模块1　新一代信息技术概述

1.1　信息 .............................................................2

1.1.1　信息的概念 ........................................ 2

1.1.2　信息的特征 ........................................ 3

1.1.3　信息的处理 ........................................ 4

1.2　信息技术 ....................................................6

1.2.1　信息技术的概念 ............................... 6

1.2.2　信息技术的关键技术 ....................... 6

1.2.3　信息技术的发展 ............................. 10

1.3　新一代信息技术 .....................................12

1.3.1　现代通信技术 ................................. 12

1.3.2　物联网 .............................................. 13

1.3.3　云计算 .............................................. 15

1.3.4　大数据 .............................................. 17

1.3.5　人工智能 .......................................... 19

1.3.6　区块链 .............................................. 22

1.3.7　虚拟现实 .......................................... 24

拓展阅读 ...........................................................26

课后练习 ...........................................................27

模块2　程序设计基础

2.1　程序与程序设计 .....................................30

2.1.1　程序的概念 ...................................... 30

2.1.2　程序设计流程 ................................. 30

2.1.3　程序设计方法 ................................. 32

2.1.4　程序开发环境 ................................. 34

2.1.5　算法 .................................................. 36

2.2　程序设计语言..........................................39

2.2.1　程序设计语言的定义 ..................... 39

2.2.2　程序设计语言的分类 ..................... 40

2.2.3　主流的程序设计语言 ..................... 47

拓展阅读 ...........................................................61

课后练习 ...........................................................61

模块3　现代通信技术

3.1　现代通信技术概述 .................................64

3.1.1　现代通信技术的概念 ..................... 64

3.1.2　现代通信技术的发展 ..................... 64

3.2　基础通信网络技术 .................................71

3.2.1　网络协议与标准化 ......................... 71

3.2.2　交换与路由技术 ............................. 72

3.2.3　数字信号处理 ................................. 73

3.2.4　调制与解调技术 ............................. 75

3.2.5　多址接入技术 ................................. 76

3.3　现代通信关键技术 .................................78

3.3.1　移动通信技术 ................................. 78

3.3.2　光纤通信技术 ................................. 80

3.3.3　卫星通信技术 ................................. 82

3.3.4 Wi-Fi技术 ........................................ 83

3.3.5　蓝牙技术 .......................................... 85

3.3.6　终端技术 .......................................... 86

拓展阅读 ...........................................................91

课后练习 ...........................................................91

模块4　物联网

4.1　物联网概述 ..............................................94

4.1.1　物联网的概念 ................................. 94

4.1.2　物联网的发展 ................................. 95

4.1.3　物联网的体系架构 ......................... 97

4.1.4　物联网的技术特征 ....................... 102

4.2　物联网的关键技术 ...............................103

4.2.1　感知层关键技术 ........................... 103

4.2.2　网络层关键技术 ........................... 105

4.2.3　应用层关键技术 ........................... 108

4.3　物联网的应用........................................111

4.3.1 物联网在智慧交通系统中的应用 ................................................ 111

4.3.2　物联网在智慧工业中的应用 ...... 113

拓展阅读 .........................................................114

课后练习 .........................................................115

模块5　云计算

5.1　云计算概述 ............................................118

5.1.1　云计算的概念 ............................... 118

5.1.2　云计算的发展历程 ....................... 119

5.1.3　云计算的分类 ............................... 120

5.1.4　云计算的特点 ............................... 123

5.1.5　云计算的体系架构 ....................... 125

5.1.6　云计算系统的组成 ....................... 128

5.2　云计算的关键技术 ...............................129

5.2.1　资源池技术 .................................... 129

5.2.2　数据中心技术 ............................... 131

5.2.3　虚拟化技术 .................................... 133

5.2.4　分布式存储技术 ........................... 134

5.2.5　超大规模资源管理技术 .............. 136

5.2.6　云计算平台管理技术 ................... 137

5.3　云计算平台 ............................................140

5.3.1 Google云计算平台 ....................... 140

5.3.2　阿里云计算平台 ........................... 143

5.3.3 OpenStack云计算平台 ................. 145

拓展阅读 .........................................................146

课后练习 .........................................................147

模块6　大数据

6.1　大数据概述 ............................................150

6.1.1　大数据的概念 ............................... 150

6.1.2　大数据的发展历程 ....................... 151

6.1.3　大数据的结构类型 ....................... 152

6.2　大数据的关键技术 ...............................154

6.2.1　数据采集 ........................................ 155

6.2.2　数据存储 ........................................ 158

6.2.3　数据处理 ........................................ 160

6.2.4　数据挖掘 ........................................ 162

6.2.5　数据分析与可视化 ....................... 164

6.3　大数据的应用........................................166

6.3.1　基于大数据的电子商务优化 ...... 166

6.3.2　其他大数据应用领域 ................... 169

拓展阅读 .........................................................173

课后练习 .........................................................174

模块7　人工智能

7.1　人工智能概述........................................176

7.1.1　人工智能的概念 ........................... 176

7.1.2　人工智能的发展历程 ................... 176

7.1.3　人工智能的流派 ........................... 178

7.2　人工智能的关键技术 ...........................180

7.2.1　机器学习 ........................................ 180

7.2.2　深度学习 ........................................ 185

7.2.3　计算机视觉 .................................... 188

7.2.4　自然语言处理 ............................... 191

7.2.5　知识图谱 ........................................ 194

7.3　人工智能的应用 ...................................197

7.3.1　智能机器人 .................................... 197

7.3.2　无人驾驶汽车 ............................... 201

拓展阅读 .........................................................204

课后练习 .........................................................205

模块8　信息安全

8.1　信息安全概述........................................208

8.1.1　信息安全的概念 ........................... 208

8.1.2　信息安全的基本属性 ................... 208

8.1.3　信息安全等级划分 ....................... 209

8.2　网络安全技术........................................211

8.2.1　边界防护技术 ............................... 211

8.2.2　身份认证技术 ............................... 218

8.2.3　访问控制技术 ............................... 220

8.2.4　网络攻击防范技术 ....................... 222

8.3　数据安全技术........................................228

8.3.1　数据加密技术 ............................... 228

8.3.2　数据完整性保护机制 ................... 233

8.3.3　数字签名技术 ............................... 236

8.3.4　数字证书技术 ............................... 239

拓展阅读 .........................................................241

课后练习 .........................................................241

模块9　区块链

9.1　区块链概述 ............................................244

9.1.1　区块链的概念 ............................... 244

9.1.2　区块链的特征 ............................... 245

9.1.3　区块链的发展 ............................... 245

9.1.4　区块链的分类 ............................... 246

9.1.5　区块链的系统架构 ....................... 247

9.2　区块链的关键技术 ...............................249

9.2.1　共识算法 ........................................ 249

9.2.2　智能合约 ........................................ 251

9.3　区块链的应用........................................255

9.3.1　比特币 ............................................ 255

9.3.2　区块链在其他领域的应用 .......... 258

拓展阅读 .........................................................260

课后练习 .........................................................260

参考答案 .......................................................262

参考文献 .......................................................264

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