信管知識梳理（四）新一代信息技術介紹

新一代信息技術產業包括：大數據、雲計算、互聯網+、物聯網、智慧城市等是新一代信息技術與信息資源充分利用的全新也態，是信息化發展的主要趨勢，也是信息系統集成行業今后面臨的主要業務范疇。

一、物聯網（The Internet of Things）

物聯網指通過信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

1.1 物聯網概念定義

物聯網主要解決物品與物品（Thing to Thing， T2T）、人與人（Human to Human，H2H）和人與物（Human to Thing，H2T）之間的互連。主要包括這兩層意思：

• 物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡
• 物聯網是把用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間的信息交換和通信

1.2 物聯網整體架構

物聯網從整體架構可以分為感知層、網絡層和應用層：

1. 感知層：感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源，是實現物聯網全面感知的核心能力。它由各種傳感器組成，包括濕溫度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等等。
2. 網絡層：由各種網絡，包括互聯網、廣電網、網絡管理系統和雲計算平台等組成，是整個物聯網的中樞。負責傳遞和處理感知層獲取的信息。
3. 應用層：是物聯網發展的根本目標，將物聯網技術與行業信息化需求相結合，實現物聯網的智能應用。

1.3 物聯網中的技術

物聯網應用中主要有兩項關鍵技術：傳感器技術和嵌入式技術

1. 傳感器（Senor）:是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，其主要作用是將模擬信號轉換成數字信號。

   • 射頻識別（RFID技術），是物聯網中使用的一種傳感器技術，可通過無線電信號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。(RFID)具有遠距離讀取、高存儲容量、成本高、可同時被讀取、難復制、可工作於各種惡劣環境
   • 條形碼：容量小、成本低、容易被復制、構造簡單、靈活使用等特點

2. 嵌入式技術：是綜合計算機軟硬件、傳感器技術、 集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。如果將物聯網用人體做一個簡單比喻，傳感器相當於人的眼睛、鼻子、皮膚等感官；網絡就是神經系統，用來傳遞消息；嵌入式系統則是人的大腦，在接收到信息后要進行分類處理

二、雲計算（Cloud Computing）

是一種基於互聯網的計算方式，通過這種方式，在網絡上配置為共享的軟件資源、計算資源、存儲資源和信息資源可以按需求提供給網上終端設備和用戶。

2.1 雲計算概念定義

雲計算通常通過互聯網來提供動態易擴展而且經常是虛擬化的資源，並且計算能力也可作為一種資源通過互聯網流通。

雲計算通常有以下特點：

• 寬帶網絡連接；
• 快速、按需、彈性的服務；
• 客戶端可以根據需求，動態申請計算、存儲和應用服務，在降低硬件、開發和運維成本的同時，大大擴展了客戶端的處理能力

2.2 雲計算的服務架構層次

從對外提供的服務能力方面來看，雲計算的架構可分為基礎設施即服務（IaaS）、平台即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）：

1. IaaS：向用戶提供計算機能力、存儲空間等基礎設施方面的服務。這種方式需要較大的基礎設施投入和長期運營。比如亞馬遜雲、騰訊、阿里雲等等提供的雲服務器
2. PaaS：向用戶提供虛擬的操作系統、數據庫管理系統、Web應用等平台化的服務。比如有微軟的 Azure、Google App Engine、阿里的 Aliyun Cloud Engine等
3. SaaS：向用戶提供應用軟件（比如CRM、辦公軟件等）、組件、工作流等虛擬化軟件的服務，SaaS采用Web技術和SOA架構，通過Internet向用戶提供多租戶、可定制的應用能力，大大縮短了軟件產業的渠道鏈條，減少了軟件升級、定制和運行維護的復雜程度，並使軟件提供商從軟件產品的生產者變為應用服務的運營者。比如國內的金蝶精斗雲、用友好會計、國外的Saleforce等。

三、大數據（Big data）

指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。

1. 數據之和的價值遠遠大於各數據價值的和
2. 是以容量大、類型多、存取速度快、應用價值高為主要特征的數據集合
3. 大數據分析相比於傳統的數據倉庫應用，具有數據量大、查詢分析復雜等特點

3.1 大數據的特點

大數據具有這五V特點：

1. 大量（Volume）：數據體量巨大PB、EB
2. 多樣（Variety）：數據類型繁多，有結構化和非結構化數據
3. 價值（Value）：大數據具有較高的價值，但是更多的價值還有待於算法去提取
4. 高速（Velocity）：處理速度快
5. 真實性（Veracity）：數據來自於各種、各類信息系統網絡以及網絡終端的行為或痕跡

3.2 大數據關鍵技術

大數據有這三種關鍵技術：大數據存儲管理技術、大數據並行分析技術和大數據分析技術

1. 大數據存儲管理技術：Hadoop分布式文件系統HDFS、谷歌文件系統GFS
2. 大數據並行分析技術：開源分布式並行計算技術Apache HadoopMapReduce 大數據計算軟件平台
3. 大數據分析技術：對非結構化數據和結構化數據的分析

3.3 大數據應用

1. 大數據征信：支付寶的芝麻信用
2. 大數據風控：多頭貸款監控
3. 大數據消費金融：百度金融、阿里花唄、騰訊微粒貸
4. 大數據財富管理：余額寶
5. 大數據疾病預測：利用搜索數據

四、移動互聯網

將移動通信與互聯網二者結合一起而形成，用戶可以通過移動終端來對因特網上的信息進行訪問，並獲取一些所需要的信息。

4.1 移動互聯網的特點

1. 終端移動性：便於用戶隨身攜帶和隨時使用
2. 業務使用的私密性：所使用的內容和服務更私密，比如手機支付業務
3. 終端和網絡的局限性：網絡方便受到無線網絡能力因素限制；終端能力方面受到終端大小、處理能力、電池容量等的限制
4. 業務與終端、網絡的強關聯：業務內容和形式也需要適合特定的網絡技術規格和終端類型

五、人工智能

人工智能研究使得計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理等）其實際應用有：機器視覺、指紋識別，人臉識別，專家系統和博弈等等

六、區塊鏈

區塊鏈的本質是不可篡改和不可偽造的分布式賬本，是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等的新型應用模式。源自比特幣

6.1 區塊鏈概念

1. 分布式賬本：交易記賬有分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，不同於傳統的中心化記賬方案，沒有任何一個節點可以單獨記錄賬單。同時也保證了賬目數據的安全性
2. 非對稱加密和授權技術：交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私
3. 共識機制：只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄
4. 智能合約：可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款
5. 公有鏈：任何人都可以參與其共識過程。公有區塊鏈是最早的區塊鏈，也是目前應用最廣泛的區塊鏈，各大bitcoins系列的虛擬數字貨幣均基於公有區塊鏈
6. 私有鏈：嚴格限制參與節點，提供安全、可追溯、不可篡改、自動執行的運算平台，可以同時防范來自內部和外部對數據的安全攻擊。屬於許可鏈
7. 聯盟鏈：由聯盟（如行業聯盟）指定多個預選的節點為記賬人。屬於許可鏈

6.1 區塊鏈系統

1. 應用層：封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例
2. 合約層：封裝各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎
3. 激勵層：將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等
4. 共識層：封裝網絡節點的各類共識算法
5. 網絡層：包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等
6. 數據層：封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法