資源簡介

8.信息系統
一、信息系統概述
1.信息技術（IT）
（1）概念
1)信息技術是指獲取、傳輸、存儲、加工和表達信息的各種技術總和。
2)信息技術主要包括計算機技術、計算機網絡技術，也包括了電視、電話等相關通信技術。
（2）信息技術的發展歷史
時期 標志
前機械時期(公元前3000年—公元1450年) 楔形文字、甲骨文、希臘字母、羅馬字母、竹簡、造紙術
機械時期(1450—1840) 活字印刷、計算尺、加法器、菜布尼茨計算器
電子機械時期(1840—1940) 電報、電話、收音機
電子化時期(1940—今 ) 通用計算機、商用計算機
（3）信息技術促進社會進步
1)個人計算機的普及大大推動個人和行業的工作效能，促使行業改變手工操作的工作
2)互聯網的發展與全球化連接促使人類擺脫時間和空間約束.獲得更大的通信自由。
3)信息技術正在以數據為核心走向新的發展形態，基于大數據的共享享經濟和智能系統的深度學習,正快速改變著產業結構和生活方式。
2.信息系統
（1）信息系統的概念
1)信息系統：由硬件、軟件設施、通信網絡、數據和用戶構成的人機交互系統。
2)本質：一個工作系統，是通過對信息的采集、傳遞、存儲、檢索、操控和顯示而實現的工作系統
3)舉例：網上預約掛號系統辦公自動化系統、網絡學習平臺、電子商務系統。
3.信息系統的組成
組成部分 簡介
硬件 包括計算機硬件、移動終端硬件和通信網絡設備等
軟件 包括系統軟件和應用軟件
數據 有組織的數據是信息系統的重要資源。信息系統能夠采集信息、分析信息、加工信息。 數據—[加工]—信息—[數字化]—數據—[存儲、傳輸]—數據庫
通信網絡 通信網絡是指用于通信的信息發送、接收、轉換和傳輸的設施，如無線、有線、光纖、衛星數據通信設施以及電話電報、傳真、電視等設備。
用戶 信息系統中的用戶范圍很廣。如信息系統的使用者計算機和非計算機設備的操作與維護人員程序設計員數據庫管理員、系統分析員信息系統的管理人員及人工收集、加工、傳輸信息的有關人員等。
4.信息系統的功能
功能 簡述
數據收集和輸人功能 信息系統的首要任務是把數據收集并記錄下來，整理成信息系統要求的格式和形式。
數據存儲功能 當數據達到一定的數量后，形成數據集合，實際上就形成了“數據倉庫”
數據傳輸功能 為了收集和使用信息，需要把信息從一個子系統傳送到另一個子系統，即數據通信
數據加工處理功能 包括從簡單的查詢、排序、合并、計算到復雜的經濟模型的優化計算、統計分析、預測決策等
數據輸出功能 對加工處理后的數據，根據不同的需要，以不同的形式和格式向不同的通信端口輸出
數據查詢功能 信息系統具有各種查詢功能用戶可以進行單項查詢、組合查詢和模糊查詢。查詢功能既可以實現本地信息的查詢，也可以通過網絡系統實現遠程信息的查詢
校園一卡通系統功能舉例
序號 功能類別 功能舉例
1 數據收集和輸人功能 管理員收集學生的姓名、學籍、班級等信息，并輸入系統
2 數據存儲功能 系統存儲了歷年的學生信息，以及這些學生的考勤、消費等詳細記錄
3 數據查詢功能 管理員輸人學生姓名，可以查看這個學生的信息和考勤、消費等記錄
5.信息系統應用分類
分類依據 類別
系統的規模 簡單系統、復雜系統
技術發展的階段 數據處理系統、管理信息系統、決策信息系統
不同的應用領域 通用信息系統、醫療保健信息系統、學校管理信息系統、銀行信息系統、地方政府信息系統
6.信息系統的優勢和局限性
優勢 局限性
規范工作流程，提高工作效率 (2)跨越時空限制，服務隨時隨處 (3)基于數據分析，支持科學決策 (4)便捷保存數據，利于共享追蹤 (1)對外部環境有依賴性 (2)本身有安全隱患: (3)技術門檻可能加劇數字鴻溝
7.信息社會的基本內涵
（1）信息社會是以人為本的。
（2）信息社會是可持續發展的。
（3）信息社會是以信息和知識作為重要資源的。
8信息社會的主要特征
信息經濟 (1)信息經濟是信息社會最基本的經濟形態，也是決定信息社會發展水平高低的重要因素。 (2)信息經濟以創新為主要驅動力、如電商平臺。
網絡社會 主要表現在兩個方面：信息服務的可獲得性:社會發展的全面性
在線政府 充分利用現代信息技術，實現社會管理和公共服務的新型治理模式，如電子政務網站。①科學決策2公開透明;③高效治理④互動參與。
數字生活 (1)生活工具數字化；(2)生活方式數字化；(3)生活內容數字化
9.信息杜會的發展過程
（1）信息社會指數（ISI）——度量信息社會發展水平
1)概念:由信息經濟指數、網絡杜會指數、在線政府指數和數字生活指數分別以不同的權重計算而得出。
2)取值范圍:在0與1之間，值越高表明信息社會發展水平越高。
（2）中國信息社會的劃分階段
階段劃分 準備階段 發展階段
起步期 轉型期 初級階段 中級階段 高級階段
信息社會指數(ISI) 0.3以下 0.3~0.6 0.6~0.8 0.8~0.9 0.9以上
基本特征 信息技術初步應用 信息技術擴散加速，實效顯現 信息技術的影響逐步深化 經濟社會各領域都發生深刻變化 基本實現包容的社會
面臨問題 基礎設施跟不上需求 發展不平衡 互聯互通與實用性問題 包容性問題 技術突破與創新應用
主要任務 加快基礎設施建設，教育培訓 加快調整與改革，提升信息素質 改進體制機制 關注弱勢群體、實施普遍服務 鼓勵創新
二、計算機硬件組成
計算機系統由硬件系統與軟件系統（系統軟件與應用軟件）組成
硬件系統：由輸入設備、運算器、控制器、存儲器和輸出設備組成；
硬件 特征
輸入設備 輸入設備是向計算機輸入數據的設備，是人或外部與計算機進行交互的一種裝置，用于把原始的數據和處理這些數據的程序輸入到計算機中
輸出設備 輸出設備可將計算機的運算結果或者中間結果打印或顯示輸出
存儲器 主要功能是存放程序和數據。存儲器分為內部存儲器與外部存儲器。
中央處理器 計算機的運算器與控制器合在一起被稱為中央處理器（Central Processing Unit，CPU）
運算器 用于加工數據的部件，可以進行算術運算和邏輯運算。算術運算就是數的加、減、乘、除以及乘方、開方等數學運算。邏輯運算包括邏輯判斷和邏輯比較等。
控制器 計算機的控制部件，負責計算機各個部分自動、協調在工作。
中央處理器是計算機的核心部件，它的功能主要包括解釋計算機指令及處理計算機軟件中的數據，相當是人的大腦。
主板
計算機一般由主機、顯示器、鍵盤和鼠標組成，在主機中最重要的部件是主板，它將計算機中的各個部件緊密連接在一起，在主板上有中央處理器、內存條和適配器的插槽等,許多主板還同時集成了聲卡.顯卡和網卡等設備。
存儲設備
輸人輸出設備
輸人設備：鍵盤和鼠標，它們的主要功能是將程序和數據以機器能識別和接受的信息形式輸人計算機。
輸出設備：顯示器和打印機，它們的主要功能是將計算機處理的結果以人們能接受的信息形式輸出。
兼具輸人輸出功能的：主要有聲卡、網卡、光盤驅動器等。聲卡的功能是將聲音在數字信號和模擬信號問進行轉換，網卡是計算機與網線之間的接口,光盤驅動器是計算機用來讀寫光盤內容的設備。
其他輸人輸出設備
序號 名稱 輸入輸出設備 功能 序號 名稱 輸入輸出設備 功能
1 麥克風 輸入 聲音輸入 4 攝像頭 輸入 視頻輸入
2 掃描儀 輸入 圖像輸入 5 音箱 輸出 聲音輸出
3 繪圖板 輸入 圖像輸入 6 打印機 輸出 文字、圖像輸出
顯示系統
組成：顯卡和顯示器。
主要性能指標：分辨率與像索的色彩深度。
三、計算機的工作原理
1.計算機硬件的工作流程
如上圖所示，計算機接受指令后，由控制器指揮，從輸入設備采集數據，傳送到內存儲器進行存儲，再由控制器將需要參加運算的數據傳送到運算器，由運算器進行處理，處理后的結果保存在存儲器中，最后由輸出設備輸出。
2.計算機的工作原理
目前的大多數計算機采用“存儲程序式”體系結構，具有以下特點:
(1)“存儲程序式”的計算機內部采用二進制來表示指令和數據。
(2)在處理數據時必須先將數據和指令存人存儲器中，然后才能使計算機在工作時能夠自動地從存儲器中取出指令并加以執行。
(3)處理信息的一般步驟為：輸人、處理(運算與控制)、存儲和輸出。
四、計算機的性能指標
影響計算機的性能指標主要有CPU、存儲器、顯示系統、硬盤等硬件。
影響性能指標 具體體現
CPU
存儲器 (1)容量：大容量存儲器能夠大幅提高計算機的運算速度。 (2)速度：存儲器的讀寫速度能限制計算機的性能提升。
顯示系統 顯示器與顯卡
硬盤 容量 硬盤轉速：轉速越高，硬盤性能越好。 硬盤傳輸速率傳輸速率越高計算機性能越好。
其他指標：系統的兼容性、可靠性、可維護性等
五、計算機軟件
分類 定義 功能 常用系統
系統軟件 控制和協調計算機及外部設備，支持應用軟件開發和運行的軟件，負責管理計算機系統中的各種獨立的硬件，使得它們可以協調工作。 操作系統是最重要的系統軟件。 對計算機系統的全部軟硬件和數據資源進行統一控制、調度和管理，使得它們可以協調工作，便于使用者和其他軟件將計算機當作個整體而不需要顧及底層每個硬件如何工作的。 操作系統Windows、Mac OS、Linux、Unix等
應用軟件 利用計算機軟硬件資源為解決某一應用領域的某個實際問題而專門開發的軟件 滿足用戶在不同領域不同問題的應用需求，拓寬計算機的應用領域。 瀏覽器、QQ、微信、支付寶、Word、WPS、畫圖、Photoshop、Flash
六、移動終端的硬件與軟件、工作原理
1.移動終端的中央處理器
(1)常見的移動終端的中央處理器：蘋果、三星、高通、英特爾、英偉達、聯發科。
麒麟（Kirin）CPU是我國首款國產移動終端處理器。
(2)計算機、平板電腦、手機中CPU的特點
①計算機:運算能力超強,大多采用X86架構,功耗大。
②平板電腦:運算能力強,大多采用ARM架構,小尺寸功耗低。
③手機:運算能力一般，大多采用ARM架構，更小尺寸、功耗更低。
2.移動終端的操作系統：
安卓( Android)系統、蘋果IOS系統、Windows系統等
3.移動終端的工作原理：
（1）移動終端包括輸人、處理(運算與控制)、存儲、輸出四個部分,其工作原理與計算機基本相同。
（2）移動終端具備“移動性"和“智能性”:“智能性”主要基于傳感器的植人:“移動性”使一些與移動終端相關的應用在使用時有別于其在個人計算機上使用。
七、手機的性能指標
影響智能手機的主要性能指標有CPU、存儲和屏幕分辨率等。
主要性能指標 具體影響
CPU 跟計算機一樣,CPU也是手機的核心部件之一，直接關系到手機運行的快慢。 手機CPU有單核、雙核、四核、八核等，一般情況下核心數量越多性能越好。處理器主頻越高 智能手機具有越為流暢的程序運行表現和越為強悍的多任務處理能力。
RAM 類似于計算機中的“內存條”，越大越好，目前大小在GB級別。 智能手機實現多任務處理、復制和粘貼、運行大型游戲程序等非常依賴RAM
ROM 類似于計算機中的“硬盤”，采用靜態內存，越大越好，目前大小在GB級別
屏幕 手機屏幕的大小、分辨率直接關系到顯示的效果。 屏幕越大、分辨率越高、顯示蘊色越多，畫面效果越好。
八、信息系統與外部世界的聯系
1.聯系
2.應用
(1)天網監控系統中攝像頭作為采集圖像信息的圖像傳感器。
(2)火車站的閘機識別身份證信息完成檢票進站上車工作。
(3)微信智能鎖通過微信遠程控制門鎖的開與關。
(4)QQ物聯將硬件設備變成用戶的QQ好友進行互聯互通。
九、常見的傳感技術
1.傳感器
1）定義：傳感器屬于信息輸人設備，能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件、轉換元件、其他輔助元件組成。
(1)敏感元件:感受(或響應)和檢出被測對象的待測信息。
(2)轉換元件:將敏感元件所感受(或響應)的信息直接轉換成有用信號(一般為電信號)，
(3)輔助元件:主要包括信號調節與轉換電路及其所需的電源。
2）功能：傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，如位移速度、力、溫度、等非電學量，并可以將檢測感受到的信息按一定規律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出。
3）應用：在空調、冰箱、電飯煲等家用電器中都使用到了溫度傳感器。
2.傳感器種類
光敏、聲敏、氣敏、味敏、壓敏、熱敏
3.手機中的傳感器
名稱 作用
光線傳感器 光線傳感器可以讓手機感洲環境光線的強度，用來調節手機屏幕的亮度，由于屏幕通常是手機最耗電的部分，進步延長電池的壽命，也可搭配其他傳感器以防止誤觸
距離傳感器 距離傳感器可感知手機是否貼在耳朵上進行通話，若是則會關閉屏幕來省電:柜離傳感器也可以運用在部分手機支持的手套模式中用來解鎖或鎖定手機
重力傳感器 可以用來切換橫屏與直屏方向，運用在賽車游戲中時，則可透過水平方向的感應，運用在游戲里
加速度傳感器 可以用來計步 、判斷手機的朝向
磁(場)傳感器 通過測量電阻變化來確定磁場強度，使用時需搖晃手機才能準確判斷，運用在指南針、地圖導航
陀螺儀 結合加速度和陀螺儀這兩種傳感器，系統設計人員可以跟蹤并捕捉3D空間的完整工作，為終端用戶提供更真實的用戶體驗，例如手機中的“搖一掘”功能例如搖動手機就能抽簽.....、體感技術。
GPS 運用在定位測速測量距離與導航等應用
指紋傳感器 運用在解鎖 加密、支付等應用
霍爾傳感器 運用在翻蓋解鎖 、合蓋鎖定屏幕等應用
氣壓傳感器(氣壓計) GPS用來量測海拔高度會有10米左右的誤差，若搭載氣壓傳感器，則可以將誤差校正到1米左右
心率（血氧）傳感器 可用于運動或健康領域
紫外線傳感器 主要用在運動與健康領域
十、傳感器信息的獲取
1.獲取方式:無線網絡、藍牙、串口(COM接口)等。
2. micro:bit：
micro:bit是一款人門級開發板。開發板集成了5X5 LED陣列，有兩個可編程按鍵，內置配有加速度計、溫度計、藍牙等模塊。其I0擴展口可通過鱷魚夾引出，支持讀取傳感器數據，控制舵機與RGB燈帶等。
3.利用micro:bit通過Python編程，獲取溫度傳感器的信息
(1)器材清單：micro:bit；USB連接線。
(2)操作步驟
①通過USB連接線將micro:bit 接到計算機，并安裝串口驅動。micro:bit 的驅動安裝成功后，在設備管理器的“端口(COM和LPT)”中可以看到新增了一個名稱類似為“mbed SerialPor(COM3)”的設備。其中COM3表示COM端口號。
②編寫程序，獲取環境數據。
打開micro:bit的離線版IDE程序BXY Python Editor(簡稱BXY)。輸人代碼，單擊“燒錄”按鈕，micro:bit開發板上的LED開始閃爍。等到閃爍停止，表示程序上傳成功。
③通過串口調試工具，查看串口數據。
單擊BXY的“串口”按鈕，就能看到micro:bit發送的溫度傳感器數據。這此數據就是溫度傳感器檢測到的當前芯片溫度。向micro:bit呵氣或者吹熱風，會發現數據發生變化。
④編寫Python代碼，讀取串口數據并顯示。
首先需要導人Python的serial庫，將波#特率設置為115200。
import serial
ser= serial . Serial()
ser. baudrate= 115200 #設置通信波特率需要與micro:bit中設定的通信速率一致
ser. port=’COM3’ #設置串口號
ser.open()
while True:
print( ser.readline()
運行這段代碼，即可看到Python的Shell窗口中不斷輸出串口的數據。
十一、射頻識別技術
1.射頻識別，又稱無線射頻識別( RFID）,屬于通信技術的范疇，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無須在特定目標與識別系統之間建立機械或光學按觸。
2.射頻(簡稱RF)，是指具有遠距離傳播能力的高頻電碰波。高頻交變電流會在導體周圍的空間產生高頻電磁波,并向外遠距離傳播出去，這些高頻電磁波，就是射頻。
3.射頻識別的過程，實際上是一種無線傳輸：發射端發送特定的射頻信號，接收端接收到射頻信號后，并從中提取出有用信息。
4.應用:公交卡，門禁卡、銀行卡、酒店門禁卡、第二代身身份證、ETC、NFC技術等。
十二、射頻技術的兩大元素
RFID標簽(電子標簽)——發射端
組成：
電子標簽由芯片與天線(線圈)組成，每個標簽具有唯一的電子編碼,標簽附著在物體上以標識目標對象。
(2)分類及特點
分類 定義 優劣
無源電子標簽 也稱為被動式標簽，是最為常見的電子標簽，其本身沒有電源，依靠從讀寫器的電磁波中獲得能量，激活標簽中的芯片，芯片產生電磁波發送給讀寫器 價格便宜的優勢，但其工作距離、存儲容量等受到能量來源的限制。
有源電子標簽 也稱為主動式標簽,其工作的能量由電池提供，能夠主動向讀寫器發送射頻信號。 具有更遠的通信距離，但體積較大，價格也相對較高，主要應用于貴重物品遠距離檢測等領域
2. RFID讀寫器——接收端
(1)功能：控制射頻模塊向標簽發射讀取信號,并接收標簽的應答,對標簽的對象標識信息進行解碼，然后將對象標識信息和標簽上其他相關信息傳輸到信息系統以供處理。
(2)最初的讀寫器大多只能在單一頻率點工作 ，現在的讀寫器一般都支持多個頻率點，能自動識別不同頻率的標簽信息。
十三、信息系統中的傳感控制
1.執行器
在控制系統中接受控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置。
2.控制與反饋
(1)反饋:信息反饋是指系統輸出信息后,其返回的結果將對信息的再次輸出產生影響，從而起到制約的作用，以達到預定的目的。
(2)控制與反饋
3.智能控制實例分析——單位門口的智能道閘
利用攝像頭識別汽車的牌照,有權限的自動升起落桿。難度在于牌照的識別準確性，起落桿的升起要考慮是否有障礙，是否會傷到人群。
十四、網絡的功能
功能 簡述
數據通信功能 【網絡系統最基本的功能】 (1)利用數據通信功能可以將分散在各個地區的單位或部門所使用的計算機、應用終端及電子技術設備聯系起來，進行統一的調配、控制和管理。 (2)校園一卡通系統中的POS機、辦公計算機、圖書自助借閱機等都是通過網絡與數據中心及結算中心等進行通信。
資源共享功能 指網絡中所有的軟件、硬件、數據資源等能被網絡中所有用戶共同使用
分布處理功能 分布式處理：指將不同地點或具有不同功能或擁有不同數據的多臺計算機通過通信網絡連接起來,協調地完成大規模信息處理任務。 (2)網絡系統會根據用戶的需要合理選擇資源，就近快速地進行處理。
十五、計算機網絡
1.局域網
(1)概念：是在有限范圍內(如一幢大樓、一個校園)，將各種計算機、終端與外部設備互聯組成的計算機通信網。
(2）特點：段于較小的地理區域內，一般不超過2千米，通常是由一個單位組建擁有的。它們往往集中在一個建筑物、一個校區或一個廠區內。
(3)舉例：如學校一卡通系統中的校內消費POS機、圖書自助借閱機及宿含門禁與數據中心等
2.城域網
(1)概念：城域網(MAN)是在一個城市范圍內建立的計算機通信網。 它主要滿足幾十千米范圍內企事業單位的多個局域網互連需求，從而實現大量用戶之間的數據、語音、圖形與視頻等多種信息傳輸功能。
(2)特點：城域網基本上是一種大型的局域網，通常使用與局域網相似的技術，覆蓋的地理范圍從幾十千米到上百千米，可覆蓋一個城市或地區。
(3)舉例:學校一卡通系統中處于城市不同區域學校本部與分部之間的連接，可以通過城域網來實現。
3.廣域網
(1)概念:廣域網(WAN)也稱為遠程網，它所覆蓋的地理范圍在幾十千米以上。
(2)特點:廣域網覆蓋一個國家、地區或橫跨幾個洲,形成國際性的遠程網絡。通過公用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網,將分布在不同地區的計算機系統互連起來，達到資源共享的目的。
(3)舉例:學校一卡通系統中學校結算中心與銀聯就是通過廣域網來實現互連的，從而使用戶可以在任意地點通過手機、計算機等終端進行賬戶查詢、充值等操作。
4.總結
種類 簡稱 范圍 特征
局域網 LAN 幾十米到幾千米 一個部門、單位、學校
城域網 MAN 幾十千米到上百千米 城市
廣域網 WAN 幾十千米到幾萬千米 一個國家或國際間
十六、移動通信網絡
1.移動通信：是移動設備(如手機、平板電腦或其他便攜式工具)之間或移動設備與固定設備之間 的通信，其實質就是利用無線電波來傳遞信息。
2.移動通信網絡：指的是通過移動通信鏈路使移動設備連接到公共網絡設施，從而實現互聯網 訪問所形成的網絡。移動網絡接入互聯網，從而使用戶能隨時隨地通過移動設備來訪問Web 站點和各種網絡應用。
3.各代移動通信技術特點
移動通信技術 數據傳輸速率 功能
1G 無 僅限語音通話
2G 約20~ 200 kbit/s 增加了短信、低速數據傳輸功能
3G 約5~20 Mbit/s 數據傳輸速度極大提高 ，可處理圖像、音樂、視頻等 多媒體業務
4G 約100 Mbit/s 速度更快，可流暢地播放高清在線視頻
5G 約10 Gbit/s 應用范圍更加廣泛.涉及制造業流通等領城，滿足物聯網海最連接和互聯網極低延時要求，使萬物互聯成為可能
十七、廣播電視網絡
1.概念
廣播電視網絡也稱為混合光纖同軸網絡(HFC),是利用有線電視鋪設的同軸電纜和光纜為傳輸物理鏈路所構成的混合網絡。它具有頻帶寬、容量大、功能多成本低抗干擾能力強、支持多種業務等優勢。
2.早期有線廣播電視網的缺點
(1)主要傳輸介質是同軸電纜，所有用戶的信號都是在同一根同軸電纜上傳送，有被搭線竊聽的危險。
(2)廣播電視網絡是一種樹狀網絡,因此極易造成單點故陳，如電纜的的損壞放大器或傳送器出現故障都會造成整個節點上所有用戶服務的中斷。
(3)廣播電視網絡是共享總線的，因此隨著用戶數量的增加會出現網絡擁堵狀況，用戶體驗急劇下降。
3.技術更新和應用
(1)數字技術得到迅猛發展和應用。數據、音頻、圖像和視頻等信息都可以進行數字化編碼和傳輸。所有的業務在網絡中，都被統一為二進制數據流。信息能在不同的網絡中被傳輸、最終通過數字終端呈現。
(2)光纖通信技術廣泛應用。提供非常大的帶寬和高質量的傳輸通道。
(3)計算機網絡互連通信技術IP技術進步發展。TCP/IP協議使得各種以IP為基礎的業務能在不同的網上實現互通。
十八、網絡的組成
1.網頁傳輸過程
(1)網址(URL)的組成：網絡協議、服務器地址及文件名。
(2)網頁傳輸過程
網絡的組成
網絡是由計算機系統、數據通信系統以及網絡軟件和網絡協議組成。
(1)計算機系統:計算機系統在網絡中的用途可分為兩類:服務器和終端。
①服務器負責數據處理和網絡控制，并構成網絡的主要資源。它主要由大型機、中小型機等組成，網絡軟件和網絡的應用服務程序主要安裝在服務器中。
②終端是網絡中數量大、分布廣的設備，是用戶進行網絡操作、實現人機對話的工具。它可以是PC機、筆記本電腦，也可以是手機、平板電腦等移動設備。
(2)數據通信系統:主要由傳輸介質和網絡互聯設備等組成。
①傳輸介質是傳輸數據信號的物理通道,用于連接網絡中的各種設備。常用的有線傳輸介質有雙絞線、同軸電纜、光纜等;無線傳輸介質有無線電微波信號紅外信號等。
②網絡互連設備用于實現網絡中各計算機之間的連接、網與網之間的互聯等功能，主要包括調制解調器(Modem)、路由器(Router)和交換機(Switch)等。
網絡軟件和網絡協議
①網絡軟件
②網絡協議：實現網絡不同終端、不同網絡之間相互識別和正確通信的一組標準及規則，
a.網際協議:負責將信息從一個地方傳送到另一個地方。
b.傳輸控制協議:管理被傳送內容的完整性。
c.應用程序協議:作為對通過網絡應用程序發出的個請求的應答，它將傳輸的信息轉換成人 類能 識別的內容。
十九、網絡的構建
二十、網絡應用軟件的實現架構
1.客戶端/服務器架構(C/S架構)
(1)功能
①客戶端：完成用戶的具體業務.如人機交互數據的輸人與輸出等，
②服務器端：主要提供數據管理數據共享、系統維護和并發控制等。
(2)優點：降低了系統的通信開銷和開發的難度。
(3)缺點：客戶端軟件須安裝才能使用.給應用程序的升級和維護帶來定的困難。
2.瀏覽器/服務器架構(B/S架構)
(1)功能實現
客戶端無需專門的應用程序,用戶工作界面通過瀏覽器來實現,應用程序基本上都集中于服務器端。
(2)優點：由于客戶端無需專門程序,應用程序的升級和維護都可以在服務器端完成，升級和維護都比較方便，極大地降低了成本和工作量。
(3)缺點：服務器的負荷較重,對服務器的要求較高。
3. C/S架構與B/S架構的對比
架構 客戶端程序 系統的通訊開銷 應用程序的升級和維護 服務器負荷
C/S架構 專門的應用程序 大 復雜、難度大,客戶端與服務器端同時升級 低
B/S架構 瀏覽器 小 簡單、難度小、只升級服務器端 高
二十一、網絡應用的規劃設計
應用的目的分析
確定應用的總體架構
明確應用的功能組成
界面設計及代碼實現
二十二、編寫網絡應用程序
導人框架模塊代碼如下:
from flask import Flask #導人Flask框架模塊
創建應用實例代碼如下:
app= Flask(_ name ) #為Web應用程序創建Flask 類的對象
編寫路由和視圖函數建立 URL到程序代碼的關聯，其代碼如下:
@app. route(‘/’) #路由
def index(): #視圖函數
return' 這是我的第一個網頁程序!

啟動Web應用其代碼如下:
if name_ = = main_:
app. run()
二十三、調試發布
1.錯誤的分類
簡單的語法錯誤:程序執行時Python會檢查出相應的錯誤并給出修改建議。
復雜的邏輯錯誤:需要編程人員仔細研究和分析。
調試模式：
FlaskWeb框架提供了一個稱為調試模式的功能，只要在開發配置或程序代碼中設置debug= True就能打開調試功能。
3.應用發布
(1)在開發環境中我們只需要通過如下命令就可以啟動Web應用,以供他人訪問使用。Python應用程序:py runserver
(2)實際生產環境中常見的可靠的Web服務器有很多，如IIS、Apache、Nginx、Tomcat及WebLogic等，只需將自己編寫的Web應用程序以WSGI應用或CGI形式發布至相應的Web服務器即可。
二十四、信息系統安全
1.個人信息及其保護
個人信息可以分為個人敏感信息和個人一般信息。
個人敏感信息主要指一旦遭到泄露或修改，會對信息主體造成不良影響的信息。
各行業對個人敏感信息的鑒定有所不同，主要是依據接受服務個人意愿和各自業務特點來確定。
個人敏感信息主要包括身份證號碼、手機號碼、政治觀點、基因、指紋等
個人信息泄露的危害
個人信息泄露是指不愿意讓外界了解的個人信息被外
個人信息一旦泄露，輕者導致個人或家庭被騷擾、隱私被公開:更嚴重的是不法分子會利用所泄露的信息從事各種犯罪活動。
個人信息泄露的渠道
（4）個人信息的保護：國家立法；行業自律；個人信息安全意識
2.信息社會責任
（1）概念：合格的數字公民是指，“能夠安全地、合法地、符合道德規范地使用數字化信息和工具的人”。
（2）數字公民素養教育九要素
信息法規與倫理
信息法規主要由國家機關制定并通過法律法規形式強制性地予以規范，主要包括：知識產權法、信息安全法、信息公開法、新聞出版與傳播法、電子商務法及有關計算機犯罪法律等。
信息倫理是由全體社會成員在信息活動中不斷磨合形成的普遍遵循的倫理規范，是對社會成員信息活動與行為的對錯善惡進行評判的批判性框架。主要包括網絡倫理和計算機倫理等。
3.知識產權
知識產權通常是指法律規定的人們對于自己創造或擁有的智力成果所享有的各種權利的總稱。包括相應的人身權利和財產權利。書籍、歌曲、電影、繪畫、發明、公式和計算機程序等都屬于知識產權。
開發者設計開發的計算機軟件，在開發完成之日起就受到法律的保護。
4.自媒體時代
(1)進行社會典論監督反歐社情民意是自媒體帶給人們最大的好處。
(2)自媒體在享有通信自由權、信息傳播自由權、信息選擇權時，也理應承擔道德上的責任與義務。我們在傳播信息時要提升自律能力，加強自身新聞素養，遵循傳播理論規范，避免不良信息的產生生和傳播。
二十五、密碼與密鑰
1.口令與密碼
(1)口令：登錄信息系統、連入無線網絡、ATM機取款時輸入用于認證用戶身份的所謂密碼稱為口令。
(2)密碼：通常是指按特定編碼規則編成，用于對通信雙方的數據信息進行從明文到密文變換的符號。
2.密鑰
(1)在密碼算法中引進的控制參數，對一個算法采用不同的參數值，其解密結果不同。
加密算法中的控制參數稱加密密鑰，解密算法中的控制參數稱解密密鑰。
密碼系統包括明文、密文、密鑰和密碼算法四個方面。
原有的信息稱為明文(P)。明文經過加密變換后的形式稱為密文(C)。由明文變為密文的過程稱為加密(E), 通常由加密算法來實現。由密文還原成明文的過程稱為解密(簡稱D)，通常由解密算法來實現。常見的加密函數形式:C= EK1(P)；常見的解密函數形式:P= DK2 (C)
3.簡單加密算法
(1)置換密碼
①凱撒密碼是應用密鑰加密數據的經典例子。凱撒密碼一種簡單的置換密碼，通過換位來實現加密。
②程序實現：字符轉換、加密、解密、主函數調用，可以通過四個自定義函數來實現。
change（） 實現把輸入的字符串code，轉換為a~z之間的小寫字母字符串
encrypt( ) 加密函數，根據輸入的明文字符串code和密鑰key進行加密，生成密文code_ new
decrypt( ) 解密函數,根據輸入的密文字符code和密鑰key進行解密，生成明文code_ new。
main（） 運行main（），通過1、2來進行加、解密選擇
(2)換位密碼
基本思想是將明文中的字母位置通過定的規則重新排列，最簡單的換位就是逆序法，倒過來輸出。
(3)簡單異或
①異或運算，是一種邏輯運算，其數學符號為“ ”。 運算時要求把參與運算的數轉換為二進制數 再進行按位運算。如果兩個值不相同，那么異或結果為1，如果兩個值相同,那么異或結果為0。
0 0=0；0 1=1； 1 0=1；1 1=0
②簡單異或加密，就是將明文與密鑰進行異或運算,解密則是對密文用同一密鑰進行異或運算。即:
P K=C C K=P
4.對稱與非對稱密碼體制
（1）密碼體制
密碼體制，是指明文、密文、密鑰以及實現加密和解密算法的一套軟件和硬件機制。根據加密密鑰(通常記為Ke)和解密密鑰(通常記為Kd)的關系，密碼體制可以分為對稱密碼體制和非對稱密碼體制。
（2）對稱密碼體制
若一種加密方法Ke= Kd，則稱為對稱密碼體制或單鑰密碼體制。如IBM公司研制的DES分組算法。
非對稱密碼體制
若一種加密方法 Ke≠Kd，則稱為非對稱密碼體制或雙鑰密碼體制。在這種方法中,加密使用的密鑰和解密使用的密鑰不相同。在非對稱密碼體制中，著名的加密算法是RSA算法。
5.身份認證
類型 安全性 易用性 可更換 特點
用戶名+口令 低 高 可 (1)最大的優點在于操作簡單，不需要任何附加設施，且成本低、速度快，主要包括靜態口令和動態口令。 (2)用戶名和口令是一次性產生，在使用過程中固定不變: (3)目前應用廣泛，有動態短信口令和動態口令牌這兩種。
生物特征識別 高 高 不可 由于不同的人具有相同生物特征的可能性是極低的，生物特征識別認證技術主要是根據這點進行身份識別。 目前比較成熟的認證技術有指紋識別技術、語音識別技術 、虹膜認證技術、人臉識別技術等。 (2)其認證方式具有防偽性能好、隨時隨地可用等優點。
USB Key 高 高 可 (1)軟硬件相結合、一次一密的認證模式，解決了安全性與易用性之間的矛盾。 (2)采用USB接口硬件設備，內置單片機或智能卡芯片，可以存儲用戶的密鑰或數字證書，利用內置的密碼算法實現認證。 (3)常見的應用包括網上銀行“U盾”、支付寶“支付盾”等。
6.訪問控制
（1）概念
訪問控制一般是指系統對用戶身份及其所屬的預先定義的策略組，用以限制其使用數據資微的手段。系統管理員通常利用該手手段控制用戶對服務器、目錄、文件等網絡資資源的訪問。
（2）訪問控制三要素
主體：指提出訪問資源的具體請求或發起者，通常指用戶或依照用戶執行的指令。
客體：指被訪向的資源，即需要保護的資源。
控制策略：也稱為授權，,是指允許對資源執行的具其體操作，主要是讀寫、刪除拒絕訪問等。
（3）訪問控制的功能及原理
1)訪問控制的基本功能：保證合法用戶訪問受保護護的系統資源，防止非法用戶訪問受保護的系統資源,或防止合合法用戶訪問非授權的系統資源。
2)訪問控制原理模型
（4）用戶賬戶管理
1)系統管理員應根據各部門不同用戶業務的實際需求對訪問系統的用戶分別建立賬戶或組策略
2)系統管理員授予用戶的身份應具有唯一性，不允許多人共享一個賬戶。
3)對系統中任何用戶的登錄都應進行身份識別，應根據用戶所處的部門和擁有的權限大小來確定。
4)保證有足夠的口令強度和防攻擊能力,確保核心數據的訪問安全。
二十六、病毒及其防治
1.計算機病毒
(1)概念：人為編制的具有破壞計算機功能或者毀壞數據，并能自我復制的組計算機指令或者程序代碼。
(2)特點：傳染性、寄生性、隱蔽性、潛伏性、破壞性、可觸發性等特征。
(3)危害：系統運行速度減慢、系統經常無故發生死機、文件長度發生變化、計算機存儲的容量異常減少、系統引導速度減慢、文件丟失或損壞、計算機屏幕上異常顯示、磁盤卷標發生變化和系統不識別硬盤。
2.手機病毒
(1)途徑：通過發送短信、微信、彩信及無線上網等方式進行傳播,用戶手機中毒后會導致個人資料被刪、隱私泄露、自動撥打電話和發信息等，以致被惡意扣費，甚至會損毀SIM卡、芯片等硬件，導致使用者無法正常使用手機。
(2)危害:手機感染病毒后,通常會出現背景光不停閃爍、持續發出警告聲、屏幕上顯示亂碼信息按鍵操作失效、用戶信息無緣無故被修改、自動向他人手機發送大量短信、死機或自動關機等現象。
3.漏洞及其修復
(1)漏洞
漏洞是指一個系統存在的弱點或缺陷。
可能來自應用軟件或操作系統，應用軟件中的漏洞遠多于操作系統中的漏洞
產生原因
①設計時的缺陷或編碼時的錯誤。②邏輯流程上的不合理或程序員為了某種方便而留下的隱患。
后門:
程序編寫人員為了方便進行調試和測試，通過預設的特權他們可以不經過安全檢驗獲得訪問權
有些則是人設者在完成人侵后，為了能夠繼續保持對系統的訪問特權而預留的權限，
(3)漏洞的防護
1)對外部網絡的防護 2)經常使用安全監測與掃描工具來發現安全漏洞及薄弱環節
3)經常備份系統，以便在被攻擊后能及時修復系統,將損失減少到最低程度。
5.黑客及其防范
(1)黑客
是指熱衷于計算機技術或解決難題、突破限制的高手。
真正的黑客是不會有意利用漏洞去侵犯他人系統而獲取信息，他們所做的往往是提出漏洞補救辦法。
(2)防火墻技術
1)一般是由硬件和軟件組合而成的復雜系統，也可以只是軟件系統，如Windows系統自帶的防火墻。
2)組成:防火墻主要由服務訪問規則驗證工具、包過濾和應用網關組成。
3)功能:防火墻可以有效地擋住外來的攻擊，對進出的數據進行監視，并能自動統計、分析通過防火墻的各種連接數據，探測出攻擊者，立即斷開與主機的任何連接,保護內部網絡資源的安全。
4)分類:防火墻按技術分類，主要分為地址轉換防火墻數據包過濾防火墻和代理防火墻等;按形態分類，主要分為硬件防火墻、軟件防火墻等。
二十七、信息系統的搭建實例
1.需求分析
目標期待---功能需求---性能需求---資源和環境需求——用戶界面需求——可擴展性需求
2.可行性分析與開發模式的選擇
（1）必要性分析：
系統的搭建是否應該馬上開始進行，沒有迫切的需要，勉強地開展信息系統建設，很難取得好的成果。
（2）可行性分析
技術方面 在現有技術條件下下是否可能實現系統的搭建.如存儲要求、速度要求、通信要求等，現有技術條件指的應當是社會上已經普遍使用了的先進技術，而不是實驗室里的最新技術
經濟方面 對搭建信息系統所所需的費用和效益進行評估，力爭費用可行、投人產出合理
社會意義 主要是針對那那些要在社會環境中工作的信息系統，考察各種社會因素對它們所起的制約作用。在可行性分析結束后應將分析結果用可行性報告的形式編寫出來，形成正式的工作文件。
（3）開發模式的選擇
人們在設計信息系統開發方案時.應根據信息系統的具體功能和應用場景來確定開發模式，然后選擇開發方法。目前搭建信息系統般采用C/S 模式或B/S模式，
3.概要設計與詳細設計
（1）概要設計
概要設計主要包括模塊結構設計、系統物理配置和數據庫管理系統選擇三大部分。
模塊結構設計 把系統分成若千個模塊，每個模塊完成一個特定的功能每個模塊之間的關聯是無序的，也不一定是樹形的。主要包括:劃分系統模塊、確定模塊功能、決定模塊間的調用關系、制定模塊間的接口，即數據傳遞。
系統物理配置 主要包括：硬件設備配置、應用軟件的選擇和通信網絡的選擇和設計等。
數據庫管理系統選擇 主要考慮數據庫的性能、數據的類型數據庫管理系統平臺和安全保密性能等。
（2）詳細設計
4.硬件搭建
硬件組成 功能
服務器 為信息系統的用戶提供各種服務，如應用程序的處理、訪問數據庫管理系統、打印服務等
網絡設備 通過網絡來完成數據的傳遞。網絡設備主要包括交換機、路由器、網卡、雙絞線、光纜等
傳感設備 傳感設備是信息系統中重要的輸人設備，也稱傳感器，主要負責檢測，將感受到的信息，按定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出
智能終端 包括輸人、處理、存儲和輸出四個部分。智能終端的大部分功能需要依靠各種傳感器來實現。
5.軟件開發
（1）數據管理設計
環節 簡述
數據采集 ①概念：是利用一種或多種裝置,從系統外部采集數據并輸入系統內部一個接口的過程。 ②方法：鍵盤輸人、利用光電設備采集數據、多媒體輸人、網絡傳送、磁盤輸人等。
數據傳輸
數據存儲 文件、數據庫、云存儲是數據存儲的常見方式。 文件使用較為簡單，方便程序自定義格式 數據庫性能優越,方便查詢，可以加、解密，以及跨平臺應用等 通過網絡可以把采集到的數據實時傳輸到數據處理中心進行存儲及處理。
數據呈現 ①表格形式是一種比較簡單的呈現數據的方式。 ②通常情況下，人們用到的數據圖類型有以下幾種：柱狀圖、條形圖、折線圖、詞云等。
（2）程序編寫
信息系統中的軟件開發涉及服務器端程序和客戶端程序。
B/S結構一般只寫服務器端程序，如網站，客戶端程序是瀏覽器，部署、更新更容易；
C/S結構服務器端程序和客戶端程序都要寫，類似QQ、網游等。
6.系統測試
（1）軟件測試
軟件系統測試般包括正確性證明、靜態測試與動態測試三種方法。
測試方法 概述
正確性證明 測試通過數學技術來確定軟件是否正確，只能發現程序錯誤,不能證明程序無錯。 選擇了一些具有代表性的數據來驗證程序的正確性，所以它具有局限性。
靜態測試 采用人工檢測和計算機輔助分析的手段對程序進行檢測，不實際運行程序，主要對程序的編程格式和結構等方面進行評估。
動態測試 直接在客戶端或服務器端上運行程序，從多角度觀察程序進行時的行為。檢查實際輸出結果和預期結果是否相符。
（2）硬件測試
在搭建信息系統時，經常需要根據項目的需求選購硬件設備。設備到貨后.應進行初驗測試。初驗測試主要有配置檢測、外觀檢查、硬件運行測試等。
（3）網絡測試
如果搭建的信息系統不是單機版，還要考慮選購網絡設備。在網絡設備到貨后應進行初驗測試，初驗測試主要有配置檢測，外觀檢在運行測試網絡連通測試等。
7.文檔編寫
分類依據 具體分類
信息系統的階段不同 系統規劃階段的文檔，系統分析階段的文性，系統設計階段的文檔，系統實施階段的文檔，系統運行與維護階段的文檔。
按文檔不同的服務目的 將信息系統的文檔分為三類:用戶文檔、開發文檔與管理文檔

展開更多......

收起↑