户的权限。
  4. 云安全技术:两个方面:数据完整、隐私、可用。以及病毒防护等安全防护。

2.2.3 大数据

海量、高增长的数据,
特征:

  1. 数据海量
  2. 数据类型多样:日志、音频、视频、图片、地理位置
  3. 价值密度低
  4. 数据处理速度快

关键技术:

  1. 大数据获取技术:采集、整合、清洗
  2. 分布式数据处理技术:分解任务给多个机器
  3. 大数据管理技术:协同、安全、隐私、存储
  4. 大数据应用和服务技术:使用,可视化分级结果

2.2.4 区块链

特点:

  1. 多中心化存储、
  2. 多方维护:
  3. 时序数据:带有时间信息
  4. 智能合约。
  5. 不可篡改
  6. 开放共识:
  7. 安全可信:

用于:
匿名匿名在线支付等

应用?
分布式账本、非对称加密、共识机制(通过投票决定达成共识)

关键技术:
数据基础处理、数字签名、哈希函数、非对称加密等

2.2.5 人工智能

6个阶段:

  1. 起步
  2. 反思
  3. 应用
  4. 低迷
  5. 稳步
  6. 蓬勃 2011-

关键技术:

  1. 机器学习:能够将模型与数据,包括神经网络和强化学习。
  2. 自然语言处理:
  3. 专家系统:由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6部分组成。内部含有专家知识。

专家系统的发展阶段

  1. 高度专业化:能够求解专门的问题
  2. 单学科专业化:能够求解单一学科的问题
  3. 多学科综合系统。
  4. 当前进入第四阶段。大型专家协作系统。

虚拟现实

通过计算机模拟各种感觉。
特征:

  1. 沉浸性
  2. 交互性
  3. 多感知性
  4. 构想性
  5. 自主性

发展过程:
桌面虚拟现实-沉浸式虚拟现实-分布式虚拟现实-增强式虚拟现实-元宇宙

关键技术:

  1. 人机交互技术:VR眼睛、手柄等
  2. 传感器技术:延迟、重量、灵敏度、分辨率、
  3. 动态环境建模技术:建模
  4. 系统集成技术:信息同步、语音合成、模型标定等

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