该文章是基于个人理解的个人整理,如有错误欢迎指正。由于不清楚改革后的情况本文章只提供一种思路与方向,且文章是用于考试整理背诵,如要学习请从专业书籍或者专业课程中学习。如有错误或存疑欢迎指正
(目前完成,现目标是优化,另外越找越觉得考题人是随便写上去的 ~ - ~!。网上资料和书籍对知识点都有差异,也不知道参考的哪一本书,也不说以下,哎 ~ 。)
(一)课程 A:计算机应用基础
【考查目标】
了解计算机系统的基本组成、常见设备和基本原理,了解
集成电路,掌握信息在计算机中表示。熟悉计算机软件定义和分类,掌握操作系统基本概念,熟
悉程序设计语言语法基础,掌握几种常见数据结构及基本操作,
掌握软件工程基础。掌握计算机网络基础,熟悉局域网和广域网特点,掌握 IP
地址和域名系统,了解信息安全相关基础知识。掌握文本、图形图像、音频、视频等多媒体技术。
【考查内容】
1.计算机硬件
1.1 计算机基本原理 :
1.1.1 计算机发展及分类,软件概述,硬件概述。
计算机的发展:
计算机的发展主要按照构成计算机的电子元器件来划分,共分为四个阶段,即电子管阶段、晶体管阶段、集成电路阶段、大规模和超大规模集成电路阶段(现在)。
第1代:(1946—1958年)电子管计算机
计算机使用的主要逻辑元件是电子管,也称为电子管时代。
主存储器采用磁鼓磁芯,外存储器使用磁带。
软件方面,用机器语言和汇编语言编写程序。
这个时期计算机的特点是:体积庞大、运算速度低(一般每秒几千次到几万次)、成本高、可靠性差、内存容量小。
第2代:(1959—1964年)晶体管计算机
计算机使用的主要逻辑元件是晶体管。主存储器采用磁芯,外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序,后期使用操作系统并出现了高级程序设计语言。这个时期计算机的应用扩展到数据处理、自动控制等方面。计算机的运行速度己提高到每秒几十万次,体积已大大减小,可靠性和内存容量也有了较大的提高。
第3代:(1965—1970年)集成电路计算机
这个时期的计算机用中小规模集成电路代替了分立元件,用半导体存储器代替了磁芯存储器,外存储器使用磁盘。软件方面,操作系统进一步完善,高级语言数量增多。计算机的运行速度也提高到每秒几十万次到几百万次,可靠性和存储容量进一步提高,外部设备种类繁多。计算机和通信密切结合起来,广泛地应用到科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。
第4代:(1971年以后)大规模和超大规模集成电路计算机
这个时期的计算机主要逻辑元件是大规模和超大规模集成电路,一般称为大规模集成电路时代。存储器采用半导体存储器,外存储器采用大容量的软、硬磁盘,并开始引入光盘。软件方面,操作系统不断发展和完善。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。计算机的运行速度可达到每秒上千万次到万亿次,计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高,功能更加完备。这个时期计算机的类型除小型、中型、大型机外,开始向巨型机和微型机(个人计算机)两个方面发展,使计算机开始进入人类社会各个领域。
计算机的分类:
个人:
台式机,一体机,笔记本电脑,平板电脑。
总体:
超级计算机、网络计算机、工业控制、个人电脑、嵌入式系统。
1.超级计算机:通常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。
2.网络计算机:包括服务器、工作站、集线器、交换机和路由器等。
3.工业控制:主要类别有IPC(PC总线工业电脑)、PLC(可编程控制系统)、DCS(分散型控制系统)、FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。
4.个人电脑:包括台式机、电脑一体机、笔记本电脑、掌上电脑和平板电脑。
5.嵌入式系统:是一种以应用为中心、以微处理器为基础,软硬件可裁剪的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。
软件概述:
软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。
硬件概述:
硬件是计算机硬件的简称,是指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。
1.1.2 常见的输入设备和输出设备,中央处理器。
输入设备:定点输入设备:
鼠标,游戏杆,触摸屏,光笔,数字转换器,数码相机,数字摄影机等
扫描输入设备
图像扫描仪,传真机,条形码阅读器,字符和标记识别设备等
语音输入设备
麦克风,声卡和语音输入软件系统组成
输出设备:显示器、打印机、绘图仪/机。
中央处理器:“龙芯”系列芯片、Intel、AMD、上海兆芯、上海申威。
1.1.3 计算机内存储器、外存储器概述,系统总线,I/O 总线。
内存储器:内存(Memory)也称内存储器和主存储器,它用于暂时存放CPU中的运算数据,与硬盘等外部存储器交换的数据。它是外存与CPU进行沟通的桥梁,计算机中所有程序的运行都在内存中进行,内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平。外存储器:
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。系统总线:
系统总线是一个单独的计算机总线,是连接计算机系统的主要组件。这个技术的开发是用来降低成本和促进模块化。系统总线结合数据总线的功能来搭载信息,地址总线来决定将信息送往何处,控制总线来决定如何动作。
1.1.4 微处理器发展、字长、处理速度,指令与指令系统。
第一代:(1971-1973年)
字长:4位或8位微处理器
处理速度:0.05MIPs(MIPs:每秒百万条指令)
指令:45条
指令系统:没有操作系统,只有汇编语言
第二代(1974-1977年)
字长:8位微处理器(百科未明确写出,但推测为8)
处理速度:0.5 ~ 0.75MIPs,为一代的10 ~ 15倍
指令:没有写出
指令系统:单用户操作系统
第三代(1978-1984年)
字长:16位微处理器
处理速度:8MHz,6.66MHz ~ 20MHz
指令:x86指令
第四代(1985-1992年)
字长:32位微处理器
处理速度:时钟频率为12.5MHz,12.5MHz ~ 40MHz
指令:精简指令集
第五代(1993-)
处理速度:75MHz ~ 1066MHzFSB,
早期:75MHz~120MHz
:标准1.6GHz,1.5GHz,1.4GHz,1.3GHz,低电压1.1GHz,超低电压900MHz。
后面出来一个800MHzFSB~1066MHzFSB
指令:内部采用了超标量指令流水线结构、多媒体指令增强技术,包括57条多媒体指令,Pentium III 处理器加入70个新指令。
第六代(至今)
处理速度:3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz
指令:全新的AVX、AES指令集
1.2 集成电路
1.2.1 集成电路概念。
集成电路是一种微型电子器件或部件。
1.2.2 集成电路发展与分类,IC 卡。
发展:电子管阶段(1947)
晶体管阶段(1950)
集成电路(1958)
超大规模集成电路(1978)
具体:
1947年:美国贝尔实验室的约翰·巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了晶体管,这是微电子技术发展中第一个里程碑;
1950年:结型晶体管诞生
1950年: R Ohl和肖克莱发明了离子注入工艺
1951年:场效应晶体管发明
1956年:C S Fuller发明了扩散工艺
1958年:仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路,开创了世界微电子学的历史;
1960年:H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺
1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管
1963年:F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技术,今天,95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺
1964年:Intel摩尔提出摩尔定律,预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍
1966年:美国RCA公司研制出CMOS集成电路,并研制出第一块门阵列(50门),为现如今的大规模集成电路发展奠定了坚实基础,具有里程碑意义
1967年:应用材料公司(Applied Materials)成立,现已成为全球最大的半导体设备制造公司
1971年:Intel推出1kb动态随机存储器(DRAM),标志着大规模集成电路出现
1971年:全球第一个微处理器4004由Intel公司推出,采用的是MOS工艺,这是一个里程碑式的发明
1974年:RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802
1976年:16kb DRAM和4kb SRAM问世
1978年:64kb动态随机存储器诞生,不足0.5平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管,标志着超大规模集成电路(VLSI)时代的来临
1979年:Intel推出5MHz 8088微处理器,之后,IBM基于8088推出全球第一台PC
1981年:256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世
1984年:日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM
1985年:80386微处理器问世,20MHz
1988年:16M DRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志着进入超大规模集成电路(VLSI)阶段
1989年:1Mb DRAM进入市场
1989年:486微处理器推出,25MHz,1μm工艺,后来50MHz芯片采用 0.8μm工艺
1992年:64M位随机存储器问世
1993年:66MHz奔腾处理器推出,采用0.6μm工艺
1995年:Pentium Pro, 133MHz,采用0.6-0.35μm工艺;1997年:300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺
1999年:奔腾Ⅲ问世,450MHz,采用0.25μm工艺,后采用0.18μm工艺
2000年:1Gb RAM投放市场
2000年:奔腾4问世,1.5GHz,采用0.18μm工艺
2001年:Intel宣布2001年下半年采用0.13μm工艺。
:奔腾4 E系列推出,采用90nm工艺。
:intel 酷睿2系列上市,采用65nm工艺。
:基于全新45纳米High-K工艺的intel酷睿2 E7/E8/E9上市。
:intel酷睿i系列全新推出,创纪录采用了领先的32纳米工艺,并且下一代22纳米工艺正在研发。
我国集成电路发展历史
我国集成电路产业诞生于六十年代,共经历了三个发展阶段:
1965年-1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产 品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件
1978年-1990年:主要引进美国二手设备,改善集成电路装备水平,在“治散治乱”的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集成电路的国产化
1990年-2000年:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展。
集成电路分类:
模拟集成电路数字集成电路数/模混合集成电路
IC卡:是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中,做成卡片形式。
1.3 PC 机组成
1.3.1 主板、芯片组、BIOS、内存储器概述,I/O 总线和 I/O接口。
主板:
主板,也叫母板,安装在 计算机 主机箱内,是计算机最基本也是最重要的部件之一,在整个计算机系统中扮演着举足轻重的角色。 主板制造质量的高低,决定了硬件系统的稳定性。 主板与CPU关系密切,每一次CPU的重大升级,必然导致主板的换代。 主板是计算机 硬件 系统的核心,也是主机箱内面积最大的一块印刷电路板。 主板的主要功能是传输各种电子信号,部分芯片也负责初步处理一些外围数据。
芯片组:
是一组共同工作的集成电路“芯片”,。它负责将计算机的核心——微处理器和机器的其它部分相连接,是决定主板级别的重要部件。
BIOS:
它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序,它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。
内存储器:
内存储器,内存又称为内存储器,通常也泛称为主存储器,是计算机中的主要部件,它是相对于外存而言的。内存储器是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。
I/O总线:
I/O总线指缆线和连接器系统,用来传输I/O路径技术指定的数据和控制信号,另外还包括一个总线终结电阻或电路,这个终结电阻用来减弱电缆上的信号反射干扰。主机和I/O设备之前通过总线连接,这个总线一般被称为I/O总线。
I/O接口:
l/O 接口是主机与被控对象进行信息交换的纽带。主机通过I/O 接口与外部设备进行数据交换。
1.3.2 BIOS 组成及运行过程,内存储器 RAM 和 ROM 各种类型。
BIOS组成:
1.post加电自检程序;
2.初始化及引导程序(BIOS系统启动自举);
3.bios终端服务程序(I/O设备驱动程序和硬件中断处理程序);
4.cmos设置程序等。
BIOS运行过程:
当计算机加电后,一般不直接执行操作系统,而是执行系统初始化软件完成基本IO初始化和引导加载功能。简单地说,系统初始化软件就是在操作系统内核运行之前运行的一段小软件。通过这段小软件,我们可以初始化硬件设备、建立系统的内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。最终引导加载程序把操作系统内核映像加载到RAM中,并将系统控制权传递给它。
内存储器RAM和ROM各种类型:
ROM和RAM是计算机内存储器的两种型号,
ROM表示的是只读存储器,即:它只能读出信息,不能写入信息,计算机关闭电源后其内的信息仍旧保存,一般用它存储固定的系统软件和字库等。
RAM表示的是读写存储器,可其中的任一存储单元进行读或写操作,计算机关闭电源后其内的信息将不在保存,再次开机需要重新装入,通常用来存放操作系统,各种正在运行的软件、输入和输出数据、中间结果及与外存交换信息等。
1.3.3 DDR SDRAM 各项参数,数据传输率计算,内存条封装形式。
DDR SEDRAM各项参数: 总线计时器Bus Clock(MHz)、预先载入Prefetch(min burst)、传输速率Transfer Rate(MT/s)、电压Voltage。 数据传输率计算:R=(1/T)*log₂N (bps)内存条封装形式:DIP封装、TSOP封装、BGA封装、CSP封装、WLCSP1.3.4 I/O 总线,I/O 操作方式,常用的几类 I/O 设备接口,I/O 总线带宽计算。
I/O总线.:
I/O总线指缆线和连接器系统,用来传输I/O路径技术指定的数据和控制信号,另外还包括一个总线终结电阻或电路,这个终结电阻用来减弱电缆上的信号反射干扰。
I/O控制方式:
程序查询方式、中断方式、DMA方式和通信方式。
常用的几类I/O设备接口:
并行接口、串行接口、直接数据传送接口、 中断控制接口、 定时器/计数器接口。
I/O 总线带宽计算:
公式:总线带宽 = (总线位宽/8) * 总线频率
例题引用:/qq_36205380/article/details/84249472
1.4 常用输入设备
1.4.1 键盘,鼠标,笔输入设备,扫描仪,数字摄像头概述。
键盘:是用于操作计算机设备运行的一种指令和数据输入装置,也指经过系统安排操作一台机器或设备的一组功能键(如打字机、电脑键盘)。
鼠标:是计算机的一种外接输入设备,也是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器,
笔输入设备:笔输入设备主要有手写板、手写笔。
扫描仪:是一种捕获影像的装置,作为一种光机电一体化的电脑外设产品,它可将影像转换为计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字格式。
数字摄像头:可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号,进而将其储存在计算机里。
1.4.2 键盘,鼠标的分类,工作原理,基本操作,采用的接口类型。
键盘的分类:按照普通的分法,可分为触点式和无触点式还有雷射式三大类。
键盘的工作原理:
1.键盘的基本工作原理就是实时监视按键,将按键信息送入计算机。
2.在键盘的内部设计中有定位按键位置的键位扫描电路、产生被按下键代码的编码电路以及将产生代码送入计算机的接口电路等等,这些电路被统称为键盘控制电路。
电脑键盘的正确操作方法为:把左手食指中指无名指小指和右手食指中指无名指小指分别放在8个基本键位上“ASDFJKL;”。
键盘接口: 老式AT接口、 PS/2接口 以及 USB接口 。
鼠标分类:按键数分. 鼠标可按键数分为两键鼠标、三键鼠标、五键鼠标和新型的多键鼠标。.
鼠标的工作原理:
1.光电鼠标内部有一个发光二极管,通过它发出的光线,可以照亮光电鼠标底部表面。
2.光电鼠标经底部表面反射回的一部分光线,通过一组光学透镜后,传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。
鼠标的基本操作. 5种基本操作:指向,单击,双击,右击,拖动。
常见的鼠标接口有 串口 、 PS/2 、 USB 三种类型。
1.5 常用输出设备
1.5.1 常用输出设备的工作原理、主要分类、特点。
显示器:是属于电脑的I/O设备,即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。
打印机: 是计算机的输出设备之一,用于将计算机处理结果打印在相关介质上。
绘图仪:可将计算机的输出信息以图形的形式输出。主要可绘制各种管理图表和统计图、大地测量图、建筑设计图、电路布线图、各种机械图与计算机辅助设计图等。
1.5.2 常用输出设备的主要性能参数,采用的接口类型。
显示器的参数包括 分辨率、栅距和点距、带宽、刷新率。主要用VGA、DVI、HDMI、USB、DP等打印机最高分辨率、打印速度、喷头配置、打印机内存、接口类型、操作系统。目前市场上打印机产品的主要接口类型包括常见的并行接口和USB接口。绘图仪的性能指标主要有绘图笔数、图纸尺寸、分辨率、接口形式及绘图语言等。绘图仪一般还可选配多种与计算机连接的标准接口。1.6 外存储器
1.6.1 常用几类外存储器的工作原理,组成,分类情况,接口类型。
1. 软盘:
原理:软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。马达带动软盘的盘片转动,转速大概为每分钟300转,磁头定位器是一个很小的步进马达,它负责把磁头移动到正确的磁道,由磁头完成读写操作。组成:软盘外壳和盘片分类情况:常用的有5.25寸和3.5寸两种接口情况:内置使用FDD接口,外置使用USB接口
2. U盘:
原理:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令),读写到USB芯片适配接口,通过芯片处理信号分配给EEPROM存储芯片的相应地址存储二进制数据,实现数据的存储。组成:主要由外壳+机芯组成分类情况:无驱型、加密型、启动型接口情况:USB接口
3. 硬盘:
原理:硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备,数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片一般是在以的片基表面涂上磁性介质所形成,在磁盘片的每一面上,以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道,每个磁道又被划分为若干个扇区,数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头,所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的柱面(cylinder)。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的(CHS寻址)。硬盘在上电后保持高速旋转,位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面,可以通过步进电机在不同柱面之间移动,对不同的柱面进行读写。组成:磁头、磁道、扇区、柱面分类情况:
内存通讯:分有XT型(即DMA方式)和AT型(即中断驱动方式)两种。
磁头驱动:分有步进电机驱动和音圈电机驱动两种。接口情况:,硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI、SAS和光纤通道五种
4. 光盘存储器
原理:光盘存储器是一种采用光存储技术存储信息的存储器,它采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息,以介质材料的光学性质(如反射率、偏振方向)的变化来表示所存储信息的“1”或“0”。组成:圆形薄片分类情况:按光盘可擦写性分类主要包括只读型光盘和可擦写型光盘。接口情况:专用接口、IDE(EIDE)接口、SCSI接口
5. 磁带存储器
原理:在磁带存储器中,利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。组成:磁头、盘片分类情况:
按带宽分:有1/4英寸和1/2英寸;按带长分:有2400英尺、1200英尺和600英尺;
按外形分:有开盘式磁带和盒式磁带;
按记录密度分:有800位/英寸、1600位/英寸、6250位/英寸;
按带面并行记录的磁道数分:有9道、16道等。接口情况:磁带控制器是连接计算机与磁带机之间的接口设备
1.6.2 存储器存储结构,各项性能参数设置,数据分布,容量计算。
存储器结构:
第一层:通用寄存器堆
第二层:指令与数据缓冲栈
第三层:高速缓冲存储器
第四层:主储存器(DRAM)
第五层:联机外部储存器(硬磁盘机)
第六层:脱机外部储存器(磁带、光盘存储器等)
各项性能:存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽。
容量计算:存储器的存储容量的基本单位是字节Byte。 计算公式为:1KB(Kilobyte,千字节)=1024B=2^10B。
1.7 信息在计算机中的表示
1.7.1 信息表示单位,常用进制数,BCD 编码,传输速率单位。
信息表示单位:在计算机数据存储中,存储数据的 基本单位是 字节 (Byte), 最小单位是 位 (bit)。. 8个bit组成一个Byte ( 字节 ),能够容纳一个英文 字符 ,不过一个汉字需要两个字节的 存储空间 !. 1024个字节就是1KByte( 千字节 ),简写为1KB。
常用进制数:二进制、八进制、十六进制。
BCD 编码:BCD码(8421码)在计算机中保存数值的精确度,又可免去使计算机作浮点运算时所耗费的时间。 在这种编码方式中,每一位二值代码的“1”都代表一个固定数值。 将每位“1”所代表的二进制数加起来就可以得到它所代表的十进制数字。
传输速率单位:常用的数据传输速率单位有:Kbps、Mbps、Gbps与Tb/s,最快的以太局域网理论传输速率(带宽)为10Gbit/s。
1.7.2 整数编码表示,8 位原码、补码和反码表示,实数编
/u011080472/article/details/51280919
整数编码表示:有符号数与无符号数。
原码:原码是有符号数中最简单的编码方式。原码表示法在数值前面增加了一位符号位(即最高位为符号位):0表示为正数,1表示为负数,其余为数值位,表示数值大小。
补码表示:正数的补码就是其本身;的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
反码表示:正数的反码是其本身;的反码是在其原码的基础上, 符号位不变,其余各个位取反。
8位原码:-127~+127
8位二进制原码的表示范围:-127~+127
8位二进制反码的表示范围:-127~+127
8位二进制补码的表示范围:-128~+127
1.7.3 比特位逻辑运算,二/八/十/十六进制数之间的转换,进制数的运算;原码、反码与补码之间的转换,原码和补码表示数的范围。
比特位逻辑运算:
/Forest_SL/article/details/79114676
二/八/十/十六进制数之间的转换:
/article/495ba84109665338b30ede98.html
各进制数转换成十进制作为中转再转到所需进制数
任意进制到十进制的转换原理:
* 系数:就是每一位上的数据。* 基数:X进制,基数就是X。* 权:在右边,从0开始编号,对应位上的编号即为该位的权。* 结果:把系数*基数的权次幂相加即可。
十进制到任意进制的转换原理:
* 除积倒取余
进制数的运算:
任意进制转换成十进制后,在转换到所需进制
原码、反码与补码之间的转换:
/article/c85b7a649ec664003bac95e9.html
原码,补码,反码之间转换指的是二进制数。
在二进制数中,数字的正负是根据首位是0还是1来判断的,如果首位是0,那么就是正数,首位是1就代表负数。
原码 ➡ 反码:如果该数为正数,也保持不变,如果首位是1,也就是说是负数,就将除了首位的1除外的所有数字取反。
原码 ➡ 补码,对正数来说,补码与原码相同,对负数来说,之间将反码加1就可以得到补码。
当然,我们还可以将补码转换为原码。如果是负数得到的补码,可以通过求该补码的补码来得到原来的原码。我们还可以进行二进制的补码运算首先将两个加数转换为补码形式,然后将两个补码进行二进制相加就可以得到结果了。
2.计算机软件
2.1 软件基本概念:
软是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。
2.1.1 软件的定义:
国标中对软件的定义为:与计算机系统操作有关的计算机程序、规程、规则,以及可能有的文件、文档及数据。
其它定义:
1.运行时,能够提供所要求功能和性能的指令或计算机程序集合。
2.程序能够满意地处理信息的数据结构。
3.描述程序功能需求以及程序如何操作和使用所要求的文档。
以开发语言作为描述语言,可以认为:软件=程序+数据+文档
2.1.2 软件的分类。
系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件
2.2 操作系统
2.2.1 操作系统的基本概念、作用。
概念:操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。作用:
操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
2.2.2 操作系统的类型、特征。
类型:从功能角度分析,分别有实时系统、批处理系统、分时系统、网络操作系统等。特征:
1、并发性;计算机系统中同时存在多个程序,宏观上看,这些程序是同前推进的。
2、共享性。
3、随机性;操作系统的运行是在一个随机的环境中。
4、虚拟;通过技术将一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。
5、异步性。
2.2.3 操作系统的基本功能。
进程管理,其工作主要是进程调度,在单用户单任务的情况下,处理器仅为一个用户的一个任务所独占, 进程管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况 下,组织多个作业或任务时,就要解决处理器的调度、 分配和回收等问题 。存储管理分为几种功能:存储分配、存储共享、存储保护 、存储扩张。设备管理分有以下功能:设备分配、设备传输控制 、设备独立性。文件管理:文件存储空间的管理、目录管理 、文件操作管理、文件保护。作业管理是负责处理用户提交的任何要求。2.2.4 常用操作系统。
windows系统。mac os系统。linux系统。unix系统。2.3 程序设计语言
2.3.1 程序设计语言的分类。
机器语言。 它是用计算机的机器指令表达的语言;汇编语言。 它是用一些能反映指令功能的助记符表达的语言;高级语言。 它是独立于机器、接近于人们使用习惯的语言。2.3.2 程序设计语言的组成。
数据成分,用以描述程序中所涉及的数据。运算成分,用以描述程序中所包含的运算。控制成分,用以表达程序中的控制构造。传输成分,用以表达程序中数据的传输。2.3.3 程序的控制结构。
程序控制结构是指以某种顺序执行的一系列动作,用于解决某个问题。 理论和实践证明,无论多复杂的算法均可通过顺序、选择、循环3种基本控制结构构造出来。 每种结构仅有一个入口和出口。
2.3.4 源程序执行方式。
计算机执行源程序的两种方式:编译 和 解释源代码
2.3.5 常用程序设计语言。
PHP语言C 语言C ++语言Go语言JAVA 语言Python2.4 算法和数据结构
2.4.1 算法的基本概念,算法复杂度的概念和意义(时间复杂度与空间复杂度)。
基本概念:算法是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤。
算法复杂度的概念和意义:算法复杂度主要表现为时间复杂度和空间复杂度,同一算法其复杂度将直接影响其算法乃至程序的优劣。一般来说,算法的复杂度越低,其效率就越高。算法复杂度是衡量程序优劣及效率的重要指标。
2.4.2 数据结构的定义,数据的逻辑结构与存储结构,数据结构的图形表示,线性结构与非线性结构的概念。
数据结构的定义:数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
数据的逻辑结构:指反映数据元素之间的逻辑关系的数据结构,其中的逻辑关系是指数据元素之间的前后间关系,而与他们在计算机中的存储位置无关。
数据的存储结构:指数据的逻辑结构在计算机存储空间的存放形式。
数据结构的图形表示:数据结构的图形表示一个数据结构除了用二元关系表示外,还可以直观地用图形表示。
线性结构:线性结构就是表中各个结点具有线性关系。
非线性结构:非线性结构就是表中各个结点之间具有多个对应关系。
2.4.3 线性表的定义,线性表的顺序存储结构及其插入与删除运算。
线性表的定义:线性表是数据结构的一种,一个线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。数据元素是一个抽象的符号,其具体含义在不同的情况下一般不同。
线性表的顺序存储结构:逻辑结构上呈线性分布的数据元素在实际的物理存储结构中也同样相互之间紧挨着,这种存储结构称为 线性表 的顺序存储结构。线性表主要由顺序表示或链式表示。在实际应用中,常以栈、队列、字符串等特殊形式使用。
插入运算:Insert(L,i,x)在表L的位置i处插入元素x,将原占据位置i的元素及后面的元素都向后推一个位置
删除运算:Delete(L,p) 从表L中删除位置p处的元素
2.4.4 栈和队列的定义,栈和队列的顺序存储结构及其基本运算。
栈的定义:栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。
队列的定义:队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。
栈的顺序存储结构:先进后出,后进先出
队列的顺序存储结构:
一、顺序队列,采用顺序存储,当长度确定时使用。 顺序队列又有两种情况:
使用数组存储队列的称为静态顺序队列。使用动态分配的指针的称为动态顺序队列。
二、链式队列,采用链式存储,长度不确定时使用(由链表实现)。
栈的基本运算:
进栈(PUSH)算法: 若TOP≥n时,则给出溢出信息,作出错处理(进栈前首先检查栈是否已满,满则溢出;不满则作②);置TOP=TOP+1(栈指针加1,指向进栈地址);S(TOP)=X,结束(X为新进栈的元素); 退栈(POP)算法: 若TOP≤0,则给出下溢信息,作出错处理(退栈前先检查是否已为空栈, 空则下溢;不空则作②);X=S(TOP),(退栈后的元素赋给X):TOP=TOP-1,结束(栈指针减1,指向栈顶)。
队列的基本运算:
初始化队列:Init_Queue(q) ,初始条件:队q 不存在。
操作结果:构造了一个空队;入队操作: In_Queue(q,x),初始条件: 队q 存在。
操作结果: 对已存在的队列q,插入一个元素x 到队尾,队发生变化;出队操作: Out_Queue(q,x),初始条件: 队q 存在且非空,
操作结果: 删除队首元素,并返回其值,队发生变化;读队头元素:Front_Queue(q,x),初始条件: 队q 存在且非空,
操作结果: 读队头元素,并返回其值,队不变;判队空操作:Empty_Queue(q),初始条件: 队q 存在,
操作结果: 若q 为空队则返回为1,否则返回为0。
2.4.5 线性单链表、双向链表与循环链表的结构及其基本运算。
线性单链表:具有链接存储结构的线性表,它用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素,逻辑上相邻的元素在物理上不要求也相邻,不能随机存取。
线性单链表的基本运算:
结点(表示数据元素) =数据域(数据元素的映象) + 指针域(指示后继元素存储位置)
/data-structure-notes/list/single-link.html
双向链表:双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。
双向链表的基本运算:
/data-structure-notes/list/double-link.html
循环链表:循环链表是另一种形式的链式存储结构。它的特点是表中最后一个结点的指针域指向头结点,整个链表形成一个环。
循环单链表的基本运算:
/data-structure-notes/list/circular-single-link.html
循环双链表的基本运算:
/data-structure-notes/list/circular-double-link.html
2.4.6 树的基本概念,二叉树的定义及其存储结构,二叉树的前序、中序和后序遍历。
树的基本概念:树是从上往下长的,也会分叉,有个根节点,每个节点可以有一个或多个孩子节点,没有孩子节点的节点一般称为叶子节点。
二叉树的定义:树形结构是一种非线性结构,二叉树是度为2,即子结点的个数最多为2的有序树(左右子树是有次序的)。
二叉树的存储结构:顺序存储结构、链式存储结构
二叉树的前序、中序和后序遍历:
/p/73438175
前序遍历:A-B-D-F-G-H-I-E-C
中序遍历:F-D-H-G-I-B-E-A-C
后序遍历:F-H-I-G-D-E-B-C-A
前序(根左右),中序(左根右),后序(左右根)
2.5 软件工程基础
2.5.1 软件工程基本概念与生命周期。
软件工程基本概念:软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。 简单的说就是使软件走向工程化。
生命周期:软件生命周期是软件的产生直到报废或停止使用的生命周期。软件生命周期内有问题定义、可行性分析、总体描述、系统设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段,也有将以上阶段的活动组合在内的迭代阶段,即迭代作为生命周期的阶段。
2.5.2 结构化设计方法,总体设计与详细设计。
结构化设计方法:结构化设计方法 是在传统软件工程中使用得最广的一种设计方法,是基于 模块化 、自顶向下细化、 结构化分析 等技术基础发展起来的,它为软件设计人员给出了一系列在模块层上进行设计的原理与技术。
总体设计:软件工程总体设计包括:计算机配置设计、系统模块结构设计、数据库和文件设计、代码设计以及系统可靠性与内部控制设计等内容。 软件功能分解属于下列软件开发中的总体设计阶段。
详细设计:是 软件工程 中软件开发的一个步骤,就是对 概要设计 的一个细化,就是详细设计每个模块实现算法,所需的局部结构。
2.5.3 面向对象分析与设计:OOD,UML 图。
OOD:
类 —— 类的实例化
继承机制 —— 类之间的关系
对象、消息传递和方法 —— 对象之间通过消息传递方式进行通信
对象自身引用 —— this
重置 —— 重新定义父类中的某方法
类属类 —— 参数多态机制()
无实例的类 —— 抽象类
UML图:
1.类图 —— (对象、接口、协作和它们之间的关系)
2.对象图 —— 某一时刻一组对象以及它们之间的关系
3.用例图 —— 用例、参与者以及体面之间的关系
4.交互图 —— 对于系统的动态方面进行建模
5.状态图 —— 状态机,由状态、转换、事件和活动组成
6.活动图 —— 特殊的状态图,一个活动到另一个活动的流程
7.构件图 —— 一组构件之间的组织和依赖
8.组合结构图 —— 描述分类器的内部结构
9.部署图 —— 系统的物理方面建模的方法
10.包图 —— 模型本身分解而成的组织单元以及依赖关系
/qq_40343706/article/details/82925338
2.5.4 软件测试的方法,白盒测试与黑盒测试。
软件测试的方法:软件测试方法可以分为静态测试和动态测试。
白盒测试:白盒法又称为逻辑覆盖法,因为要以程序(模块)内部的逻辑结构为基础来设计测试用例,主要用于单元测试。测试的关键也是如何选择高效的测试用例。
黑盒测试:黑盒测试也成为功能测试,在不完全考虑软件内部结构和特性的情况下,测试软件外部特性。
2.5.5 程序的调试,静态调试与动态调试。
程序的调试:程序调试是将编制的程序投入实际运行前,用手工或编译程序等方法进行测试,修正语法错误和逻辑错误的过程。
静态调试:可以采用如下两种方法:
输出寄存器的内容。在测试中出现问题,设法保留现场信息。把所有寄存器和主存中有关部分的内容打印出来,进行分析研究。为取得关键变量的动态值,在程序中插入打印语句。
动态调试:通常利用程序语言提供的调试功能或专门的调试工具来分析程序的动态行为。一般程序语言和工具提供的调试功能有检查主存和寄存器;设置断点,即当执行到特定语句或改变特定变量的值时,程序停止执行,以便分析程序此时的状态。
3.计算机网络与互联网
3.1 计算机网络基础
3.1.1 计算机网络的定义、组成和分类。
定义:计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
组成:计算机、网络操作系统、传输介质(可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是空间)以及相应的应用软件四部分。
分类:局域网、城域网、广域网、无线网。
3.1.2 网络服务分类,网络软件,网络操作系统,网络应用软件。
网络服务分类:DHCP、WINS、DNS、FTP、SMTP、Telnet。
网络软件:是指系统的网络操作系统、网络通信协议和应用级的提供网络服务功能的专用软件 。
网络操作系统:网络操作系统 ,是一种能代替操作系统的软件程序,是网络的心脏和灵魂,是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。借由网络达到互相传递数据与各种消息,分为服务器(Server)及客户端(Client)。
网络应用软件:网络应用软件是指能够为网络用户提供各种服务的软件,它用于提供或获取网络上的共享资源。
3.2 计算机局域网
3.2.1 局域网的特点、组成、分类。
局域网的特点:局域网一般为一个部门或单位所有,建网、维护以及扩展等较容易,系统灵活性高。其主要特点是: 覆盖的地理范围较小,只在一个相对独立的局部范围内联,如一座或集中的建筑群内。使用专门铺设的传输介质进行联网,数据传输速率高(10Mb/s~10Gb/s)通信延迟时间短,可靠性较高局域网可以支持多种传输介质局域网的组成:
局域网自身的组成大体由计算机设备、网络连接设备、网络传输介质3大部分构成局域网的分类:按网络使用的传输介质分类,可分为有线网和无线网;按网络拓扑结构分类,可分为总线型、星型、环型、树型、混合型等;按传输介质所使用的访问控制方法分类,分为以太网、令牌环网、FDDI网和无线局域网等。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
3.2.2 有线局域网。
有线局域网是把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起,在网络软件 的支持下可以相互通讯和 资源共享 的网络系统。
3.2.3 无线局域网。
无线局域网(WLAN)指应用无线通信技术将计算机设备互联起来,构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。
3.3 计算机广域网
3.3.1 广域网基础知识,广域网接入技术。
广域网概要:在一个区域范围里超过集线器所连接的距离时,必须要通过路由器来连接,这种网上类型称为广域网。如果有北、中、南等分公司,甚至海外分公司,把这些分公司以专线方式连接起来,即称为“广域网”。广域网的发送介质主要是利用电话线或光纤,由ISP业者将企业间做连线,这些线是ISP业者预先埋在马路下的线路,因为工程浩大,维修不易,而且带宽是可以被保证的,所以在成本上就会比较为昂贵。一般所指的互联网是属于一种公共型的广域网,公共型的广域网的成本会较低,为一种较便宜的网上环境,但跟广域网比较来说,是没办法管理带宽,走公共型网上系统,任何一段的带宽都无法被保证。广域网接入技术:点对点链路,电路交换,虚拟电路,包交换 点对点链路:
点对点链路提供的是一条预先建立的从客户端经过运营商网络达到远端目标网络的广域网通信路径。电路交换
电路交换是广域网所使用的一种交换方式,可以通过运营商网络为每一次会话过程建立、维持和终止一条专用的物理电路,电路交换也可以提供数据包和数据流两种转送方式。虚拟电路
虚拟电路是一种逻辑电路,可以在两台网络设备之间实现可靠通信。虚拟电路有两种不同的形式,分别是交换虚拟电路(SVC)和永久虚拟电路(PVC)。包交换
通过包交换、网络设备可以共享一条点对点链路通过运营商网络在设备之间进行数据包的传递。
3.3.2 分组交换与路由。
分组交换:分组交换的实质就是将要传输的数据按一定长度分成很多组,为了准确的传送到对方,每个组都打上标识,许多不同的数据分组在物理线路上以动态共享和复用方式进行传输,为了能够充分利用资源,当数据分组传送到交换机时,会暂存在交换机的存储器中,然后根据当前线路的忙闲程度,交换机会动态分配合适的物理线路,继续数据分组的传输,直到传送到目的地。路由:是指分组从源到目的地时,决定端到端路径的网络范围的进程3.4 互联网及应用
3.4.1 互联网发展,网络互联与 TCP/IP 协议。
互联网发展:1968年:参议员Ted·Kennedy(特德.肯尼迪)听说BBN赢得了ARPA协定作为内部消息处理器(IMP),特德.肯尼迪向BBN发送贺电祝贺他们在赢得“内部消息处理器”协议中表现出的精神。1978年:UUCP(UNIX和UNIX拷贝协议)在贝尔实验室被提出来,1979年,在UUCP的基础上新闻组网络系统发展起来。1989年:在普及互联网应用的历史上又一个重大的事件发生了。TimBerners和其他在欧洲粒子物理实验室的人----这些人在欧洲粒子物理研究所非常出名,提出了一个分类互联网信息的协议。1991年:第一个连接互联网的友好接口在Minnesota大学被开发出来。网络互联:网络互联是指将两个以上的通信网络通过一定的方法,用一种或多种网络通信设备相互连接起来,以构成更大的网络系统。网络互联的目的是以实现不同网络中的用户可以进行互相通信、共享软件和数据等。
TCP/IP协议:CP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议,而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇, 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性,所以被称为TCP/IP协议。
3.4.2 IP 地址(IPv4、IPv6)及分类,域名。
IP地址:(Internet Protocol Address)是指互联网协议地址,又译为网际协议地址。
IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
分类:
IPv4:网际协议版本4(英语:Internet Protocol version 4,IPv4),又称互联网通信协议第四版,是网际协议开发过程中的第四个修订版本,也是此协议第一个被广泛部署的版本。
IPv6:IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写,是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代IPv4的下一代IP协议,其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址 。
域名:域名(英语:Domain Name),又称网域,是由一串用点分隔的名字组成的Internet上某一台计算机或计算机组的名称,用于在数据传输时对计算机的定位标识(有时也指地理位置)。
3.4.3 交换机与路由器。
交换机:交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。
路由器:路由器(Router)是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议,例如某个局域网使用的以太网协议,因特网使用的TCP/IP协议。这样,路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址,把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址,或者反之;再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/IP网络连接到因特网上。
3.4.4 互联网提供的服务。
接发电子邮件,这是最早也是最广泛的网络应用。网络的广泛应用会创造一种数字化的生活与工作方式,叫做SOHO(小型家庭办公室)方式。上网浏览或冲浪,这是网络提供的最基本的服务项目。查询信息。电子商务。丰富人们的闲暇生活方式。可以通过上网结交世界各地的网上朋友,相互交流思想,真的能做到“海内存知己,天涯若比邻”。其他应用。现实世界中人类活动的网络版俯拾即是,如网上点播、网上炒股、网上求职、艺术展览等。个人站,博客站,SNS,论坛等等(例如:企业网站、电子商务网站还是门户网站)用途多数为交流。3.5 网络信息安全
3.5.1 信息安全基本概念。
信息安全,ISO(国际标准化组织)的定义为:为数据处理系统建立和采用的技术、管理上的安全保护,为的是保护计算机硬件、软件、数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄露。
3.5.2 信息安全规范。
数据库管理安全防范加强安全防护意识科学采用数据加密技术提高硬件质量改善自然环境安装防火墙和杀毒软件加强计算机入侵检测技术的应用其他措施3.5.3 常见的网络安全威胁。
DOS/DDOS缓冲区溢出端口扫描攻击病毒传播木马攻击IP欺骗ARP欺骗恶意软件网络钓鱼中间人攻击3.5.4 入侵检测、防火墙、计算机病毒。
入侵检测:入侵检测系统(intrusion detection system,简称“IDS”)是一种对网络传输进行即时监视,在发现可疑传输时发出警报或者采取主动反应措施的网络安全设备。
防火墙:防火墙技术是通过有机结合各类用于安全管理与筛选的软件和硬件设备,帮助计算机网络于其内、外网之间构建一道相对隔绝的保护屏障,以保护用户资料与信息安全性的一种技术。
计算机病毒:计算机病毒(Computer Virus)是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据的代码,能影响计算机使用,能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。
3.5.5 加密和解密基本概念。
加密:是一种限制对网络上传输数据的访问权的技术。 原始数据(也称为明文,plaintext) 被加密设备(硬件或软件)和密钥加密而产生的经过编码的数据称为密文(ciphertext)。解密:
将密文还原为原始明文的过程称为解密,它是加密的反向处理,但解密者必须利用相同类型的加密设备和密钥对密文进行解密。
3.5.6 威胁防范与信息安全发展趋势。
威胁防范:数据库管理安全防范加强安全防护意识科学采用数据加密技术提高硬件质量改善自然环境安装防火墙和杀毒软件加强计算机入侵检测技术的应用其他措施发展趋势:新数据、新应用、新网络和新计算成为今后一段时期信息安全的方向和热点给未来带来新挑战传统的网络安全技术已经不能满足新一代信息安全产业的发展企业对信息安全的需求不断发生变化未来,信息安全产业发展的大趋势是从传统安全走向融合开放的大安全3.5.7 应急响应处理流程。
收集信息、判断类型、深入分析、清理处置、产出报告。4.多媒体技术
4.1 文本与文本处理
4.1.1 文本,文本处理,文本输入方法。
文本:
文本是多媒体信息最基本的表现形式之一,可以清楚、准确地表达思想,描述概念,叙述事实等。
文本处理:
1.分词
2.关键词提取
3.词的表示形式
4.主题模型(LDA/TWE)
5.几种常用的NLP工具简介
6.文本挖掘(文本分类,文本标签化)
7.NLP任务(词性标注,句法分析)
8.NLP应用(信息检索,情感分析,文章摘要,OCR,语音识别,图文描述,问答系统,知识图谱)
文本输入:
键盘输入、手写输入、语音输入、扫描输入
4.1.2 文本的表示与字符编码。
文本的表示:
文本是以文字和各种专用符号表达的信息形式,它是现实世界中使用的最多的一种信息存储和传递 方式,主要用于对信息的描述性表示。计算机系统通过指定的二进制编码来存储文字、字母和其它字符。在计算机系统中,西文字符和汉字的编码方式是不同的。
字符编码:
西文编码: ASCII码EBCDIC 汉字编码: GB 1998 与 GB 2311GB 2312汉字编码的辅助集 国际通用字符编码: Unicode同一码于ISO/IEC 10646UTF支持
4.1.3 文本的保存与文本文件的类型。
文本的保存:
快捷键ctrl+s文件保存文件另存为
文本的类型:
无格式文本格式文本超文本
4.1.4 文本的编辑处理,检索与文本的展现。
文本的编辑处理:
字体,字体大小、字体颜色、文本操作、字符效果
检索
指从用户特定的信息需求出发,对特定的信息集合采用一定的方法、技术手段,根据一定的线索与规则从中找出相关信息。
文本的展现:
书面形式、屏幕显示
4.2 图像与图形及应用
4.2.1 色彩产生,色彩的表达方法,色彩空间。
色彩的产生:
色彩是以色光为主体的客观存在,人产生这种视象感觉基于三种因素:光、物体对光的反射、人的视觉器官眼睛。即不同波长的可见光投射到物体上,有一部分波长的光被吸收,一部分波长的光被反射出来刺激人的眼睛,经过视神经传递到大脑,形成对物体的色彩信息,即人的色彩感觉。
色彩的表达方式:
CMYK表达方式 和 RGB模式
色彩空间:
色彩模型是描述使用一组值(通常使用三个、四个值或者颜色成分)表示颜色方法的抽象数学模型。
4.2.2 数字图像的获取与重现。
获取:1.网络下载数字图像资源
2.屏幕图像捕捉
3.数码相机获取数字图像
4.扫描仪获取数字图像重现:
1.真彩色图像
2.索引色图像
3.灰度图像
4.二值图像
5.图像序列
4.2.3 模拟图像的数字化过程。
图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
1、采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像,采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。
2、量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数,它反映了采样的质量。
3、数字化后得到的图像数据量十分巨大,必须采用编码技术来压缩其信息量。常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。
4.2.4 数字图像的表示及存储数据量的计算,压缩编码类型,数字图像的性能指标。
数字图像的表示
是以二维数字组形式表示的图像,其数字单元为像元,数字图像的恰当应用通常需要数字图像与看到的现象之间关系的知识,也就是几何和光度学或者传感器校准,数字图像处理领域就是研究它们的变换算法。
存储数据量的计算:字节数=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×颜色深度(位数)/8
压缩编码类型:
一代:预测编码、变换编码、矢量量化编码、子带编码、神经网络编码、
二代:分形编码、基于模型的编码
数字图像的性能指标:像素
4.2.5 常用图像文件格式,数字图像处理及应用,常用软件。
常用图像文本格式:BMP、JPG/JPGE、GIF、PNG数字图像处理:
图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割、图像描述、图像分类(识别)数字图像的应用: 航天和航空方面
航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术在航天和航空技术方面的应用,除了JPL对月球、火星照片的处理之外,另一方面的应用是在飞机遥感和卫星遥感技术中。许多国家每天派出很多侦察飞机对地球上有兴趣的地区进行大量的空中摄影。对由此得来的照片进行处理分析,以前需要雇用几千人,而现 在改用配备有高级计算机的图像处理系统来判读分析,既节省人力,又加快了速度,还可以从照片中提取人工所不能发现的大量有用情报。从60年代末以来,美国及一些国际组织发射了资源遥感卫星(如LANDSAT系列)和天空实验室(如SKYLAB),由于成像条件受飞行器位置、姿态、环境条件等影响,图像质量总不是很高。因此,以如此昂贵的代价进行简单直观的判读来获取图像是不合算的,而必须采用数字图像处理技术。如LANDSAT系列陆地卫星,采用多波段扫描器(MSS),在900km高空对地球每一个地区以18天为一周期进行扫描成像,其图像分辨率大致相当于地面上十几米或100米左右(如1983年发射的LANDSAT-4,分辨率为30m)。这些图像在空中先处理(数字化,编码)成数字信号存入磁带中,在卫星经过地面站上空时,再高速传送下来,然后由处理中心分析判读。这些图像无论是在成像、存储、传输过程中,还是在判读分析中,都必须采用很多数字图像处理方法。现 在世界各国都在利用陆地卫星所获取的图像进行资源调查(如森林调查、海洋泥沙和渔业调查、水资源调查等),灾害检测(如病虫害检测、水火检测、环境污染检测等),资源勘察(如石油勘查、矿产量探测、大型工程地理位置勘探分析等),农业规划(如土壤营养、水份和农作物生长、产量的估算等),城市规划(如地质结构、水源及环境分析等)。中国也陆续开展了以上诸方面的一些实际应用,并获得了良好的效果。在气象预报和对太空其它星球研究方面,数字图像处理技术也发挥了相当大的作用。生物医学工程方面
数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛,而且很有成效。除了上面介绍的CT技术之外,还有一类是对医用显微图像的处理分析,如红细胞、白细胞分类,染色体分析,癌细胞识别等。此外,在X光肺部图像增晰、超声波图像处理、心电图分析、立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用图像处理技术。通信工程方面
当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。具体地讲是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。其中以图像通信最为复杂和困难,因图像的数据量十分巨大,如传送彩色电视信号的速率达100Mbit/s以上。要将这样高速率的数据实时传送出去,必须采用编码技术来压缩信息的比特量。在一定意义上讲,编码压缩是这些技术成败的关键。除了已应用较广泛的熵编码、DPCM编码、变换编码外,国内外正在大力开发研究新的编码方法,如分行编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等。工业和工程方面
在工业和工程领域中图像处理技术有着广泛的应用,如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类,印刷电路板疵病检查,弹性力学照片的应力分析,流体力学图片的阻力和升力分析,邮政信件的自动分拣,在一些有毒、放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态,先进的设计和制造技术中采用工业视觉等等。其中值得一提的是研制具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人,将会给工农业生产带来新的激励,目 前已在工业生产中的喷漆、焊接、装配中得到有效的利用。军事公安方面
在军事方面图像处理和识别主要用于导弹的精确末制导,各种侦察照片的判读,具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统,飞机、坦克和军舰模拟训练系统等;公安业务图片的判读分析,指纹识别,人脸鉴别,不完整图片的复原,以及交通监控、事故分析等。目 前已投入运行的高速公路不停车自动收费系统中的车辆和车牌的自动识别都是图像处理技术成功应用的例子。文化艺术方面
目 前这类应用有电视画面的数字编辑,动画的制作,电子图像游戏,纺织工艺品设计,服装设计与制作,发型设计,文物资料照片的复制和修复,运动员动作分析和评分等等,现 在已逐渐形成一门新的艺术–计算机美术。机器人视觉
机器视觉作为智能机器人的重要感觉器官,主要进行三维景物理解和识别,是目 前处于研究之中的开放课题。机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器人,邮政、医院和家庭服务的智能机器人,装配线工件识别、定位,太空机器人的自动操作等。视频和多媒体系统
目 前,电视制作系统广泛使用的图像处理、变换、合成,多媒体系统中静止图像和动态图像的采集、压缩、处理、存贮和传输等。科学可视化
图像处理和图形学紧密结合,形成了科学研究各个领域新型的研究工具。电子商务
在当前呼声甚高的电子商务中,图像处理技术也大有可为,如身份认证、产品防伪、水印技术等。 数字图像处理常用软件:
Adobe Photoshop (PS)、Photo Pos (图形编辑器)、画图、彩影、AI(Adobe Illustrator)、CDR(CorelDraw)、CAD(Computer Aided Design)
4.2.6 计算机合成图像,合成过程,优点,常见的绘图软件。
合成图像:图像合成是将多谱段黑白图像经多光谱图像彩色合成而变成彩色图像的处理的一种技术。合成过程:
1.用户给出期望图像的草图,根据文字标签从互联网自动下载图像
2.进行基于轮廓和内容一致性的图像过滤,并将前景图像分割出来
3.计算最优的图像合成组合
4.对培训的前十组组合进行合成,将结果提供给用户,用户可以选择满意的合成结果,并进行简单的交互修正 [3]优点:
它充分利用了互联网海量的图像数据,极大的丰富了作为合成候选源的图像对象元素库,使得绝大多数的用户需求都能够得到满足。同时随着互联网图像数据的不断增加,对象元素库也会不断的丰富下去,这就让系统能够越来越完美的实现用户的需求,也能够支持更加复杂更加个性化的用户需求。常见的绘图软件:
1、OpenCanvas;2、ComicStudio;3、AliasSketchBook;4、ArtRage;5、Photoshop;6、Painter;7、illustrator;8、SAI;9、Open Canvas等。
4.3 波形声音的获取与播放
4.3.1 模拟声音信号的数字化。
取样:取样的目的是把时间上连续的信号转换成时间上离散的信号
量化:量化是把每个样本从模拟量转换成为数字量(8位或16位整数表示)
编码:将所有样本的二进制代码组织在一起,并进行数据压缩
4.3.2 波形声音的获取设备,波形声音的表示及存储数据量的计算,压缩编码和编辑。
获取设备:
麦克风
表示:
数字化的波形声音是一种使用二进制表示的串行比特流,它遵循一定的标准或者规范编码,其数据是按时间顺序组织的,文件扩展名为“wav”。
计算:
在不压缩情况下1秒钟声音文件的数据量计算公式:
采集频率(Hz) * 量化位数(位) * 声道数/8*1024*1024 = (MB)
压缩编码:
MP3、WAV、WMA、RMVB格式、MPEG格式、AVI
编辑
4.3.3 计算机合成声音的制作与播放。
制作:一类是计算机合成的语音,另一类是计算机合成的音乐
文语转换过程原理上分成三步:
第1步先对文本进行分析,判断每一个字的正确读音,将文字序列转换成一串发音符号;
第2步是韵律分析,它根据文句的结构、位置、使用的标点符号以及上下文等,确定发音时语气的变换以及读音的轻重缓急,这些都由一组韵律控制参数来进行说明;
第3步是语音合成,它的主要功能是:根据发音标注,从语音库中取出相应的语音基元,按照韵律控制参数的要求,利用特定的语音合成技术对语音基元进行调整和修改,最终合成出符合要求的流畅、自然的语音。播放:
利用音乐播放软件在音箱、耳机等设备进行播放
4.4 数字视频及应用
4.4.1 视频信号的组成、原理,彩色电视的三种制式。
视频信号的组成:
视频信号由一系列连续的图像组成。
原理:
根据三基色原理,利用R(红)、G(绿)、B(蓝)三色不同比例的混合可以表示各种色彩。摄像机在拍摄时,通过光敏器件(如CCD:电荷耦合器件),将光信号转换为RGB三基色电信号。在电视机或监视器内部,最终也使用RGB信号分别控制三支电子枪发出的撞击荧光屏的电子流,使其发光产生影像。
彩色电视的三种制式:
模拟视频的格式有三种:使用于北美、日本等地的NTSC制,使用于西欧、中国等地的PAL制以及使用于东欧、俄国等地的SECAM制。
4.4.2 数字视频的获取、播放。
获取:通过数字摄像机(DV)、数字摄像头、数码相机等直接获取自然影像。通过视频采集卡把传统模拟视频信号转换成数字视频信号。采集VCD、DVD光盘文件或从多媒体光盘中复制。通过网络下载,包括数字视频文件直接下载和流媒体文件流式下载。采集屏幕变化为视频文件。自己制作:通过视频处理软件,如Adobe公 司的Premiere、Afereffect, 友立公司的会声会影、Videostudio、Cool3D, 三维动画制作软件3ds Max、Sofimage等 制作处理视频,也可把动画转换成视频信号,如把Flash 动画文件、GIF 动画转换成数字视频文件。播放:播放器投影器接收器4.4.3 视频信号的数字化。
视频数字化就是将视频信号经过视频采集卡转换成数字视频文件存储在数字载体——硬盘中。在使用时,将数字视频文件从硬盘中读出,再还原成为电视图像加以输出。
4.4.4 数字视频存储数据量的计算、压缩编码、编辑和应用。
计算:
视频文件大小=帧图像大小×帧频×时间
视频文件大小计算公式:(音频码率+视频码率) x 时长 / 8
压缩编码:
MPEG-1:用于 VCD。
MPEG-2:用于 DVD、数字有线电视、卫星电视。
MPEG-4 AVC:用于互联网或者移动通信环境下传输的标清数字视频、iPhone等。
MPEG-4 ASP:用于监控、MP4播放器。
目前流行的数字视频编码国际标准
编辑:(?)
删减、添加、合成、叠加
应用:(?)
NVR存储、IP-SAN存储、CRV存储
4.4.5 计算机合成数字视频。(找不到)
利用软件合成,可拼接,叠加、删减
4.4.6 流媒体。
流媒体就是一种允许在网络上让用户一边下载一边收看(听)音视频媒体的媒体分发(delivery)技术
(二)课程 B:信息技术导论
【考查目标】
掌握信息、信息技术、通信技术等相关基础知识,了解信
息系统和关系数据库系统。熟悉物联网相关概念,了解物联网关键技术及典型应用。熟悉移动互联网相关概念,了解移动互联网关键技术及典
型应用场景。熟悉云计算相关概念,了解云计算关键技术、部署方式和
服务模式,了解主流云服务平台。熟悉大数据相关概念,了解大数据关键技术和典型应用领
域。熟悉人工智能相关概念,了解人工智能技术分类及常用平
台,了解人工智能典型应用领域。熟悉区块链相关概念,了解区块链关键技术和典型应用领
域。
【考查内容】
1.信息和信息系统
1.1 信息和信息技术
1.1.1 信息特性及定义,数据、信息、知识,信息处理系统。
信息特征:信息特征即信息的属性和功能。包括: 依附性再生性(扩充性)可传递性可贮存性可缩性可共享性可预测性、有效性和无效性、可处理性。信息的定义:
信息,指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象,泛指人类社会传播的一切内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物,得以认识和改造世界。在一切通讯和控制系统中,信息是一种普遍联系的形式。
数据:进行各种统计、计算、科学研究或技术设计等所依据的数值。
信息:信息,指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象,泛指人类社会传播的一切内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物,得以认识和改造世界。在一切通讯和控制系统中,信息是一种普遍联系的形式。
知识:知识是符合文明方向的,人类对物质世界以及精神世界探索的结果总和。
信息处理系统:信息处理系统,指以计算机为基础的处理系统。由输入、输出、处理三部分组成(见图),或者说由硬件(包括中央处理机、存储器、输入输出设备等)、系统软件(包括操作系统、实用程序、数据库管理系统等)、应用程序和数据库所组成。一个信息处理系统是一个信息转换机构,有一组转换规则。
1.1.2 信息分类及信息处理,信息技术内容。
信息分类:信息分类是指遵循约定的分类原则和方法,按照信息的内涵、性质及管理的要求,将所有信息,按一定的结构体系,分门别类加以集合,从而使得每个信息在相应的分类体系中都有一个对应位置。
信息处理:信息既不是物质也不是能量,是人类在适应外部环境时以及在感知外部环境时而作出协调时与外部环境交换内容的总称。
信息技术:信息技术(Information Technology,缩写IT),是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。
1.2 信息通信技术
1.2.1 通信系统基本原理,信道、信源、信宿,模拟信号,数字信号。
信源:产生信息的实体
信宿:信息的归宿或接收者
信道:传送信息的通道,如TCP/IP网络
1.2.2 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。
信道传输模式:1.单工方式
2.半双工方式
3.全双工方式
4.全/全双工信道的带宽:
信道包括模拟信道和数字信道。在模拟信道,带宽按照公式W=f2-f1 计算;数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率,两者可通过香农定理互相转换。信道的传输速率:
数据传输速率(Data Transfer Rate),是描述数据传输系统的重要技术指标之一,指单位时间内信道上所能传输的数据量。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的比特数。。多路复用技术:
多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术,它可以有效的提高数据链路的利用率,从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务,也就是使得网络干线可以同时运载大量的语音和数据传输。交换技术:
交换技术是随着电话通信的发展和使用而出现的通信技术
1.2.3 有线传输,无线传输,有线载波通信,传输介质,光纤通信。
有线传输:
有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方。
无限传输:
无线传输(Wireless transmission)是指利用无线技术进行数据传输的一种方式。无线传输和有线传输是对应的。
有线载波通信:
有线载波通信是在有线信道上利用频率分割原理实现多路复用的通信方式。
传输介质:
网络传输介质是指在网络中传输信息的载体,常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类
光纤通信:
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。
1.2.4 无线电通信,微波通信,卫星通信,红外线通信,移动通信。
无线电通信:
无线电通信是将需要传送的声音、文字、数据、图像等电信号调制在无线电波上经空间和地面传至对方的通信方式,利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。
微波通信:
微波通信(Microwave Communication),是使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波——微波进行的通信。
卫星通信:
卫星通信:利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波,从而实现两个或多个地球站之间的通信。
红外线通信:
红外线通信是一种利用红外线传输信息的通信方式。
移动通信:
移动通信沟通移动用户与固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。
1.3 计算机信息系统
1.3.1 计算机信息系统的含义及特点。
含义:
信息的定义:信息是对事物运动状态和特征的描述,而数据是载荷信息的物理符号。
信息管理过程就是信息的收集、传递、加工。判断、决策的过程。企业系统的全部活动可概括为两大类:生产活动和管理活动,围绕着生产活动,执行着决策、计划和指挥职能。生产活动中流动的是物,而管理活动中流动的是信息。
特征:
(1)原始数据来源的分散性。
(2)信息资源的非消耗性。
(3)信息量大。
(4)信息处理方法的多样性。
(5)信息的发生、加工、应用,在空间、时间上的不一致性。
1.3.2 计算机信息系统的类型。
按信息稳定性分类,将信息分为——固定信息 和 流动信息。按决策层次分类,将管理信息分为——战略信息、战术信息 和 业务信息。1.3.3 计算机信息系统的结构。
计算机硬件网络和通信设备计算机软件信息资源、信息用户规章制度组成1.3.4 计算机信息系统的发展趋势。
网络化发展集成化发展智能化发展1.4 典型信息系统介绍
1.4.1 制造业信息系统。
制造信息系统是为生产职能提供信息的管理信息系统。
1.4.2 电子商务。
电子商务是利用计算机技术、网络技术和远程通信技术,实现电子化、数字化和网络化,商务化的整个商务过程。
1.4.3 电子政务。
电子政务是指国家机关在政务活动中,全面应用现代信息技术、网络技术以及办公自动化技术等进行办公、管理和为社会提供公共服务的一种全新的管理模式。
1.4.4 地理信息系统和数字地球。
地理信息系统:它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。数字地球
就是数字化的地球,是一个地球的数字模型,它是利用数字技术和方法将地球及其上的活动和环境的时空变化数据,按地球的坐标加以整理,存入全球分布的计算机中,构成一个全球的数字模型,在高速网络上进行快速流通,这样就可以使人们快速、直观完整地了解我们所在的这颗星球
1.4.5 远程教育。
远程教育,在教育部已出台的一些文件中,也称现代远程教育为网络教育,是成人教育学历中的一种。是指使用电视及互联网等传播媒体的教学模式,它突破了时空的界线,有别于传统的在校住宿的教学模式。
狭义
远程教育是指由特定的教育组织机构,综合应用一定社会时期的技术,收集、设计、开发和利用各种教育资源、构建教育环境,并基于一定社会时期的技术、教育资源和教育环境为学生提供教育服务,以及出于教学和社会化的目的进而为学生组织一些集体会议交流活动(以传统面对面方式或者以现代电子方式进行),以帮助和促进学生远程学习为目的的所有实践活动的总称。广义
远程教育是学生与教师、学生与教育组织之间主要采取多种媒体方式进行系统教学和通信联系的教育形式,是将课程传送给校园外的一处或多处学生的教育。
1.4.6 远程医疗。
远程医疗是指通过计算机技术、遥感、遥测、遥控技术为依托,充分发挥大医院或专科医疗中心的医疗技术和医疗设备优势,对医疗条件较差的边远地区、海岛或舰船上的伤病员进行远距离诊断、治疗和咨询。
1.4.7 数字图书馆。
数字图书馆(Digital Library)是用数字技术处理和存储各种图文并茂文献的图书馆,实质上是一种多媒体制作的分布式信息系统。
1.5 关系数据库系统
1.5.1 数据库系统的组成和特点。
组成:数据库系统DBS(Data Base System,简称DBS)通常由软件、数据库和数据管理员组成。特点:数据结构化数据的共享性高,冗余度低,易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制
1.5.2 数据模型的基本概念及类型。
基本概念:数据模型(Data Model)是数据特征的抽象,它从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件,为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。类型:层次模型、网状模型和关系模型1.5.3 关系数据模型。
关系数据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。
1.5.4 关系运算。
关系的基本运算有两类:一类是传统的集合运算(并、差、交等),另一类是专门的关系运算(选择、投影、连接、除法、外连接等),有些查询需要几个基本运算的组合,要经过若干步骤才能完成。
1.5.5 关系数据库语言 SQL(?)
结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL,是一种特殊目的的编程语言,是一种数据库查询和程序设计语言,用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统。
1.5.6 数据库系统及应用新技术(?)
数据库系统(Database System),是由数据库及其管理软件组成的系统。
应用新技术:数据仓库、工程数据库统计数据库
2.物联网技术
参看《物联网基础技术及应用》 西安电子科技大学出版社,由马飒飒,王伟民,张磊,张勇主编
2.1 物联网概述
2.1.1 物联网的基本概念。
物联网( IoT ,Internet of things )即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络,实现任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通 。
物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。
物联网,顾名思义就是物-物相连的互联网。
2.1.2 物联网发展历程及国内外现状
发展历程:
1999年,美国麻生理工大学的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。,美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。后,为了促进科技发展,寻找经济新的增长点,各政府开始重视下一代的技术规划,将目标放在物联网上。
现状:
虽然物联网近年来的发展已经渐成规模,各国都投入了巨大的人力、物力、财力来进行研究和开发。但是在技术、管理、成本、政策、安全等方面仍然存在许多需要攻克的难题, 具体分析如下:
技术标准的统一与协调
传统互联网的标准并不适合物联网。管理平台问题
物联网自身就是一个复杂的网络体系,加之应用领域遍及各行各业,不可避免的存在很大的交叉性。成本问题
各国对物联网都积极支持,在看似百花齐放的背后,能够真正投入并大规模使用的物联网项目少之又少。
安全性问题
传统的互联网发展成熟、应用广泛,尚存在安全漏洞。
2.1.3 物联网与互联网的区别。
物联网和互联网的区别:
物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网是一种建立在互联网基础上的泛在网络。物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。
2.2 物联网关键技术
2.2.1 物联网三层体系结构。
目前在业界物联网体系大致公认有三个层次,
底层是用来感知数据的感知层第二层是用来传输数据的网络层最上层则是内容应用层。
感知层:
感知层处于物联网
2.2.2 物联网感知层关键技术,RFID、EPC、传感器等技术基本原理。
RFID:
RFID技术是一种无线通信技术、可以通过无线电信号标识特定目标并读写相关数据,而无需在标识系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
EPC:
传感器:
广义上传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置。
简单说就是传感器是将外界信息转换为电信号的装置。
条码感知技术
一维码技术:
要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息,需要经历扫描和译码两个过程。二维码技术:
二维码是用某种特定的集合图形按一定规律在平面(二维方向)上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。
2.2.3 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。
ZigBee:ZigBee主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 特点:低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、网络容量大、高可靠、高安全、免执照频段。Wi-Fi:
Wi-Fi全称为Wireless Fidelity,又称802.11b标准,是一种电子设备连接到一个无线局域网的技术,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射频频段。 特点:无线电波的覆盖范围广、传输速率低、进入该领域的门槛比较低蓝牙:
蓝牙技术是一种开放性、短距离无线通信的标准,它可以用来在较短距离内取代目前多钟电缆连接方案,通过统一的短距离无线链路在各种数字设备之间实现方便快捷、灵活安全、低成本、小功率的语音和数据通信。 特点:1. 能传输语音和数据、2.使用频段、连接性、抗干扰性和稳定性、3.低成本、低功耗、低辐射、4.安全性、5.网络特性LoRa技术:
LoRa是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于广频技术的超远距离无限传输方案。 特点:远距离,低功耗(电池寿命长),多节点,低成本NB-IoT技术:
基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)构建于蜂窝网络。
支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也称为低功耗广域网(LPWA) 特点4:覆盖广;具备支撑海量连接的能力;低功耗;低模块成本。
2.2.4 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。
物联网应用:云计算大数据人工智能2.3 物联网主要应用领域
2.3.1 物联网技术在智慧物流、智慧医疗、智能家居、智能制造、智能交通、现代农业等领域应用。
智慧物流:
仓库储存:通常采用基于LoRa、NB-IoT等传输网络的 物联网仓库管理信息系统,完成收货入库、盘点调拨、拣货出库以及整个系统的数据 查询、备份、统计、报表生产及报表管理等任务。
运输监测:实时监测货物运输中的车辆行驶情况以及货物运输情况,包括货物位置、状态环境以及车辆的油耗、油量、车速及刹车次数等驾驶行为。
智能快递柜:将云计算和物联网等技术结合,实现快件存取和后台中心数据处理,通过RFID或摄像头实时采集、监测货物收发等数据。
智慧医疗:
智慧医疗是通过打造健康档案区域医疗平台,利用最先进的物联网技术,实现患者于医疗人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,逐步达到信息化。
在医疗卫生领域中,物联网是通过传感器与移动设备来对生物的生理状态进行捕捉。如心跳频率、体力消耗、葡萄糖摄取、血压高低等生命指数。把它们记录到电子健康文件里面。方便个人或医生进行查阅。还能够监控人体的健康状况,再把检测到的数据送到通信终端上,在医疗开支上可以节省费用,使得人们生活更加轻松。
智能家居:
单品连接:这个阶段是将各个产品通过传输网络,如WiFi、蓝牙、ZigBee等进行连接,对每个单品单独控制。
物物联动:目前,各个智能家居企业将自家的所有产品进行联网、系统集成,使得各产品间能联动控制,但不同的企业单品还不能联动。
平台集成:这是智能家居发展的最终阶段,根据统一的标准,使各企业单品能相互兼容,目前还没有发展到这个阶段。
智能制造:
设备和环境数据的采集–从单点到全局生产设备的故障与检修–从被动到主动降低产品的维护成本和运行风险
智能交通:
智能公交车:结合公交车辆的运行特点, 建设公交智能调度系统, 对线路、车辆进行规划调度, 实现智能排班。
共享单车:运用带有GPS 或NB-IoT 模块的智能锁, 通过APP 相连, 实现精准定位、实时掌控车辆状态等。
汽车联网:利用先进的传感器及控制技术等实现自动驾驶或智能驾驶, 实时监控车辆运行状态, 降低交通事故发生率。
智慧停车:通过安装地磁感应, 连接进入停车场的智能手机, 实现停车自动导航、在线查询车位等功能。
智能红绿灯:依据车流量, 行人及天气等情况, 动态调控灯信号, 来控制车流, 提高道路承载力。
汽车电子标识:采用RFID技术, 实现对车辆身份的精准识别、车辆信息的动态采集等功能。
充电桩:通过物联网设备, 实现充电桩定位、充放电控制、状态监测及统一管理等功能。
高速无感收费:通过摄像头识别车牌信息, 根据路径信息进行收费, 提高通行效率、缩短车辆等候时间等。
现代农业:
农畜产品安全生产监控动物识别与追踪智能大棚
2.3.2 物联网技术未来发展趋势。
人工智能、自动驾驶和5G技术
3.移动互联网技术
3.1 移动互联网概述
3.1.1 移动互联网的基本概念。
移动互联网是指移动通信终端与互联网相结合成为一体,是用户使用手机、PAD或其他无线终端设备,通过速率较高的移动网络,在移动状态下(如在地铁、公交车等)随时、随地访问Internet以获取信息,使用商务、娱乐等各种网络服务。
3.1.2 移动互联网的特征。
交互性用户可以随身携带和随时使用移动终端,在移动状态下接人和使用移动互联网应用服务。便携性
相对于PC,由于移动终端小巧轻便、可随身携带两个特点,人们可以装入随身携带的书包和手袋中,并使得用户可以在任意场合接人网络。隐私性
移动终端设备的隐私性远高于PC的要求。定位性
移动互联网有别于传统互联网的典型应用是位置服务应用。娱乐性
移动互联网上的丰富应用,如图片分享、视频播放、音乐欣赏、电子邮件等,为用户的工作、生活带来更多的便利和乐趣。局限性
移动互联网应用服务在便捷的同时,也受到了来自网络能力和终端硬件能力的限制。强关联性
由于移动互联网业务受到了网络及终端能力的限制,因此,其业务内容和形式也需要匹配特定的网络技术规格和终端类型,具有强关联性。身份统一性
这种身份统一是指移动互联用户自然身份、社会身份、交易身份、支付身份通过移动互联网平台得以统一。
3.1.3 移动互联网的发展历程。
萌芽阶段(2000-)萌芽阶段的移动应用终端主要是基于WAP(无线应用协议)的应用模式。培育成长阶段(-)
1月7日,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信(3G)牌照,此举标志着中国正式进入3G时代,3G移动网络建设掀开了中国移动互联网发展新篇章。高速发展阶段(-)
随着手机操作系统生态圈的全面发展,智能手机规模化应用促进移动互联网快速发展,具有触摸屏功能的智能手机的大规模普及应用解决了传统键盘机上网众多不便,安卓智能手机操作系统的普遍安装和手机应用程序商店的出现极大地丰富了手机上网功能,移动互联网应用呈现了爆发式增长。全面发展阶段(至今)
移动互联网的发展永远都离不开移动通信网络的技术支撑,而4G网络建设将中国移动互联网发展推上快车道。
3.1.4 5G 关键技术和主要优势。
5G无线关键技术5G国际技术标准重点满足灵活多样的物联网需要。在OFDMA和MIMO基础技术上,5G为支持三大应用场景,采用了灵活的全新系统设计。5G网络关键技术
5G采用全新的服务化架构,支持灵活部署和差异化业务场景。5G采用全服务化设计,模块化网络功能,支持按需调用,实现功能重构;采用服务化描述,易于实现能力开放,有利于引入IT开发实力,发挥网络潜力。
3.2 移动互联网的关键技术
3.2.1 SOA 面向服务架构的基本概念。
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。
3.2.2 Web2.0 的含义。
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。
3.2.3 HTML5 的新特性。
智能表单绘图画布多媒体地理定位数据存储多线程3.2.4 Android 的系统架构。
系统内核硬件抽像层中介软件安全权限机制3.2.5 iOS 的系统架构。
UI层: 主要有SpringBoard、Spotlight等UI交互界面应用框架层:主要有 Cocoa Touch核心框架层:主要有OpenGL、Quartz等图形、多媒体组件Darwin:操作系统核心,包括XNU内核和UNIX shell3.3 移动互联网的应用领域
3.3.1 移动互联网在金融服务、电子政务、娱乐等领域的应用。
电子银行,网上政务,各种手机游戏
移动游戏、信息点播、掌上理财、旅行服务、移动办公
手机游戏、移动音乐、移动IM、手机视频、手机支付
3.3.2 移动互联网未来发展趋势。
积极推动移动通信网络的发展与升级加大互联网信息安全的监管与保护加大信息共享力度,推动信息化建设4.云计算技术
4.1 云计算概述
4.1.1 云计算的基本概念。
云计算(cloud computing)是分布式计算的一种,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。
4.1.2 云计算产生的历史背景。
简单:
企业需要高算力但成本过高,从而诞生云计算
完整:
对于一家企业来说,一台计算机的运算能力是远远无法满足数据运算需求的,那么公司就要购置一台运算能力更强的计算机,也就是服务器。而对于规模比较大的企业来说,一台服务器的运算能力显然还是不够的,那就需要企业购置多台服务器,甚至演变成为一个具有多台服务器的数据中心,而且服务器的数量会直接影响这个数据中心的业务处理能力。除了高额的初期建设成本之外,计算机的运营支出中花费在电费上的金钱要比投资成本高得多,再加上计算机和网络的维护支出,这些总的费用是中小型企业难以承担的,于是云计算的概念便应运而生了。
4.1.3 云计算的优势。
虚拟化技术。动态可扩展。按需部署。灵活性高。可靠性高。性价比高。可扩展性。4.2 云计算的关键技术
4.2.1 分布式计算的概念及特点。
概念:
分布式计算将该应用分解成许多小的部分,分配给多台计算机进行处理。这样可以节约整体计算时间,大大提高计算效率。
特点:
1、稀有资源可以共享。
2、通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载。
3、可以把程序放在最适合运行它的计算机上。
其中,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。
4.2.2 虚拟化技术的概念及特点。
概念:
计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU 并行,允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。
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。
4.2.3 存储技术的概念及特点。
云存储 云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新概念。它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储不是存储,是服务。特点:非常经济,建设周期短,节约人力4.3 云计算的技术应用
4.3.1 公有云、私有云、混合云。
公有云:通常指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,可能是免费或成本低廉的,公有云的核心属性是共享资源服务。私有云(Private Clouds):是为一个客户单独使用而构建的,因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。混合云:融合了公有云和私有云4.3.2 IaaS、PaaS、SaaS。
IaaS(Infrastructure as a Service),即基础设施即服务。指把IT基础设施作为一种服务通过网络对外提供,并根据用户对资源的实际使用量或占用量进行计费的一种服务模式。PaaS是(Platform as a Service)的缩写,是指平台即服务。 把服务器平台作为一种服务提供的商业模式,通过网络进行程序提供的服务称之为SaaS(Software as a Service),是云计算三种服务模式之一, 而云计算时代相应的服务器平台或者开发环境作为服务进行提供就成为了PaaS(Platform as a Service)。SaaS,是Software-as-a-Service的缩写名称,意思为软件即服务,即通过网络提供软件服务。4.3.3 AWS、Google、阿里云、华为云、腾讯云等国内外主流云服务提供平台。(X)
语文不好看不懂问什么,有朋友知道的话可以说一下。
5.大数据技术
5.1 大数据概述
5.1.1 大数据产生背景与基本概念、主要特性。
背景:信息技术进步、云计算技术的兴起、数据资源化的趋势基本概念:
大数据(big data),或称巨量资料,指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具,在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。主要特征:
容量(Volume):数据的大小决定所考虑的数据的价值和潜在的信息;
种类(Variety):数据类型的多样性;
速度(Velocity):指获得数据的速度;
可变性(Variability):妨碍了处理和有效地管理数据的过程。
真实性(Veracity):数据的质量。
复杂性(Complexity):数据量巨大,来源多渠道。
价值(value):合理运用大数据,以低成本创造高价值。
或
3V:volume(数量),varity(种类,多样性),Velocity(速度)
或
四维度:大体量(volume),多样性(variety),时效性(velocity),大价值(value)
5.1.2 大数据的发展历程。
1.大数据时代的大数据人工管理形式
2.大数据时代的大数据的文件管理形式
3 .大数据时代的大数据库管理形式
5.1.3 大数据与云计算、人工智能技术的关系。
通过物联网产生、收集海量的数据存储于云平台,再通过大数据分析,甚至更高形式的人工智能为人类的生产活动,生活所需提供更好的服务。
5.2 大数据的关键技术
5.2.1 Hadoop、MapReduce、NoSQL 等技术基本功能。
Hadoop:
是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下,开发分布式程序,充分利用集群的威力进行高速运算和存储,
MapReduce:
1.数据划分和计算任务调度:
2.数据/代码互定位:
3.系统优化:
4.出错检测和恢复:
NoSQL:
泛指非关系型的数据库
5.2.2 爬虫、清洗等技术基本概念及常用工具认知。
爬虫:是一种按照一定的规则,自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。清洗:
数据清洗是指发现并纠正数据文件中可识别的错误的最后一道程序,包括检查数据一致性,处理无效值和缺失值等。集成:
数据集成是把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中,从而为企业提供全面的数据共享。转换:
数据转换 data transfer,是将数据从一种表示形式变为另一种表现形式的过程。归约
数据归约是指在尽可能保持数据原貌的前提下,最大限度地精简数据量采集工具:
1.Chukwa
2.Flume
3.Scribe
4.Kafka
5.2.2 大数据分析、挖掘、可视化技术基本概念。
大数据分析:是指对规模巨大的数据进行分析。数据挖掘:
是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程。数据可视化:
主要旨在借助于图形化手段,清晰有效地传达与沟通信息
5.3 大数据主要应用领域
5.3.1 大数据在农业、工业互联网、服务业等领域的典型应用。
农业:农业大数据将广泛应用于农业领域,通过搜集、存储、分析农业育种、栽培、病虫害、气候、土壤、经济各领域的数据,对农业大环境和经济需求的预测,帮助农业工作者做出前瞻性的决策,提高农业工作者的收入,最大限度地规避风险。工业互联网:
提升机械设备性能:大数据使机械设备更加智能化、自动化。大数据也越来越多地应用于优化业务流程,比如供应链或配送路径优化。通过定位和识别系统来跟踪货物或运输车辆,并根据实时交通路况数据优化运输路线。服务业:
这是大数据目前最广为人知的应用领域。很多企业热衷于社交媒体数据、浏览器日志、文本挖掘等各类数据集,通过大数据技术创建预测模型,从而更全面地了解客户以及他们的行为、喜好。
5.3.2 大数据未来发展趋势。
探索新的大数据技术、开发新的工具与服务,努力将“信息过载”转换成“信息优势”。
趋势一:物联网趋势二:智慧城市、趋势三:增强现实(AR)与虚拟现实(VR)、趋势四:区块链技术、趋势五:语音识别技术、趋势六:人工智能(AI)趋势七:数字汇流
6.人工智能技术
6.1 人工智能概述
6.1.1 人工智能的基本概念。
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、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。
6.1.2 人工智能的基本原理。
工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。
6.1.3 人工智能发展历程。
1956年夏季,以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会,共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题,并首次提出了“人工智能”这一术语,它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。IBM公司“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。从1956年正式提出人工智能学科算起,50多年来,取得长足的发展,成为一门广泛的交叉和前沿科学。总的说来,人工智能的目的就是让计算机这台机器能够像人一样思考。如果希望做出一台能够思考的机器,那就必须知道什么是思考,更进一步讲就是什么是智慧。什么样的机器才是智慧的呢?科学家已经作出了汽车,火车,飞机,收音机等等,它们模仿我们身体器官的功能,但是能不能模仿人类大脑的功能呢?到目前为止,我们也仅仅知道这个装在我们天灵盖里面的东西是由数十亿个神经细胞组成的器官,我们对这个东西知之甚少,模仿它或许是天下最困难的事情了。当计算机出现后,人类开始真正有了一个可以模拟人类思维的工具,在以后的岁月中,无数科学家为这个目标努力着。如今人工智能已经不再是几个科学家的专利了,全世界几乎所有大学的计算机系都有人在研究这门学科,学习计算机的大学生也必须学习这样一门课程,在大家不懈的努力下,如今计算机似乎已经变得十分聪明了。例如,1997年5月,IBM公司研制的深蓝(DEEP BLUE)计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕洛夫(KASPAROV)。大家或许不会注意到,在一些地方计算机帮助人进行其它原来只属于人类的工作,计算机以它的高速和准确为人类发挥着它的作用。人工智能始终是计算机科学的前沿学科,计算机编程语言和其它计算机软件都因为有了人工智能的进展而得以存在。3月4日,十三届全国人大二次会议举行新闻发布会,大会发言人张业遂表示,已将与人工智能密切相关的立法项目列入立法规划 [4] 。6.2 人工智能技术分类
6.2.1 深度学习的概念,常用算法。
概念:
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。 深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。
常用算法:
典型的深度学习模型有
卷积神经网络( convolutional neural network)、
深度信任网络模型(DBN)、
堆栈自编码网络(stacked auto-encoder network)模型等
6.2.2 自然语言处理的概念。
自然语言处理( Natural Language Processing, NLP)是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向。它研究能实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法
6.2.3 计算机视觉的概念。
计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学,更进一步的说,就是是指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。
6.2.4 数据挖掘的概念,常用算法。
概念:数据挖掘是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程。常用算法:
▪ 神经网络法
▪ 决策树法
▪ 遗传算法
▪ 粗糙集法
▪ 模糊集法
▪ 关联规则法
6.3 人工智能主要应用领域
6.3.1 腾讯、阿里、华为、科大讯飞等国内常用人工智能平台。
依托百度公司建设自动驾驶国家新一代人工智能开放创新平台,
依托阿里云公司建设城市大脑国家新一代人工智能开放创新平台,
依托腾讯公司建设医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台,
依托科大讯飞公司建设智能语音国家新一代人工智能开放创新平台。
6.3.2 人工智能在智能家居、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。
智能家居领域:标准化产品,服务和应用程序,例如智能家居硬件,智能网络,服务平台,智能软件,促进智能家居产品的互联,并有效改善智能家居在照明,监控,娱乐,健康,教育,信息,安全, 等。用户体验。智能交通:
由于有了对地图数据、车辆数据进行的智能分析,从而能够在城市全局上智能地调节红绿灯,成功将车辆通行速度最高提升了11%智能制造领域:
标准化工业制造中信息感知,自主控制,系统协调,个性化定制,检查和维护以及过程优化的技术要求。智能医疗领域:
专注。疗数据,医疗诊断,医疗服务,医疗监督等方面,着重规范人工智能医疗在数据采集,数据隐身管理等方面的应用,包括医疗数据特征表示,人表达能医疗质量评估等标准。智能金融领域:
标准化在线支付,融资信贷,投资咨询,风险管理,大数据分析和预测,数据安全性和其他应用技术,以帮助改善信贷调查,产品定价,金融资产投资研究,客户付款方式,投资咨询,客户 服务和其他服务能力。智能教育领域:
规范新教学体系中与教学管理全过程有关的人工智能应用,建立以学习者为中心的教学服务,实现日常教育和终身教育的个性化。智能业务领域:
主要通过复杂的应用场景来标准化商业智能领域,包括服务模型的分类和管理,业务数据的智能分析以及相应推荐引擎系统架构的设计要求智能能源领域。 在能源开发利用,生产和消费的全过程中,对集成智能应用进行标准化,包括能源系统的自组织,自检,自平衡和自优化。
6.3.3 人工智能未来发展趋势。
类脑智能、认知智能、混合增强智能是重要发展方向。
7.区块链
7.1 区块链概述
7.1.1 区块链基本概念。
区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲,它是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。
7.1.2 区块链技术基础、技术特点及价值。
基础: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技术特点:去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。开放性。区块链技术基础是开源的,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,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法),整个区块链系统不依赖其他第三方,所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据,不需要任何人为的干预 。安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,这使区块链本身变得相对安全,避免了主观人为的数据变更。匿名性。除非有法律规范要求,单从技术上来讲,各区块节点的身份信息不需要公开或验证,信息传递可以匿名进行 。价值:
作为所有交易的公共账簿
7.1.3 区块链的发展历程。
由中本聪第一次提出了区块链的概念 ,在随后的几年中,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。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器,区块链数据库能够进行自主管理。为比特币而发明的区块链使它成为第一个解决重复消费问题的数字货币。比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。,"区块链2.0”成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。
对这个第二代可编程区块链,经济学家们认为它是一种编程语言,可以允许用户写出更精密和智能的协议 。因此,当利润达到一定程度的时候,就能够从完成的货运订单或者共享证书的分红中获得收益。区块链2.0技术跳过了交易和“价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构”。它们被用来使人们远离全球化经济,使隐私得到保护,使人们“将掌握的信息兑换成货币”,并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。第二代区块链技术使存储个人的“永久数字ID和形象”成为可能,并且对“潜在的社会财富分配”不平等提供解决方案 。1月20日,中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值,并表示央行在探索发行数字货币。
中国人民银行数字货币研讨会的表达大大增强了数字货币行业信心。这是继12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知之后,第一次对数字货币表示明确的态度。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 。如今,比特币仍是数字货币的绝对主流,数字货币呈现了百花齐放的状态,常见的有bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin,除了货币的应用之外,还有各种衍生应用,如以太坊Ethereum、Asch等底层应用开发平台以及NXT,SIA,比特股,MaidSafe,Ripple等行业应用。
7.2 典型区块链技术介绍
7.2.1 以太坊技术框架。
以太坊的架构是分层的架构,分应用层和基础设施层。
Dapp、移动钱包、浏览器钱包等是应用层的内容,主要是对公司业务的逻辑封装。基础设施层,包含了区块链的基础功能,账户管理、区块链管理、智能合约。它提供接口给到应用层访问,封装了区块链的操作细节。
7.2.2 超级账本 Fabric 技术框架。
它由多个区块构成了一个有时序的链表,而每个区块里含有多条交易trasaction(缩写为tx)构成的链表。
7.3 区块链主要应用领域
7.3.1 区块链在金融、供应链、保险、慈善、教育就业等行业的应用。
金融:
比如Visa推出基于区块链技术的 Visa B2B Connect,它能为机构提供一种费用更低、更快速和安全的跨境支付方式来处理全球范围的企业对企业的交易。
供应链:
建立在区块链上的供应链云管理平台能够实现对物品、物链码、上下游、智能合约以及安全的全方位管理,还能够提供一系列的行业应用支撑服务。
在区块链上,消费者不仅可以查看产品的静态属性信息,还可以查看产品从生产商到经销商再到终端消费者的 中转运输流程——消费者只需从智能手机上就可以了解到沿途每一步的信息更新。
保险领域
在保险理赔方面,保险机构负责资金归集、投资、理赔,往往管理和运营成本较高。通过智能合约的应用,既无需投保人申请,也无需保险公司批准,只要触发理赔条件,实现保单自动理赔。
慈善领域
区块链上存储的数据,高可靠且不可篡改,天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息,如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等,均可以存放于区块链上,并且有条件地进行透明公开公示,方便社会监督。
教育:
利用区块链系统透明化、数据不可篡改等特征,完全适用于学生征信管理、升学就业、学术、资质证明、产学合作等方面。
就业:
个人简历验证,解决工作经历、学历、证书造假
企业HR节省背调时间及成本,缩短招聘流程,提升招聘效率
降低企业招聘成本
帮助员工建立个人职业信用(声誉系统)
7.3.2 区块链发展趋势。
一、区块链行业应用加速推进,从数字货币向非金融领域渗透扩散。
二、企业应用是区块链的主战场,联盟链和私有链将成为主流方向。
三、催生多样化的技术方案,区块链性能将不断得到优化。
四、区块链与云计算的结合越发紧密。云计算是大势所趋。
五、区块链安全问题日益凸显,安全防护需要技术和管理全局考虑。
六、区块链的跨链需求增多,互联互通的重要性凸显。
七、区块链竞争日趋激烈,专利争夺成为竞争重要领域。
八、区块链投资持续火爆,代币众筹模式累积的风险值得关注。
九、区块链技术的成熟,为提高监管有效性提供帮助。
十、区块链技术的标准化、规范化、开源化的重要性日趋凸显。
五、考试形式和试卷结构
(一)考试形式
闭卷、笔试。
(二)试卷满分及考试时间
专业综合基础理论满分 150 分。考试时间 100 分钟。
(三)试卷内容结构
(1)课程 A
约 60%
(2)课程 B
约 40%