2010年，作者曾經(jīng)在清華大學(xué)出版社出版教材《計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)前沿選講》，讀者對(duì)其反映良好。但該書年代久遠(yuǎn)，技術(shù)過(guò)時(shí)，且技術(shù)范圍相對(duì)狹窄。2022年，清華大學(xué)出版社提出了升級(jí)《計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)前沿選講》一書的建議，其想法與作者不謀而合。由于目前市面上這類教材較少，作為一名高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師，與同行一樣，深感該課程教學(xué)不便，于是作者便有了編撰《信息技術(shù)前沿》一書的計(jì)劃。
由于信息技術(shù)發(fā)展較快，在2017版《普通高等院校本科專業(yè)目錄》計(jì)算機(jī)類(專業(yè)代碼0809)下新增了很多專業(yè)。作者認(rèn)為，本書的內(nèi)容定位不應(yīng)該過(guò)于狹窄，其適用范圍應(yīng)該相對(duì)寬泛，能與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、電子信息科學(xué)與技術(shù)、信息工程、信息與計(jì)算科學(xué)、通信工程、信息管理與信息系統(tǒng)、信息資源管理、電子商務(wù)、數(shù)字媒體技術(shù)等專業(yè)的本�？平虒W(xué)相配套。
據(jù)了解，目前該課程的教學(xué)大致存在三種情況： 一是國(guó)內(nèi)頂尖大學(xué)，比如清華大學(xué)和北京大學(xué)等排行靠前的高校，其院士、杰出青年、長(zhǎng)江學(xué)者或著名教授可以輕松解決問題； 二是985或211高校，其高水平師資力量也可以通過(guò)輪番上陣的方式解決問題，但211信息技術(shù)實(shí)力偏弱的高校，在講授這門課時(shí)就存在一些困難； 三是一般院校或高職高專院校，由于師資力量有限，在開設(shè)這門課程時(shí)則更困難�！缎畔⒓夹g(shù)前沿》的主要目的是幫助一般院校以及高職高專院校解決該課程的教學(xué)問題。如果211高校老師愿意選擇本書作為教材，可根據(jù)自身的情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。
本書主要由中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)計(jì)算機(jī)系張凱教授編寫，張?chǎng)╂貌┦繀⑴c了第2章和第5章部分內(nèi)容的編寫和全書的文字校對(duì)工作。在本書的編寫過(guò)程中，參考和引用了大量國(guó)內(nèi)外的著作、論文和研究報(bào)告，由于篇幅有限，各章節(jié)僅列舉了主要文獻(xiàn)。作者向所有被參考和引用論著的作者表示由衷的感謝，他們的辛勤勞動(dòng)成果為本書提供了豐富的資料。如果有的資料因疏忽或沒有查到出處而未列出，請(qǐng)?jiān)髡咴�，并告知我們，以便于在再版時(shí)補(bǔ)上。
《信息技術(shù)前沿》一書是對(duì)本、�？菩畔⒓夹g(shù)前沿技術(shù)教學(xué)的一種探索，不足之處在所難免，歡迎讀者提出寶貴意見。
讀者可從清華大學(xué)出版社教學(xué)平臺(tái)下載本書課件、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)進(jìn)度表、電子教案、考試題等配套資源，如果還有其他特殊需要，請(qǐng)直接與張凱聯(lián)系(zhangkai@zuel．edu．cn)，我們將盡量滿足您的愿望。
張凱
2023年10月15日
第1章信息與信息系統(tǒng)
1．1信息和信息技術(shù)
1．1．1信息定義及特性
1．1．2信息處理、信息處理系統(tǒng)和信息技術(shù)
1．2信息通信技術(shù)
1．2．1通信系統(tǒng)
1．2．2通信技術(shù)
1．2．3通信介質(zhì)
1．2．4無(wú)線電通信
1．3計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)
1．3．1計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)
1．3．2計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
1．3．3計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)類型
1．3．4計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
1．4典型信息系統(tǒng)介紹
1．4．1電子商務(wù)與電子政務(wù)
1．4．2遠(yuǎn)程教育與遠(yuǎn)程醫(yī)療
1．4．3數(shù)字圖書館與智慧圖書館
1．4．4CIMS與智能制造
1．4．5數(shù)字地球與智慧地球
思考題
第2章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
2．1物聯(lián)網(wǎng)概述
2．1．1物聯(lián)網(wǎng)的基本概念
2．1．2物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
2．1．3物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別
2．2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
2．2．1物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)
2．2．2物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)
2．2．3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)
2．2．4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)
2．3物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用領(lǐng)域
2．3．1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用
2．3．2信息物理系統(tǒng)
2．3．3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
思考題
第3章移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
3．1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)概述
3．1．1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的基本概念
3．1．2移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的特征
3．1．3移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
3．1．45G關(guān)鍵技術(shù)和主要優(yōu)勢(shì)
3．1．56G關(guān)鍵技術(shù)和主要優(yōu)勢(shì)
3．2移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
3．2．1SOA 面向服務(wù)架構(gòu)
3．2．2Web 2．0的特點(diǎn)
3．2．3HTML5 的新特性
3．2．4Android 的系統(tǒng)架構(gòu)
3．2．5iOS 的系統(tǒng)架構(gòu)
3．3移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域
3．3．1移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
3．3．2移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
思考題
第4章云計(jì)算技術(shù)
4．1云計(jì)算概述
4．1．1云計(jì)算的基本概念
4．1．2云計(jì)算產(chǎn)生的歷史背景
4．1．3云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)
4．2云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)
4．2．1分布式計(jì)算
4．2．2服務(wù)器刀片化
4．2．3虛擬化技術(shù)
4．2．4虛擬計(jì)算
4．2．5霧計(jì)算
4．2．6邊緣計(jì)算
4．3云計(jì)算的技術(shù)應(yīng)用
4．3．1公有云、私有云和混合云
4．3．2IaaS、PaaS和SaaS
4．3．3國(guó)內(nèi)外主流云服務(wù)平臺(tái)
思考題
第5章大數(shù)據(jù)技術(shù)
5．1大數(shù)據(jù)概述
5．1．1大數(shù)據(jù)產(chǎn)生背景及基本概念
5．1．2大數(shù)據(jù)發(fā)展歷程
5．2大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)
5．2．1Hadoop等大數(shù)據(jù)技術(shù)
5．2．2爬蟲、清洗等技術(shù)與工具
5．2．3大數(shù)據(jù)分析、挖掘及可視化技術(shù)
5．2．4大數(shù)據(jù)管理
5．3大數(shù)據(jù)主要應(yīng)用領(lǐng)域
5．3．1大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用
5．3．2數(shù)據(jù)中心及其智能化
5．3．3大數(shù)據(jù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
思考題
第6章人工智能技術(shù)
6．1人工智能概述
6．1．1人工智能的定義
6．1．2人工智能派系之爭(zhēng)
6．1．3人工智能發(fā)展歷程
6．2人工智能技術(shù)分類
6．2．1機(jī)器學(xué)習(xí)
6．2．2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)
6．2．3自然語(yǔ)言處理與情感分析
6．2．4計(jì)算機(jī)視覺
6．2．5智能數(shù)據(jù)挖掘
6．2．6算法對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響
6．2．7機(jī)器人的新技術(shù)
6．2．8自主系統(tǒng)
6．3人工智能主要應(yīng)用領(lǐng)域
6．3．1國(guó)內(nèi)外常用人工智能平臺(tái)
6．3．2人工智能應(yīng)用
6．3．3人工智能未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
思考題
第7章區(qū)塊鏈
7．1區(qū)塊鏈概述
7．1．1區(qū)塊鏈的基本概念
7．1．2區(qū)塊鏈的技術(shù)、特點(diǎn)及其價(jià)值
7．1．3區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程
7．2典型區(qū)塊鏈技術(shù)介紹
7．2．1以太坊技術(shù)框架
7．2．2超級(jí)賬本Fabric技術(shù)框架
7．3區(qū)塊鏈主要應(yīng)用領(lǐng)域
7．3．1區(qū)塊鏈的行業(yè)應(yīng)用
7．3．2區(qū)塊鏈未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
7．4相關(guān)技術(shù)應(yīng)用
7．4．1數(shù)字貨幣
7．4．2中國(guó)現(xiàn)代化支付系統(tǒng)
7．4．3電子支付
7．4．4國(guó)際資金清算系統(tǒng)
思考題
第8章信息安全
8．1信息安全概述
8．1．1信息安全威脅
8．1．2信息安全定義
8．1．3信息安全屬性
8．1．4信息安全體系
8．1．5信息安全發(fā)展史
8．2信息安全技術(shù)
8．2．1物理與設(shè)備安全
8．2．2網(wǎng)絡(luò)安全
8．2．3軟件系統(tǒng)安全
8．3信息安全典型應(yīng)用
8．3．1物聯(lián)網(wǎng)安全
8．3．2大數(shù)據(jù)安全
8．3．3云計(jì)算安全
8．3．4量子通信
8．3．5信息對(duì)抗
8．3．6國(guó)家網(wǎng)絡(luò)空間安全
8．3．7黑客與有組織攻擊
8．3．8暗網(wǎng)
思考題
第9章生物計(jì)算
9．1生物信息技術(shù)
9．1．1演化計(jì)算
9．1．2生物信息學(xué)
9．1．3生物計(jì)算機(jī)與DNA計(jì)算機(jī)
9．1．4生物芯片
9．1．5人工生命與人工社會(huì)
9．2生物信息技術(shù)應(yīng)用
9．2．1生物識(shí)別技術(shù)
9．2．2腦機(jī)接口
9．2．3大腦思維下載與上載
思考題
第10章新技術(shù)及其應(yīng)用
10．1微觀硬件新技術(shù)
10．1．1石墨烯及其應(yīng)用
10．1．2納微器件及其應(yīng)用
10．1．3芯片設(shè)計(jì)與封裝技術(shù)
10．1．4芯片智能趨勢(shì)
10．1．5芯片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與展望
10．2宏觀硬件新技術(shù)
10．2．1超級(jí)計(jì)算機(jī)
10．2．2算力與國(guó)家間競(jìng)爭(zhēng)
10．2．3虛擬幣與挖礦
10．2．4量子計(jì)算機(jī)
10．3軟件新技術(shù)應(yīng)用
10．3．1操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
10．3．2Web 3．0
10．3．3硬件軟化技術(shù)
10．3．4增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
10．3．5數(shù)字孿生與元宇宙技術(shù)
10．3．6ChatGPT與大模型
思考題
參考文獻(xiàn)
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