计算机导论mine

 https://note.youdao.com/s/C8WedkRm

信息和信息技术
信息特征 普遍性、客观性、依附性、共享性、时效性、传递性
数据是对客观事物的性质、状态和相互关系等进行记载的物理符号，是信息的载体，
信息是人类对自然世界的事物的变化和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系的表征。
信息与物质、能量是客观世界的三大构成要素。
知识是让信息从定量到定性的过程得以实现的、抽象的、具有逻辑的东西，知识是为生产有意义的信息而生的
信息分类
按产生的先后或加工深度划分：一次信息、二次信息、三次信息
按表现形式划分： 文献型、档案型、统计型、动态型、图像
按来源划分：书本、报刊、电视、人、具体事物
信息处理
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）
信息技术
信息技术（Information Technology，或 Information & Communication Technology，简称IT或ICT ）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。内容包括：计算与存储技术（大脑）、通信技术（神经）、感测(获取) 技术（触觉，听觉等）、控制与显示技术（行为等）。
现代信息技术三大特征：
  • 以数字技术（计算机）为基础
  • 软件与通信技术为核心
  • 采用电子技术（包括激光技术）进行信息的收集，传递，加工，储存，显示与控制
信息通信技术
通信系统基本原理，信道、信源、信宿，模拟信号，数字信号
信道的传输模式，信道的带宽，信道的传输速率，多路复用技术，交换技术
有线传输，无线传输，有线载波通信，传输介质，光纤通信
无线电通信，微波通信，卫星通信，红外线通信，移动通信
通信：信系的交流与传递----基本任务
现代通信（电信）：利用电波或光波传递信息
三要素：信源（发端设备）、信宿（收端设备）和信道（传输媒介）
通信系统：实现信息系统所需的一切技术设备和传输媒质的总和。
数字通信系统：利用数字信号来传递信息的通信系统，涉及的主要技术有信源的编码与解码，信道的编码与解码，数字调制与解调，数字复弱，同步以及加密等。
-----------------------------------------电信号------------------------------------------
0
载波信号是频率比基带信号高得多的正弦波。
基本调制方法：幅度调制，频率调制，相位调制。
调制解调器（MODEM）
数字通信：把模拟信号转换为数字信号后再进行传输。
数字通信的抗干扰能力强，差错可控制，可靠性高，还可以方便地对信号加密，安全性更容易得到保证。而且，由于传输的是数字信号，可以直接由计算机进行存储、处理和管理，大大提高了系统效率。
-----------------------------------------信道------------------------------------------
传输介质
有线
双绞线
成本低
易受外部高频电磁波干扰
误码率较高
传输距离有限
固定电话本地回路
计算机局域网
屏蔽双绞线（STP）：金属丝，屏蔽网
无屏蔽双绞线（UTP）：金属丝，屏蔽网。计算机局域网
同轴电缆
成本较高
传输特性和屏蔽特性良好，可作为传输干线长距离传输载波信号
固定电话中继线路
有线电视接入
基带同轴电缆（50Ω）：
以前在以太网中使用
宽带同轴电缆（75Ω）：
有线电视网使用
光缆
容量大
频带宽
传输损耗小
通讯距离长
保密性强
抗电磁管绕能力强
相比同轴成本低
抗灾能力弱
建设费用高
电话、电视等通信系统的远程干线、计算机网络的主干线-互联网接入
光纤通信
传输媒介：光导纤维
信息载体：光波
波分多路复用技术
密集波分复用技术（DWDM）：单波长光通信系统的速率扩容。Tb/s级传输
特点：
--频带宽
--容量大：一束光每秒传输2.5G或10G信息
--传输损耗小，通信质量高
--传输距离远：无中继距离超过几十甚至上百千米
--保密性强：不会受高压线和雷电电信磁感应的影响，抗核辐射能力强
无线
自由空间
抗灾能力强
频带窄，速率低易受干扰
广播，卫星电视，移动通信系统，计算机无线局域网
  
传输速率----重要性能指标
数据链路中每秒传输的二进位数目,计量单位b/s，Mb/s....10^3
带宽----最高频与最低频的差值
信号带宽在信道带宽内，则传输过程是无损的
通信方式分类：
1.按信息传送方式与时间的关系：
两点间的通信：
单工：单向传输，只占用一个信道。广播，遥控
半双工：只占用一个信道，不能同时收发。对讲机，收发报机
全双工：双方同时收发。电话，计算机网络高速数据通信
2.数字信号排列：
并行
串行
多路复用技术----提高线路效率
多条信号同时使用一条线路传输。在无线通信中称：多址接入
  • 时分多路复用TDM：时间片。数字通信领域，如电话中继通信、 GSM手机、以太网
  • 频分多路复用FDM：不同频率段。广播电台节目，电视节目
  • 波分多路复用WDM：不同波长,光纤
  • 码分多路复用CDM：不同技术
第1代移动通信采用的是频分多址技术(FDMA)
第2代的GSM系统在FDMA的基础上再采用时分多址技术（TDMA）以增加通信容量
第3代移动通信使用的是码分多址（CDMA）技术，它把不同用户的信息编码成不同的码序列，接收方从收到的信息中将其识别出来并还原为发送方发出的信息，进一步增大了通信容量。
4G和5G通信则采用OFDMA(正交频分多址）技术，把每一路载波分成若干子载波，各个子载波相互正交，允许频谱重叠，因而比常规频分复用更有效地利用了频谱资源，扩大了通信容量，降低了通信成本。
-----------------------------------------无线通信------------------------------------------
无线电波：电磁波在空中传播的速度为3×108m/s,接近光速
  • 中波：地面传播，绕射能力强。广播，海上通信
  • 短波：较强的电离层反射能力。环球无线电通信
  • 超短波和微波：频带宽，绕射能力差。视距中继通信
频段：2.4GHz蓝牙，2.4GHz和5GHz用于WiFi，13.56Ghz校园卡，890~960MhzGSM手机通信，1800~2700MHz4G手机
微波通信：直线传播，地面会吸收，可物体反射，会穿透电离层，去到宇宙。手机，蓝牙，GPS，无线局域网。远距离通信需要微波站
卫星通信：人造卫星作为中继站转发信号。微波频段（300MHz~30GHz）。
同步通信卫星：赤道面上，3个，35780km
移动通信卫星
移动通信
组成：通信终端（手机），基站，移动电话交换中心（移动通信核心网）
蜂窝移动通信系统
  • 20世纪80年代的第1代个人移动通信：采用模拟通信技术,满足了人们随时随地可以打电话的需求,但功能仅限于通话,费用很高,只成了少数人的奢侈品，现在已经淘汰。
  • 电子技术的进步促使个人移动通信进入第2代(2G)，例如20世纪90年代建设使用的GSM网（欧洲移动通信系统）和CDMA网（码分多址接入），它们采用了数字通信技术，尽管核心网仍为电路交换方式，但容量大大增加,全球互通,除了打电话之外还可以收发短信。随着互联网的发展，GSM和CDMA很快分别升级为GPRS和CDMA1x（俗称2.5G），它们的核心网扩展了分组交换和路由功能，为用户提供数据业务（上网浏览和收发邮件，但不能与打电话同时进行)。2.5G网络至今还在大规模使用,时间跨度已近30年。2.5G的速率很低，无法满足用户的上网需求。
  • 进入21世纪之后第3代个人移动通信(3G)逐步建成使用。3G的核心网结构与2.5G基本相同，一部分仍为电路交换,用于打电话、发短信,另一部分采用分组交换,提供上网服务(数据业务)。3G使用的频段比2.5G成倍增长，利用率也比2G提高，数据传输速率峰值可达几十Mbps，一般也有几百kbps。3G通信技术推动了智能手机的出现和移动互联网应用的发展。
  • 智能手机的爆发性发展使第4代移动通信(4G)出现了。4G也称为LTE网络,其核心网纯粹是一个IP分组交换网，移动宽带是其重点，对高速率、低延迟和大容量有一定要求，但不支持语音服务,打电话仍需使用2G/3G的电路交换网实现(称为“回落”)。此后增加了IMS模块(IP多媒体子系统),为用户提供包括打电话(含视频电话)在内的多媒体通信业务。这种所谓“VoLTE/ViLTE”的做法确保用户打电话的同时还可以上网。
第二代：2G （GSM欧洲移动通信系统，CDMA码分多址接入）数据传输速率过低（9.6kb/s或57kb/s），仅适合传输语音和文字
第三代：3G（电信CDMA2000，联通WCDMA，移动TD-SCDMA）
第四代：4G 传输速率（下行峰值）：100Mbps(TDD-LTE，联通电信)，150Mbps(FDD-LTE,移动)
第五代：5G
红外线通信:视线技术。不能通过不透明的物理层，易受外界光线干扰，有效距离短。遥控器
-----------------------------------------交换技术------------------------------------------
交换：动态地分配传输线路
电路交换
报文交换
分组交换
两个站点之间通过通信子网的节点建立的一条专用的通信线路。现实需要实际的物理连接。
传统电话网，连网方式面向连接：
1.建立连接
2.通信
3.释放连接
始终占用端到端的固定传输带宽。
由于计算机数据传输具有突发性，不适合计算机数据通信。
第1~3代移动通信用的该技术
通信子网的节点采用存储转发的方法来传输数据。
传输数据的逻辑单位：报文
接受报文站点地址附件和保*一起发出，中间节点接收后暂存的报文，然后根据其中的地址选择 线路，再传给下一个节点
线路利用率高，延迟较高，不满足实时或交互式通信
包括数据分组，路由选择与存储转发。类似报文交换，限制每次的所传输的数据单位的长度，超过的必须分成若干个登场的小单位，成为分组。可以先不建立连接。转发表
存储转发技术。
分组格式：数据包=数据帧
发送计算机地址|目的计算机地址|编号|校验信息|有效载荷（传输数据）
分组交换机：
高速端口：远程告诉通信干线连接其他交换机。
低速端口：通信线路连接计算机
 
计算机信息系统
计算机信息系统的含义及特点
计算机信息系统的类型
计算机信息系统的结构
计算机信息系统的发展趋势
计算机信息系统：以提供信息服务为主要目的数据密集型、 人机交互的计算机应用系统。
① 海量数据 。
② 数据长久持续有效（持久性） ，不会随着程序运行的结束而消失，需要长期保存在计算机中。一般需存放在外存中。
③ 数据共享使用（共享性） 。
④ 提供多种信息服务（功能多样性） 除具有数据采集、存储、处理、传输和管理等基本功能外，信息系统还可向用户提供信息检索、统计报表、事务处理、分析、控制、预测、决策、报警、提示等多种信息服务。
计算机信息系统的类型
从功能来分，常见的有电子数据处理、管理信息系统、决策支持系统等；
从应用领域来分，有办公自动化系统、军事指挥信息系统、医疗信息系统、民航订票系统、电子商务系统、电子政务系统。
信息处理深度来分：
信息处理系统：数据的一次处理，办公自动化OA
信息检索系统：数据的二次处理，目录检索，全文检索
信息分析系统：数据的三次处理，信息决策系统--专*系统---人工智能AI
专*系统：属于应用软件，是一种信息的加工处理系统。
计算机信息系统的结构
应用表现层：其功能是通过人机交互等方式，将业务逻辑和资源管理紧密结合在一起，并以直观形象的形式向用户展现信息处理的结果。
业务逻辑层：由实现各种业务功能、流程、规则、策略等应用业务的一组程序代码构成。
资源管理层：包括各种类型的数据信息，以及实现信息采集、存储、传输、存取和管理的各种资源管理系统，主要有数据库、数据库管理系统和目录服务系统等。
基础设置层：硬件，系统软件，网络。
发展
20世纪60年代以前,科学和工程计算,以数值分析算法为中心---文件系统：数据量大，存在大量的冗余---->数据之间的关联性不够。
70年代，事务处理与分析,辅助人们对某些复杂事务进行规划和决策,以数据的集中管理和共享为特征的-----数据库系统：数据存在关联，共享高，冗余小。
80~90年代，以信息为中心的计算机信息系统成为主流的计算机应用系统。
进入21世纪以来，互联网和移动互联网成为计算机应用的基础设施，基于网络和数据库的计算机信息系统。
典型信息系统介绍
制造业信息系统
制造系统(CIMS)
辅助技术系统
计算机辅助设计(CAD)
计算机辅助工艺规划(CAPP)
计算机辅助制造(CAM)
计算机数字控制(CNC)
计算机辅助质量控制(CAQC)
管理业务系统
制造资源计划系统(MRPⅡ)
企业资源计划(ERP)
物料需求计划(MRP)----制造企业资源计划(MRPⅡ)80年代---企业资源计划(ERP)90年代
电子商务
对整个贸易活动实现电子化
按照交易的双方分类
企业与客户之间的电子商务(B-C)
客户与客户（C-C）
企业之间的电子商务(B-B)
企业与政府之间的电子商务(B-G)
按照交易商品性质分类
有形商品的电子订货和付款
无形商品和服务
按照使用网络类型分类
电子数据交换(EDI)
基于Internet电子商务
基于Intranet/Extranet的电子商务
电子政务
是政府机构运用现代网络通讯与计算机技术，将政府管理和服务职能通过精简、优化、整合、重组后在互联网络上实现的一种方式
地理信息系统和数字地球
地理信息系统是针对特定的应用任务，存储事物的空间数据和属性数据，记录事物之间关系和演变过程的系统。
数字地球就是一个全球范围的以地理位置及其相互关系为基础组成的信息框架
远程教育
基于Web的软件实现方式。
基于视频会议系统的实现方式。
远程医疗6
数字图书馆 D-Lib
分布式信息系统
关系数据库系统
数据库系统的组成和特点7
数据模型的基本概念及类型
关系数据模型
关系运算
关系数据库语言 SQL
数据库系统及应用新技术
数据库系统(DBS)=数据库（DB）+数据库管理系统（DBMS）+应用程序+数据库管理系统来一致性的计算机软硬件环境（OS）+人员（包括用户和数据库管理员（DBMA））
数据库(DB):长期存储在计算机内,有组织的,可共享的数据集合。
数据库管理员(DBMA):保证数据库系统的正常运行和服务质量，数据库需要经常性地进行数据更新和维护、数据库监护、安全控制等，有时还需要进行调整、重组甚至重构。
数据库管理系统(DBMS):是一种操纵和管理数据库的大型系统软件，其任务是统一管理和控制整个数据库的建立、运行和维护，使用户能方便地定义数据和操纵数据，并保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的数据库恢复。美国甲骨文公司的ORACLE，IBM公司的DB2，微软公司的Microsoft SQL Server、Access和VFP(Visual FoxPro)，以及自由软件MySQL和PostgreSQL 等。
DBMS具有数据安全性，完整性，并发控制和恢复功能。
特点：
①数据结构化。数据库系统中的数据面向整个单位的全局应用。
②数据共享度高，冗余度低。一致性。
③应用与数据相互独立。逻辑独立，物理独立。由于DBMS提供模式转换机制，当数据库中的数据结构发生变化时，不会影响应用程序。
④统一管理和控制：都通过DBMS以事务的形式访问数据库。DBMS一般都具有数据安全性、完整性、并发控制和故障恢复功能。
数据模型
是用来描述数据的一组概念和定义，包括：描述数据、数据联系、数据操作、数据语义及、数据一致性的概念工具。
数据有序的,有组织的,按一定的结构（数据模型）来存储。
  • 关系模型：二维表----关系数据库
  • 层次模型:树----层次数据库
  • 网状模型:网络----网状数据库
  • 其他模型：面向对象模型
数据模型三要素
1）数据结构
数据结构用于描述数据库系统的静态特性。
数据结构是所研究的对象类型的集合。这些对象是数据库的组成成分，是与数据类型、内容、性质有关的对象，例如关系模型中的域、属性、关系等。一旦数据结构定义好之后，一般不发生变化。　　
2）数据操作合集
数据操作用于描述数据库系统的动态特性。
数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。数据库主要有查询和更新（包括插入、删除、修改）两大类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。　　
3）完整性约束
数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。在关系模型中，一般关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。
关系数据模型
三要素:上面
二维表以文件形式存储
二维表，又称关系或者表----基本结构
行--元组--记录
列--属性(域)--数据项/字段
关系数据模式：用关系数据模型对一个具体单位中客观对象的实体集，属性和联系的结构描述。二维表中的内容为实例
R(A1,A2,A3,..)
二维表名（属性名，属性名，....）
反应二维表的静态结构，是相对稳定的
关系条件：属性不可再分，属性不重名;不能出现相同的行;行列次序不区分
关系的完整约束性：实体完整性：主键唯一不为空;参照完整性;自定义完整性
关系运算:并，交，差，笛卡尔积，连接from(二元)，选择where(一元)(行)，投影select(一元)(列)
采用关系模型的数据库就是关系数据库
关系数据库的体系结构
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（Isolation）、持久性（Durability），这四种原则保证在事务过程当中数据的正确性
关系数据库语言SQL
为了方便用户进行数据库访问,DBMS一般都配置有结构化数据库查询语言SQL
①是一种“非过程语言”是“结构化语言”
②体现关系模型在结构,完整性和操作方面的特征
③有命令和嵌入程序两种使用方式
④功能齐全,简洁易学,使用方便
⑤为主流DBMS产品（如ORACLE、Sybase、DB2、 SQL Server等）所支持
SQL数据库的体系结构
三级模式：
  • 用户模式/外模式/局部模式:面向用户使用的二维表模式，对应于视图
  • 概念模式/模式/全局模式:应用部门整体性的二维表模式，对应于基本表
  • 物理模式/内模式/存储模式:对应存储文件
两级映射：
数据库系统在三级模式之间提供了两级映射：
  • 外模式／概念模式的映射：逻辑独立性
  • 概念模式／内模式的映射：物理独立性
用户使用SQL语言对数据库查询主要是通过视图进行的，很少对基本表运算。视图和基本表都是二维表。视图是从一个或几个基本表导出的表。视图并不对应存储在数据库中的文件，因此视图实际是一个“虚表”。这样做可以保证数据库的安全性。
SQL语句可嵌入在程序设计语言(如C，C++等)或动态网页脚本语言(如ASP)中使用。用户也可在终端上以联机交互方式使用SQL语句。SQL包括了所有对数据库的操作，用SQL语言可实现数据库应用过程中的全部活动。
数据库访问的模式 网络+SQL命令
客户端/服务器C/S :客户机 数据库服务器
浏览器/服务器B/S三层模式 :客户机 Web服务器 数据库服务器
数据库系统及应用新技术
DBS是采用数据库技术的信息系统。它以统一管理和共享数据为主要特征，数据不再仅仅服务于某个应用或用户，而是按一定的结构存储于数据库中，作为共享资源，由数据库管理系统(DBMS)统一管理，使数据能为更多的应用和更多的用户服务。
分布式数据库系统（数据库技术与网络技术结合）-----处理大规模数据
流数据处理系统（金融应用，网络监控，社交媒体等领域）-----数据变化快
图数据管理系统（高度概括）
时空数据管理系统（地图导航）
物联网概述
物联网的基本概念
物联网发展历程及国内外现状
物联网与互联网的区别
物联网的基本概念
物联网（Internet of Things，IoT）最初是由美国 麻省理工学院在1999年提出的概念：即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，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。
国际电信联盟（ITU）定义：物联网主要解决人与物品（ Human to Thing，H2T） 、人与人（ Human to Human，H2H）、物品与物品（Thing to Thing，T2T）之间的连接。
  • 核心和基础仍然是互联网
  • 用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间（M2M:Machine to Machine，Machine to Man, Man to Machine）
  • 物联网具有智能性，可进行智能控制、自动监测与自动操作。
传感网是物联网的组成部分，物联网是互联网的延伸，泛在网(广泛存在的网络)是物联网发展的愿景。
特征：全面感知；可靠传送；智能处理。
形态结构：
  • 开放式物联网形态结构
  • 闭环式物联网形态结构
  • 融合式物联网形态结构
物联网发展历程及国内外现状
1995年，提出物联网概念的著作是微软公司比尔盖茨的《未来之路》
1999年，美国麻省理工学院（MIT）的Auto-ID中心创 造性地提出了当时被称作EPC（Electronic Product Code，产品电子代码）系统的物联网雏形构想。
2005年，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告 2005：物联网》，从此物联网的概念正式诞生。
2008年11月，IBM提出“智慧地球”概念，智慧地球分成三个要素，即“3I”：物联化、互联化、智能化。
2009年，无锡感知中国
2010年2月，国务院总理***在《政府工作报告》中。表 明物联网已经被提升为国*战略，中国开启物联网元年。
2017年，互联网2.0时代。“物联网即服务”走向落地。物联网呈现局域化、功能化、行业化互联化。物联网技术设备升级，物联网网络支撑技术(NB-IoT窄带物联网、Lora等)充分发展，知层将传感器升级为“传感器+执行器”。物联网的安全性引起重视。
物联网被称为继计算机，互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮
物联网与互联网的区别
互联网：
目的：信息传递，资源共享。
组成：终端设备（节点：网卡），网络互联设备（路由器，交换机），传输介质（有线，无线），通信协议（TCP/IP），网络软件。
起源：1969年美国阿帕网（APNET），解决人与人之间的通信。
物联网关键技术
物联网三层体系结构
物联网感知层关键技术，RFID、EPC、传感器等技术基本原理
物联网网络层关键技术，ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等技术基本原理与特点
物联网应用层关键技术原理，物联网应用与云计算、 大数据、人工智能等技术的融合。
0
协议：语义（做什么），语法（怎么做），时序（同步，按什么顺序去做）
物联网的总体架构
感知层(全面感知)：实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层
网络层(可靠传送)：实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网
应用层(智能处理)：包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用
感知层关键技术
  1. 传感器技术
  2. RFID技术（13.56MHz和900MHz频段 ）：即无线射频识别技术，包括NFC近场通信技术
  3. 二维码技术
  4. ZigBee
  5. 蓝牙、红外IrDA、Wi-Fi
  6. UWB超宽带技术
  7. WirelessHart开放式的可互操作无线通信
传感器技术---感知技术
传感器是物联网中获得信息的主要设备，它利用各种机制把被测量转换为电信号，然后由相应信号处理装置进行处理，并产生响应动作。常见的传感器包括*度、湿度、压力、光电传感器等。
条码技术---识别技术
RFID技术（射频识别，又称为电子标签）---识别技术
非接触双向数据无线电波通信
三部分组成：
标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象；
读写器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；分时复用技术
天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
读写器和电子标签间射频信号传输两种方式：电感耦合方式；电磁反向散射方式。
电子标签是RFID技术的载体。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。
90年代，开始标准化，并提出了EPC的理念，全球每个物品唯一识别。
有源标签需外接电源(ETC)，无源标签无需(图书管理)。
优点：识别速度快，容量更大，安全性更高，可以同时识别多个电子标签
工作原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
按照工作频率的不同，RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类。不同频段的RFID工作原理不同，LF和HF频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理，而UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理。目前国际上广泛采用的频率分布于4种波段，低频(125KHz)、高频(13.54MHz）、超高频（850MHz～910MFz）和微波（2.45GHz）。
低频段射频标签：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）
中高频段射频标签：电子车票、电子身份证
超高频与微波频段的射频标签简称为微波射频标签：铁路车辆自动识别、集装箱识别
不同频率的标签有不同的特点，例如，低频标签比超高频标签便宜，节省能量，穿透废金属物体力强，工作频率不受无线电频率管制约束，最适合用于含水成分较高的物体，例如水果等；超高频作用范围广，传送数据速度快，但是比较耗能，穿透力较弱，作业区域不能有太多干扰，适用于监测港口、仓储等物流领域的物品；而高频标签属中短距识别，读写速度也居中，产品价格也相对便宜，比如应用在电子票证一卡通上。
EPC技术（电子产品代码）---识别技术
EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。EPC电子标签的特点是全球统一标准，价格也非常便宜。
电子产品代码（EPC编码）是国际条码组织推出的新一代产品编码体系。
EPC编码96位（二进制）方式的编码体系，全球唯一编码。
EPC编码的原则:1、唯一性 2、简单性 3、可扩展性 4、保密性与安全性
EPC编码的组成部分：由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成。
标头，识别 EPC 的长度、类型、结构、版本号；厂商识别代码，识别公司或企业实体；对象分类代码，类似于库存单位（SKU）；序列号，加标签的对象类的特例。
信息采集技术----自动识别技术
组成：标签，读写器，计算机网络
数据采集技术：光识别，磁识别，电识别。
条码技术，磁卡技术，IC卡技术，射频识别技术
条码技术：光识别，扫描，译码器。一维条码和二维条码技术
磁卡技术：磁识别，磁性材料
IC卡技术---接触式：电识别，集成电路卡，读卡器，存储卡（加密），CPU卡（带操作系统）
容量大，保密性好，数据处理能力强，使用寿命长
射频技术
物联网网络层关键技术
  1. Internet：客户机/服务器工作模式
  2. 移动通信网：由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。 WiMAX（WiMax它是一项无线城域网(WMAN)技术）
  3. 客户机/服务器工作模式
  4. 无线传感器网络 （WSN
  5. 无线低速网：ZigBee/蓝牙/红外IrDA等低速网络协议
  6. 新兴无线接入技术：60GHz毫米波通信、可见光通信、低功耗广域网（如LoRa、NB-IoT）等新兴技术
GPS全球定位系统、GPRS、WIFI、WSN、ZIGBEE
ZigBee紫蜂协议
ZigBee是一项新型的无线通信技术，适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。
底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。全球频段 2.4GHz（全球使用）。
低成本，低功耗，低速率(20～250kbps)，近距离(10～100m)，高安全，高容量(支持大量网上节点，支持多种网上拓扑)，短时延。
ZigBee无线可使用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段，而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个；
ZigBee在中国采用2.4G的ISM频段，是免申请和免使用费的频率，在2.4G的频段上具有16个信道，带宽为250K。
ZigBee网络拓扑结构:星型、树型和MESH网状网
ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；
ZigBee自愈功能：增加或删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应地调整，无需人工干 预，保证整个系统仍然能正常工作。
Zigbee避免碰撞机制：CSMA/CA机制载波检测多路访问
ZigBee 标准要解决的问题是设计一个维持最小流量的通信链路和低复杂度的无线收发信机。
在工业、农业、车载电子系统、*用网络、医疗传感器和伺服执行机构等领域,通常对数据吞吐量的要求很低，功率消耗要低。
IEEE 802.15.4使用一种简单的方法来让多个设备使用同一个频率信道
四层结构：应用层、网络层、MAC层、物理层
一个ZigBee网络由协调器，路由节点，终端节点
0
  • 协调器——具有建立新网络的能力，负责启动网络和维护网络
  • 路由节点——转发数据包，同时允许设备加入网络或者离开网络、为设备分配网络内部的逻辑地址、建立和维护邻居表等功能
  • 终端节点——发送和接收数据，只需要有加入或离开网络的能力
与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。
移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。
Wi-Fi（无线通信技术）
创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。
蓝牙bluetooth
蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术
低速率(<10Mbps)，适用设备多，通过跳频扩频技术进行传播，兼容性较好，安全性和抗干扰能力强，工作频段全球通用
标准：802.15。工作频段：2.4GHz，支持全双工。点对点通信
NFC（近场通信） 近距离通信，不需要加密
物联网应用层关键技术原理
  1. M2M
  2. 云计算
  3. 人工智能
  4. 数据挖掘
  5. 中间件（软件）
物联网主要应用领域
物联网技术在智慧物流、智慧医疗、智能*居、智能制造、智能交通、现代农业等领域应用
物联网技术未来发展趋势
5G，人工智能
产业链四个环节：标识、感知、 信息传送、处理
中国已经和美国、德国、韩国并列为全球四大传感网技术标准制定主导国，但我国在物联网方面与国外发达国*相比，其中最需要突破集成电路技术。
移动互联网概述
移动互联网的基本概念
移动互联网的特征
移动互联网的发展历程
5G 关键技术和主要优势
移动互联网（Mobile Internet）=移动通信+互联网
核心互联网
以人为中心
5G是支撑不是关键技术
移动通信通信三要素：移动台，基站，移动交换中心
移动互联网三要素：
移动通信终端设备：智能手机
移动通信网络：各大运营商Wi-Fi/4G/5G
公众互联网服务
特点：
  • 便捷性。移动互联网的基础网络是一张立体的网络，GPRS、EDGE、3G、4G和WLAN或WIFI构成的无缝覆盖，使得移动终端具有通过上述任何形式方便联通网络的特性。
  • 便携性。移动互联网的基本载体是移动终端。顾名思义，这些移动终端不仅仅是智能手机、平板电脑，还有可能是智能眼镜、手表、服装、饰品等各类随身物品。它们属于人体穿戴的一部分，随时随地都可使用。
  • 即时性。由于有了上述便捷性和便利性，人们可以充分利用生活中、工作中的碎片化时间，接受和处理互联网的各类信息。不再担心有任何重要信息、时效信息被错过了。
  • 定向性。基于LBS的位置服务，不仅能够定位移动终端所在的位置。甚至可以根据移动终端的趋向性，确定下一步可能去往的位置。使得相关服务具有可靠的定位性和定向性。
  • 精准性。无论是什么样的移动终端，其个性化程度都相当高。尤其是智能手机，每一个电话号码都精确的指向了一个明确的个体。是的移动互联网能够针对不同的个体，提供更为精准的个性化服务。
  • 感触性。这一点不仅仅是体现在移动终端屏幕的感触层面。更重要的是体现在照相、摄像、二维码扫描，以及重力感应、磁场感应、移动感应，*度、湿度感应，甚至人体心电感应、血压感应、脉搏感应……等等无所不及的感触功能。
发展：
萌芽阶段(2000-2007年)
手机上网(WAP)
培育成长阶段(2008-2011年)
第三代移动通信(3G)牌照,我国在3G移动通信协议中 制定的TD SCDMA协议
高速发展阶段(2012-2013年)
传统手机厂商纷纷效仿苹果模式，普遍推出了触摸屏 智能手机和手机应用商店,移动应用丰富
全面发展阶段(2014年至今)
2013年12月4日工信部正式向中国移动、中国电信和 中国联通三大运营商发放了TD-LTE(国际标准)4G牌照，中国4G 网络正式大规模铺开。
5G
第五代移动通信技术
国际标准化组织3GPP定义了5G的三大类应用场景：
增强移动宽带通信（eMBB）：面向移动互联网流量爆炸式增长，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(uRLLC)：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
海量物联网通信(mMTC)：面向智慧城市、智能*居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求
  • 高速率：10Gb/s=1.25MB/s
  • 低延时：1ms
  • 低成本
  • 低功耗
  • 频带宽：连接用户数量大
(1)网络切片
①、网络面向不同的应用场景，大速率、低时延、海量连接、高可靠性等，将网络切割成满足不同需求
②、每个虚拟子网络的移动性、安全性、时延、可靠性，甚至计费方式等都不一样，相互之间逻辑独立，的虚拟子网络。形成“网络切片”。
③、实现网络切片的关键技术是NFV(Network Function  Vitualization 网络功能虚拟化)和SDN(Software Defined Network软件定义网络)。
(2)使用更高的频段并增加载波的带宽----毫米波
①、无线传输速率的提升一般通过增加频谱的利用率或增加频谱的带宽来实现，毫米波技术属于后者。
④、毫米波指波长在1~10毫米的电磁波，频率处于30GHz~300GHz的区间③、大致位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼具两种波谱的特点。毫米波是一种频率为30到300GHz的电磁波，频段位于微波(microwave)和红外波(infrared wave)之间。应用到5G技术的毫米波为24到100 GHz的频段。毫米波的极高频率让它有着极快的传输速率.同时它的较高带宽也让运营商的频段选择更广。要知道现在闲置的频段越来越少。
(3)小基站
毫米波技术的缺陷是穿透力差、衰减大
小基站不仅在规模(指的是单个)上小于大基站，功耗也大为降低
需要的基站数目多
(4) Massive MIMO(大规模天线)：
①、4G基站只有十几根天线，但5G基站可以支持上百根天线。
②、这些天线通过Massive MIMO技术形成大规模天线阵列，可以同时向更多的用户发送和接收信号，从而将移动网络的容量提升数十倍甚至更大。
(5)波束成形
①、Massive MIMO技术干扰
②、窄波束，在特定方向上传输，传输距离更远，避免了信号的干扰
③、提升频谱的利用率，传输更多的信息。
④、解决毫米波信号被障碍物阻挡、远距离衰减的问题。
(6)全双工
全双工技术是指设备的发射机和接收机占用相同的频率资源同时进行工作，使得通信的两端同时在上、下行使用相同的频率，突破了现有的频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式下的半双工缺陷，这是通信节点实现双向通信的关键之一，也是5G所需的高吞吐量和低延迟的关键技术。
(7)载波聚合
同时用多个载波进行传输，这些载波可以服务于不同的用户，也可以同时服务于一个用户来提高单用户的峰值速率。当n个单载波服务一个用户时，用户能获得的频带宽度就是单载波带宽的n倍，这样，用户体验到的速度也能提高n倍。
(8)边缘计算：为提供服务的用户进行储存和计算
移动互联网的关键技术
SOA 面向服务架构的基本概念。
Web2.0 的含义
HTML5 的新特性
Android 的系统架构
iOS 的系统架构
SOA 面向服务架构
SOA系统是一种企业通用性架构。
面向服务架构（SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）进行拆分，并通过这些服务之间定义良好的接口和协议联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种各样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。
SOA是一种粗粒度、松耦合、复用服务架构，服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型。SOA可以看作是B/S模型、XML（标准通用标记语言的子集）/Web Service技术之后的自然延伸。
Web Service越来越流行，并成为实现SOA的一种手段。
Web2.0
Web2.0是相对于Web1.0的新的时代。指的是一个利用Web的平台，由用户主导而生成的内容互联网产品模式，为了区别传统由网站雇员主导生成的内容而定义为第二代互联网，web2.0是一个新的时代。
Web2.0模式下的互联网应用具有以下显著特点：去中心化、开放、共享、交互。
Web2.0技术主要包括：博客（BLOG）、 RSS、百科全书(Wiki)、网摘、社会网 络（SNS）、P2P、即时信息（IM）等。
HTML5 的新特性
跨平台
html5不支持flv
html4音视频需要插件
  • 语义标签
  • 增强型表单
  • 视频和音频
  • Canvas绘图
  • SVG绘图
  • 地理定位
  • 拖放API
  • WebWorker
  • WebStorage在本地存储用户的浏览数据
  • WebSocket
Android 的系统架构
从高到低分别是应用层，应用框架层，系统运行层和Linux内核层
1.应用层
Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括email客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。它们一般都是使用Java进行编写。
2.应用框架层
开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序的架构设计简化了组件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。同样，该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。
隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统,其中包括：
视图(Views)，可以用来构建应用程序，它包括列表(lists)，网格(grids)，文本框(textBoxes)，按钮(buttons)，甚至可嵌入的web浏览器。
内容提供器(ContentProviders)使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数据库)，或者共享它们自己的数据
资源管理器(ResourceManager)提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件(layoutfiles)。
通知管理器(NotificationManager)使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
活动管理器(ActivityManager)用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。
3.系统运行库层
1) 程序库
Android包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务。以下是一些核心库：
系统C库——一个从BSD继承来的标准C系统函数库(libc)，它是专门为基于embeddedlinux的设备定制的。
媒体库——基于PacketVideoopencore;该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4,H.264,MP3,AAC,AMR,JPG,PNG。
SurfaceManager——对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的无缝融合。
LibWebCore——一个最新的web浏览器引擎用，支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。
SGL——底层的2D图形引擎
3Dlibraries——基于OpenGLES1.0APIs实现;该库可以使用硬件3D加速(如果可用)或者使用高度优化的3D软加速。
FreeType——位图(bitmap)和矢量(vector)字体显示。
SQLite——一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。
2) Android运行库
Android包括了一个核心库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。
每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。Dalvik虚拟机执行(.dex)的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK中的“dx”工具转化成.dex格式由虚拟机执行。
Dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能，比如线程机制和底层内存管理机制。
4.Linux内核层
Android的核心系统服务依赖于Linux2.6内核，如安全性，内存管理，进程管理，网络协议栈和驱动模型。Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。
0
iOS 的系统架构
触控界面层（the Cocoa Touch layer）:交互
媒体层 （the Media layer）
核心服务层 （the Core Services layer）
核心操作系统层 （the Core OS layer）：Darwin, 是开源、符合POSIX标准的一个Unix核心。
移动互联网的应用领域
移动互联网在金融服务、电子政务、娱乐等领域的应用
移动互联网未来发展趋势
云计算概述
云计算的基本概念
云计算产生的历史背景
云计算的优势
虚拟机：虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。在计算机中创建虚拟机时，需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量
“云”实质上就是一个网络，狭义上讲，云计算就是一种提供资源的网络，使用者可以随时获取“云”上的资源，按需求量使用，并且可以看成是无限扩展的，只要按使用量付费就可以。
按需获取，按量计费
发展
互联网的兴起，随着web网站与电子商务的发展，网络发展。企业需要进行大规模数据运算但是购买服务器成本过高。
2006年，Google首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念，成为了互联网的第三次革命。
特点
1.超大规模：Google云计算已经拥有 100多万台服务器， Amazon、IBM、微软、 Yahoo、阿里等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。
2.虚拟化：资源虚拟化是指异构硬件在用户面前表现为统一资源。应用虚拟化是指应用部署的环境和物理平台无关。
3.动态可扩展：资源可以动态伸缩。
4.按需部署：按需方便地自助地获得资源，需要多少用多少。
5.高灵活性：异构硬件统一进入资源池 。
6.高可靠性：用户的应用和计算分布在不同的物理服务器上面 ，数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施。
7.高性价比：对物理资源的要求较低。
8.支持海量信息处理：云计算需要面对海量信息交互，需要 有高效、稳定的海量数据通信和存储系统作支撑 。
9.广泛的网络访问：通过各种网络渠道，以统一标准的机制（如浏览器，相同的API等）获取服务。
10.动态的资源池：供应商的计算资源可以被整合为一个动态资源池，以多租户模式服务所有客户。
11.可计量的服务：针对不同服务需求（例如，CPU时间、存 储空间、带宽、甚至按用户账号的使用率高低）来计量资源的使用情况和定价。
12.成本降低
13.通用性
缺点：
潜在危险
云计算的关键技术
分布式计算的概念及特点
虚拟化技术的概念及特点
存储技术的概念及特点
分布式计算
多台计算机并行处理，提高计算效率，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。
并行，网络（异构，云计算（集群
特点：
  • 资源共享：稀有资源可以共享：计算、网络、存储、应用、服务、服务器等
  • 计算均衡：通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载(分配多台进行并行处理)
  • 合理利用：可以把程序放在最适合运行它的计算机上(合理利用资源)
虚拟化技术
虚拟化:一 种资源管理技术，将各种硬件资源抽象，形成一个资源池，不受物理限制约束，使得一台设备上可以部署多个操作系统。实现不同的应用。
  • 存储虚拟化
  • 计算虚拟化
  • 网络虚拟化
优势:
(1)分区:在一台服务器上运行多台虚拟机，使一台服务器运行多个操作系统和应用程序。
(2)隔离:所有虚拟机之间相互隔离，感觉就像单独的物理主机。
(3)封装:每一个虚拟机都是封装在独立文件夹中，可以通过移动文件夹的方式迁移虚拟机。
(4)独立
特点：
Fidelity(保真性)：应用系统程序在虚拟机上执行，除了时间因素外（会比物理硬件上执行慢一点），将表现为与在物理硬件上相同的执行行为。
Performance(高性能)：在虚拟环境中应用程序绝大多数指令在虚拟机管理器不受干预的情况下，直接在物理硬件上执行。
Safety(安全性)：物理硬件由虚拟机管理器全权管理，被虚拟出来的执行环境的程序（包括操作系统）不能直接访问物理硬件。
xen (基于硬件)和kvm:开源免费的虚拟化软件
vmware是付费的拟化软件
hyper-v是微软系统附带的虚拟化组件
Citrix是桌面虚拟化
云计算的存储技术
传统的网络存储技术采用集中式存储服务器存储所有数据。
分布式存储----核心：
采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
Google的GFS和Hadoop开发的开源系统HDFS是比较流行的两种云计算分布式存储系统。
GFS技术：谷歌的非开源的GFS（GoogleFileSystem）云计算平台满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。使得云计算的数据存储技术具有了高吞吐率和高传输率的特点。
HDFS技术：大部分ICT厂商，包括Yahoo、Intel的“云”计划采用的。未来的发展将集中在超大规模的数据存储、数据加密和安全性保证、以及继续提高I/O速率等方面。
  • 分布式文件存储
  • 分布式对象存储
  • 分布式块存储
特点：
(1)存储系统标准化：分布式存储优先采用行业标准接口(SMI-S或OpenStack Cinder)进行存储接入。
(2)高性能：高性能的分布式存储能通过高效地管理读缓存和写缓存，并且支持自动的分级存储。
(3)容灾与备份：多时间点快照技术，使得用户生产系统能够实现一定时间间隔下的各版本数据的保存。
(4)支持分级存储：分布式存储允许高速存储和低速存储分开部署，或者任意比例混布
(5)多副本的一致性：分布式存储采用了多副本备份机制。
(6)弹性扩展：分布式存储可预估并且弹性扩展计算、存储容量和性能。
集中式传统存储（FC-SAN IP-SAN NAS，一般用于虚拟化和私有场景）
分布存储技术分类
(1)块存储：用户是可以读写块设备的软件系统；文件系统、数据库等；SAN存储(存储区域网络Storage Area Network)也即存储区域网络，这个是通过某种交换机（例如光纤交换机或者IB交换机等）连接存储阵列和服务器主机等设备，形成一个专用的存储网络。
(2)文件存储：用户自然人。Nas存储(网络附属存储)，NAS是通过IP网络访问的文件系统，可以理解为硬盘+文件系统软件的组合。NAS存储设备可以直接连接在以太网中，之后在该网络域内的不同类型操作系统主机都可以实现对该设备的访问。
(3)对象存储：用户则是其它计算机软件。前面说到的块存储和文件存储，基本上都还是在专有的局域网络内部使用，而对象存储的优势场景却是互联网或者公网，主要解决海量数据，海量并发访问的需求。例如网盘就是典型的对象存储。
云计算的技术应用
公有云、私有云、混合云
IaaS、PaaS、SaaS
AWS、Google、阿里云、华为云、腾讯云等国内外主流云服务提供平台
公有云：创业公司、个人；公有云服务商统一运维；分布式是公有云计算的基础构架基石。第三方提供商为用户提供的能够使用的云，公有云一般可通过 Internet 使用。支持大量用户的并发请求，按流量或服务时长计费。核心属性是共享资源服务。
私有云：政府、企业；自主运维，也可托管给第三方运维；虚拟化是私有云计算的基础构架基石。为一个客户单独使用而构建的。安全性更好，成本更高。核心属性是专有资源。
混合云：是同时提供公有和私有服务的云计算系统。
云计算的服务类型
  • 基础设施即服务( infrastructure  as a service，IaaS)。是指将硬件资源(服务器--CPU、存储--硬盘、网络--带宽和计算能力等）打包成服务，通过互联网提供给用户使用，并且根据用户对资源的实际使用量或占用量进行计费。可以“量身定做”。IaaS中提供给用户的服务器，不是真正意义上的物理服务器，而是虚拟服务器（或称虚拟机）。它是通过软件模拟出来的，但对用户来说，虚拟机表现出来的功能与物理服务器是一样的，它直接为用户提供IP地址和访问服务器的口令（或密钥），让用户通过互联网控制和使用这台服务器。目前，IaaS的代表性产品有Amazon EC2、 IBM Blue Cloud 、Cisco UCS等。
  • 平台即服务(platform as a service，PaaS)。是把计算环境、开发环境等平台作为一种服务提供的应用模式。云计算服务提供商可以将数据库、中间件及开发工具等平台级产品通过Web以服务的方式提供给用户。通过PaaS服务，软件开发人员可以在不购买和安装开发平台及工具软件的情况下开发新的应用程序。微软的云计算操作系统Windows Azure是PaaS服务的典型代表，它能够向程序员提供相关工具，开发者用户只需要将网页代码上传部署，网站就可以运行起来了。
  • 软件即服务(software as a service，SaaS)。是目前得到广泛应用的一种云计算。指将应用软件统一部署在提供商的服务器上，通过互联网为用户提供应用软件服务。使用户端真正做到“零安装、零维护”。百度云，iCloud，Goole Driver等
AWS是亚马逊（Amazon）公司的云计算IaaS和PaaS平台服务。
阿里云、腾讯云、华为云、京东云鼎提供的就是IaaS层为主的云计算服务。
国内提供 SaaS服务的包括阿里云、京东电商云、新浪云商店等。
大数据概述
大数据产生背景与基本概念、主要特性
大数据的发展历程
大数据与云计算、人工智能技术的关系
产生背景
数据爆炸性增长，非结构化的数据大量出现，数据关联形态变化。
Big Data大数据是指其大小超出了常规数据库工具获取、储存、管理和分析能力的数据集。
大数据=海量数据+复杂计算
特征
  • 价值密度低Value
  • 种类多Variety
  • 数据量大Volume
  • 数据增长速度快，处理速度也快Velocity
  • 真实性Veracity
发展
萌芽期（20世纪90年代至21世纪）：数据库技术成熟， 数据挖掘理论成熟，也称数据挖掘阶段。
成熟期（21世纪初）：Web2.0发展，非结构化的数据大量出现，传统的数据库处理难以应对，也称非结构化数据阶段。形成了并行计算与分布式系统两大核心技术，谷歌的GFS和MapReduce等技术。
大规模应用期（21世纪10年代后）：大数据渗透到各行各业，信息社会智能化程度大幅提高。
大数据必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。
业务模型层
业务模型、数据可视化、业务应用
数据计算层
数据挖掘、数据分析、数据查询、实时计算
MapReduce 离线计算基于外存(延时大)；Spark 内存实时计算；Storm 实时计算
资源管理层
YARN 资源管理
数据存储层
Hbase 非关系型数据库 HDFS 文件存储（核心）
数据传输层
Sqoop 数据转换
Flume 日志收集
.....
数据来源层
数据库 （结构化数据）
文件日志 （半结构化数据）
音视频等 （非结构化数据）
 
谁做的
GOOLE
APACHE（开源
文件系统
GFS
HDFS分布式文件存储(核心)
数据库
BigTable
Hbase
批处理并行计算
MapReduce
MapReduce
 
Chubby分布式锁
zookeeper中间件
 
大数据的关键技术
Hadoop、MapReduce、NoSQL 等技术基本功能
爬虫、清洗等技术基本概念及常用工具认知
大数据分析、挖掘、可视化技术基本概念
从数据分析全流程的角度，大数据技术主要包括数据采集与预处理、数据存储和管理、数据处理与分析、数据呈现等几个层 面的内容。
大数据预处理的方法主要包括数据清洗、数据集成、数据变换和数据规约
Hadoop是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。
主要是由分布式存储(HDFS)， 分布式计算(MapReduce) 组成。
只能运行在Linux系统上。
  • 单机本地
  • 伪分布式
  • 完全分布式
MapReduce是面向大数据并行处理的计算模型、框架和平台
“Map”就是将一个任务分解成为多个子任务并行的执行；“Reduce”就是将分解后多任务处理的结果汇总起来(对象---映射--->键值----归约--->结果)，得出最后的分析结果并输出。
主要功能：
  • 数据划分和计算任务调度：一个作业（Job）待处理的大数据划分为很多个数据块
  • 数据/代码互定位：减少通信延迟
  • 系统优化：减少数据通信开销
  • 出错检测和恢复：维护数据存储的可靠性，及时检测和恢复出错的数据
-----------------------
NoSQL数据库----数据存储和管理，泛指非关系型的数据库。数据之间无关系，易扩展。采用类似键/值、列族、文档等非关系模型。没有固定的表结构，通常也不存在连接操作，也没有严遵守ACID约束。MongoDB(非关系型)、Hbase(非关系型)、Redis(非关系型)。
主要功能：
  • 数据管理：提供查询窗口和命令窗口功能。
  • 结构管理：提供库、文档和索引等对象管理功能。
  • 实时性能展示：提供核心性能指标的实时展示。
-----------------------
网络爬虫（Web Crawler）是一个自动提取网页的程序，它为搜索引擎从万维网上下载网页，是搜索引擎的重要组成。采集，处理，存储
按使用场景分：
通用爬虫：搜索引擎爬虫（百度）
聚焦爬虫：获取想要的数据
爬虫软件：云爬虫（不用安装软件）和采集器（下载安装）
工具：神箭手云爬虫，八爪鱼，集搜客GooSeeker，DenseSpider
-----------------------
数据清洗（Data Cleaning）是进行数据预处理的首要方法。其过程一般包括填补存在遗漏的数据值、平滑有噪声的数据、识别或除去异常值，并且解决数据不一致等问题。
清洗的内容：一致性，检查无效值和缺失值的处理。
清洗的主要类型：残缺数据，错误数据，重复数据
工具：DataWrangler、Google Refine，kettle
-----------------------
数据:通过测量等方法得到的内容(原始数据)
信息:对人有用的数据(经过数据分析之后得到的数据)
-----------------------
数据分析指用适当的统计、分析方法对收集来的大量数据进行分析，将它们加以汇总和理解并消化，以求最大化地开发数据的功能，发挥数据的作用。是为了提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。
数据挖掘 “从数据中挖掘知识”（提取潜在信息。是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。
数据可视化用图表的形式显示数据分析的结果。
大数据主要应用领域
大数据在农业、工业互联网、服务业等领域的典型应用
大数据未来发展趋势
人工智能概述
人工智能的基本概念
人工智能的基本原理
人工智能发展历程
人工智能( artificial   intelligence ，AI)指使用计算机模拟人的智能行为，目的是构造出具有特定智能的人工系统以完成以往需要人的智力才能胜任的工作，甚至在某些方面能超越人自身的能力，比人做得更好。
弱人工智能：研制出更好的工具以减轻人们的智力劳动
强人工智能：有自主心智和独立意识，能根据自己的意图开展行动
从1956年正式提出人工智能学科
专*系统ES，推理。
人工智能技术分类
深度学习的概念，常用算法
自然语言处理的概念
计算机视觉的概念
数据挖掘的概念，常用算法
机器学习，计算机利用已有的经验数据，得出某种模型（规律），并利用此模型判断/预测未知数据的一种方法。
机器学习的算法：...不看
人工神经网络：模拟人脑神经网络的机器学习技术。输入层输出层中间层 单层神经网络无中间层 两层神经网络一个中间件 多层神经网络深度学习
深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次，这些学习过程中获得的信息对诸如文字，图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力，能够识别文字、图像和声音等数据。基于多层神经网络的机器学习方法称为深度学习。（语音识别语音合成，同声互译。
注意力机制
前馈神经网络FNN
循环神经网络RNN
递归神经网络RNN
卷积神经网络算法CNN
自动编码
反向传播
神经网络结构
梯度下降算法
限制波尔兹曼
深度信念网络DBN
深度学习需要进行并行运算，但传统处理器（x86，ARM处理器）以串行为主，无法大规模并行运算。
自然语言处理，又叫做自然语言理解，即实现人机间自然语言通信。最终转化为文本。自动问答、自动摘要、机器翻译。
计算机视觉用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。图像识别，视频监测。分类识别--->特征提取
数据挖掘又称数据库中的知识发现（knowledge discovery in database，KDD），是目前最热门的数据资源分析技术。它可以从大量的数据中及时有效地提取隐含其中未知的、有用的、不一般的信息和知识，用以对决策活动进行支持。数据挖掘通常与计算机科学有关，并通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专*系统（依靠过去的经验法则）和模式识别等诸多方法来实现上述目标。
  • 决策树算法，分类分析算法，聚类分析算法，关联规则算法，Naive Bayes 算法，神经网络算法，逻辑回归算法，线性回归算法，顺序分析，时序算法
人工智能主要应用领域
腾讯、阿里、华为、科大讯飞等国内常用人工智能平台
科大讯飞语音同传翻译深度学习
人工智能在智能*居、智能交通、智能制造、智慧医疗、智慧金融、智慧教育等领域应用
人工智能未来发展趋势
区块链概述
区块链基本概念
区块链技术基础、技术特点及价值
区块链的发展历程
区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法（数字签名+哈希）等计算机技术的新型应用模式。区块链（Blockchain），是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。
各个区块之间通过随机散列(也称哈希算法)实现链接，后一个区块包含前一个区块的哈希值，随着信息交流的扩大，一个区块与一个区块相继接续，形成的结果就叫区块链 。
区块头+交易列表+叔区块头
核心技术
  • 分布式账本：指的是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点记录的是完整的账目，保证了账目数据的安全性，交易合法性。一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据；二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性。
  • 非对称加密：存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。
  • 共识机制：所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。防范拜占庭攻击、女巫攻击、 51%攻击等共识攻击。
    • POW（Proof of work）工作量证明
    • POS（Proof of stake）权益证明
    • DPOS: Delegated Proof of Stake 委任权益证明
    • PBFT: Practical Byzantine Fault Tolerance 实用拜占庭容错算法等
  • 智能合约：是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。
按开放程度分类：公有链，私有链，联盟链。
按应用范围分类：基础连，行业连。
发展
2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念。区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分：作为所有交易的公共账簿。区块链1.0。以比特币为代表的数字货币的应用。
区块链起源于比特币，2008年11月1日，一位自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文，阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念，这标志着比特币的诞生。 在比特币形成过程中，区块是一个一个的存储单元，记录了一定时间内各个区块节点全部的交流信息。
2014年，"区块链2.0”。以太坊----智能合约：一组决定区块链如何传递信息的可编程规则或程序指令。
2016年12月20日，数字货币联盟——中国FinTech数字货币联盟及FinTech研究院正式筹建。
区块链3.0：EOS （商用分布式设计区块链操作系统）。可编程社会。
典型区块链技术介绍
以太坊技术框架
超级账本 Fabric 技术框架
以太坊是一个开源的有智能合约功能的公共区块链(公有链)平台，通过其专用加密货币以太币（Ether，简称“ETH”）提供去中心化的以太虚拟机（Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。
账户类型：外部账户，合约账户
0
Fabric是一个提供模块化分布式账本解决方案的框架。 超级账本Fabric的基本特点：
开放性
开源
联盟链/私有链
SDK支持多语言，减低门槛
可插拔，可扩展
基于联盟链的前提，兼顾数据共享和隐私保护
0
区块链主要应用领域
区块链在金融、供应链、保险、慈善、教育就业等行业的应用
区块链发展趋势
 
 
 
 
posted @ 2022-05-26 22:58  Naitiam  阅读(217)  评论(0)    收藏  举报