2020年專升本計算機大綱原文： 掌握雲計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術的基本概念，瞭解新一代信息技術的應用及其發展趨勢。現在根據新大綱把相關內容補充，供大家參考學習。以下是補充內容：新一代信息技術:新一代信息技術分為六個方面，分別是下一代通信網絡、物聯網、三網融合、新型平板電腦顯示、高性能集成電路和以雲計算為代表的高端軟件。新一代信息技術，不只是指信息領域的一些分支技術。如集成電路、計算機、無線通信等的縱向升級，更主要的是指信息技術的整體平臺和產業的代際變遷。

1. 雲計算：

通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統，並藉助先進的商業模式把這個強大的計算能力提交給終端用戶。

雲計算是分佈式計算（Distributed Computing）、並行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）、網絡存儲（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負載均衡（Load Balance）等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物。

雲計算由一系列可以動態升級和被虛擬化的資源組成，這些資源被所有云計算的用戶共享並且可以方便地通過網絡訪問，用戶無需掌握雲計算的技術，只需要按照個人或者團體的需要租賃雲計算的資源。

在 80 年代網格計算，90 年代公用計算，21 世紀初虛擬化技術、SOA、SaaS 應用的支撐下， 雲計算作為一種新興的資源使用和交付模式逐漸為學界和產業界所認知。中國雲發展創新產業聯盟評價雲計算為“信息時代商業模式上的創新”。

說明：

• 雲計算是分佈式處理、並行處理和網格計算的發展，計算機科學的商業化。
• “雲”就是計算機群，每一群包括了幾十萬臺甚至上百萬臺計算機，其中的計算機可以隨時更新，保證“雲”長生不老。
• 雲存儲：以數據存儲和管理為核心的雲計算系統。

2. 大數據

大數據具體指無法在一定時間範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。

特點：大量（Volume）、高速（Velocity）、多樣（Variety）、低價值密度（Value）、真實性（Veracity）。

現代城市中的智能電網、智慧交通、智慧醫療、智慧環保、智慧城市等都依託於大數據，大 數據是智慧的核心能源。處理大數據需要特殊的技術，包括大規模並行處理數據庫、數據挖 掘、分佈式文件系統、分佈式數據庫、雲計算平臺、互聯網和可擴展的存儲系統等。大數據 技術的戰略意義不在於掌握龐大的數據信息，而在於對這些含有意義的數據進行專業化處理， 為人類創造更多價值。

3. 物聯網（The Internet of things）

顧名思義，“物聯網就是物物相連的互聯網”，其核心和基礎仍是互聯網，是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。

說明：

• 可以認為物聯網是業務和應用。
• 物聯網的發展前景將超過計算機、互聯網、移動通信等傳統 IT 領域。

4. 人工智能（AI，Artificial Intelligence）

【課本第一章有涉及】

是研究怎樣讓計算機做一些通常認為需要智能才能做的事情，又稱機器智能，人工智能是用計算機模擬人類的某些智力活動。

人工智能讓計算機有更接近人類的思維和智能，實現人機交互，能夠聽懂人們說話，看懂人們的表情，能夠進行人腦思維。

主要研究內容包括：

專家系統：是一個或一組能在某些特定領域內，應用大量的專家知識和推理方法求解複雜問題的一種人工智能計算機程序。研究目標是模擬人類專家的推理思維過程，將領域專家的知識和經驗，用一種知識表達模擬存入計算機，系統對輸入的事實進行推理，做出判斷和決策。專家系統通常由人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數據庫、知識獲取部分構成。

5. 區塊鏈

• 狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構， 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分佈式賬本。
• 廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分佈式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分佈式基礎架構與計算方式。

總之，區塊鏈是分佈式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。

國家互聯網信息辦公室 2019 年 1 月 10 日發佈《區塊鏈信息服務管理規定》，自 2019 年 2月 15 日起施行。

區塊鏈的架構模型

一般說來，區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。

• 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技術；
• 網絡層則包括分佈式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；
• 共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法；
• 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；
• 合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；
• 應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。

區塊鏈的基本特性

• 去中心化：由於使用分佈式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機構，任意節點的權利和義務都是均等的，系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。
• 開放性：系統是開放的，除交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人公開，任何人都可通過公開的接口查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。
• 自治性：區塊鏈採用基於協商一致的規範和協議（比如一套公開透明的算法）使得整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全的交換數據，使得對“人”的信任改成了對機器的信任，任何人為的干預不起作用。
• 信息不可篡改：一旦信息經過驗證並添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統中超過 51%的節點，否則單個節點上對數據庫的修改是無效的，因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。
• 匿名性：由於節點之間的交換遵循固定的算法，其數據交互是無需信任的（區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效），因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任，對信用的累積非常有幫助。

區塊鏈的分類

區塊鏈目前分為以下三類：

1.公有區塊鏈（Public Block Chains）：世界上任何個體或者團體都可以發送交易，且交易能夠獲得該區塊鏈的有效確認，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，世界上有且僅有一條該幣種對應的區塊鏈。

2.行業區塊鏈（Consortium Block Chains）：由某個群體內部指定多個預選的節點為記賬人，每個塊的生成由所有的預選節點共同決定（預選節點參與共識過程），其他接入節點可以參與交易，但不過問記賬過程(本質上還是託管記賬，只是變成分佈式記賬，預選節點的多少，

如何決定每個塊的記賬者成為該區塊鏈的主要風險點），其他任何人可以通過該區塊鏈開放的 API 進行限定查詢。

3.私有區塊鏈（private Block Chains）：僅僅使用區塊鏈的總賬技術進行記賬，可以是一個公司，也可以是個人，獨享該區塊鏈的寫入權限，本鏈與其他的分佈式存儲方案沒有太大區別。

區塊鏈的應用範圍

1.藝術行業

藝術家們可以在使用區塊鏈技術來聲明所有權，發行可編號，限量版的作品，可以針對任何類型藝術品的數字形式。它甚至還包括了一個交易市場，藝術家們可以通過他們的網站進行買賣，而無需任何中介服務。

2.法律行業

3.開發行業

當在區塊鏈上存儲數據過大的時候能夠將數據存儲在比特流的網絡上。

4.房地產行業

讓整個產業鏈流程變得更加現代化，解決每個人在參與房地產面臨的各種問題，包括命名過程，土地登記，代理中介等。

5.物聯網

通過區塊鏈各方可以獲得一個透明可靠的統一信息平臺，可以實時查看狀態，降低物流成本， 追溯物品的生產和運送整個過程，從而提高供應鏈管理的效率。當發生糾紛時，舉證和追查也變得更加清晰和容易。

6. 保險行業

保險行業雖然對於區塊鏈技術的參與相對比較保守，但在學術領域一直在進行積極的探索和研究。利用區塊鏈技術，從數據管理的角度切入，能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監督。

7.教育行業

學校的管理將全部依託於區塊鏈平臺進行，區塊鏈技術將用於監管合同、學費支付，並記錄學生的學術成就和學分。一旦學生修滿學分，便可獲得學位證書。

僅供學習參考

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