信息技术与人工智能

● 内容全面，解析透彻

系统阐述信息技术与人工智能的核心技术，构建坚实知识体系

● 表述明确，结合实际

结合相关领域的热点问题，以科普性、技术性的形式讲解内容

● 资源丰富，方便教学

图文并茂，配有用于教学的PPT 与电子课件，帮助理解和学习

当前，随着IT技术在社会生活各个领域的应用和普及，新一轮科技革命和产业变革正在全面重塑现代社会的各个领域。信息技术与人工智能涵盖多个研究领域，实践性强，尤其是科学技术发展迅速，技术更新周期越来越短，导致原有教材滞后于技术发展。目前，针对高职高专院校普及信息技术与人工智能通识教育的教材并不多，为此我们组织编写了具有通识教育特色的信息技术与人工智能教材。本书意在让读者能够对信息技术与人工智能有一个比较全面的了解，对现代信息技术的应用有初步认识。本书按照信息技术的知识领域划分为7章。内容包括：现代信息技术概述、物联网技术、信息安全、大数据、人工智能、虚拟现实技术、鸿蒙操作系统等。把目前信息技术与人工智能领域的热点问题以科普性、技术性的形式进行叙述，最大限度地满足不同层次读者的需求。

本书从学生学习信息技术与人工智能的实际学习需求出发，以新技术的应用为导向，坚持理论联系实际的根本原则。编者针对非计算机专业学生的特点，结合多年从事大学生计算机基础课程教学的经验，编写了本书。本书由王锦任主编，由王毅、李宇、杨毅、秦凯、付超任副主编，秦凯审读了本书的内容，付超提供了本书的技术支持。具体编写分工为第1章、第4章、第5章由王锦编写，第2章由王毅编写，第3章由李宇编写，第6章由杨毅编写，附录由秦凯编写。尤其感谢东软熙康健康科技有限公司技术经理付超在本书编写中给予的专业技术支持、提供的相关案例。本书在编写过程中得到了教研室其他老师的大力支持和帮助，他们提出了许多宝贵的意见和建议，在此表示感谢。

由于编者水平有限，书中难免有错误或不妥之处，恳请广大读者批评指正。编者电子邮箱：860021799@qq.com。

前言

第1章 现代信息技术概述 1
1.1 信息技术简介 1
1.1.1 信息技术的定义 1
1.1.2 信息技术的发展 1
1.1.3 信息技术的分类 2
1.2 现代信息技术的应用 4
1.2.1 物联网 4
1.2.2 信息安全 5
1.2.3 大数据技术 5
1.2.4 人工智能技术 7
1.2.5 虚拟现实技术 8
1.3 信息技术的未来 9
思考题 10
第2章 物联网技术 11
2.1 物联网概述 11
2.1.1 物联网的发展背景 11
2.1.2 物联网的定义 12
2.1.3 物联网的应用范围 12
2.2 物联网体系结构 12
2.2.1 感知层 13
2.2.2 网络层 13
2.2.3 应用层 13
2.3 物联网自动识别技术 14
2.3.1 条形码 14
2.3.2 RFID 16
2.3.3 近场通信技术 18
2.3.4 生物识别技术 19
2.4 物联网传感技术 20
2.4.1 传感器概述 21
2.4.2 无线传感网 23
2.5 物联网通信技术 25
2.5.1 有线接入技术 25
2.5.2 无线接入技术 27
2.6 物联网典型应用 33
2.6.1 智慧交通 33
2.6.2 智慧医疗 34
2.6.3 智慧农业 36
思考题 37
第3章 信息安全 38
3.1 信息安全概述 38
3.1.1 信息安全的定义 38
3.1.2 信息安全的目标 39
3.1.3 信息安全的重要性 40
3.2 常见的威胁和风险 42
3.2.1 恶意软件 42
3.2.2 网络攻击 47
3.2.3 内部威胁 49
3.3 密码学基础 51
3.3.1 凯撒加密 51
3.3.2 对称加密和非对称加密 52
3.3.3 哈希函数 55
3.4 认证和授权 58
3.4.1 用户身份验证 58
3.4.2 访问控制 60
3.5 信息安全的新趋势 61
3.5.1 人工智能与机器学习在信息安全中的
应用 61
3.5.2 人工智能与机器学习在信息安全中的
威胁 62
3.5.3 量子密码学 63
思考题 64
第4章 大数据 65
4.1 大数据简介 65
4.1.1 数据的定义 65
4.1.2 大数据的定义 66
4.1.3 大数据的特征 66
4.2 大数据应用的基本技术 67
4.2.1 数据采集技术 67
4.2.2 数据存储技术 69
4.2.3 数据处理技术 70
4.2.4 数据分析与挖掘技术 70
4.2.5 数据管理与治理技术 72
4.3 大数据的发展历程 74
4.3.1 数据收集时期 74
4.3.2 数据分析时期 74
4.3.3 大数据时代 75
4.3.4 大数据的发展与智能时期 75
4.4 大数据的应用 75
4.4.1 商业领域 75
4.4.2 金融领域 76
4.4.3 医疗健康领域 77
4.4.4 交通领域 78
4.4.5 教育领域 79
4.4.6 制造业领域 80
4.4.7 城市建设与管理领域 81
4.4.8 科学研究领域 82
4.5 大数据技术与其他信息技术的关系 83
4.5.1 大数据与物联网 83
4.5.2 大数据与云计算 84
4.5.3 大数据与人工智能 85
4.5.4 大数据与区块链 86
4.5.5 大数据与5G 87
思考题 88
第5章 人工智能 89
5.1 人工智能概述 89
5.1.1 人工智能之父 89
5.1.2 人工智能的定义 90
5.1.3 人工智能的发展 91
5.1.4 人工智能的学派 96
5.1.5 人工智能的编程语言 97
5.1.6 人工智能与物联网技术的综合
应用 100
5.2 人工智能的关键技术 104
5.2.1 机器学习 104
5.2.2 深度学习 109
5.3 图像识别技术 111
5.3.1 图像识别技术概述 111
5.3.2 人脸识别技术 112
5.3.3 OCR技术 115
5.3.4 图像识别的应用领域 116
5.4 语音识别 120
5.4.1 语音识别概述 120
5.4.2 语音识别技术的原理 121
5.4.3 语音识别技术的发展历程 122
5.4.4 语音识别技术的算法 122
5.4.5 语音识别系统的工作流程 124
5.4.6 声纹识别 126
5.4.7 声纹识别的技术原理 127
5.4.8 声纹识别的优点 127
5.4.9 声纹识别的应用领域 128
5.5 自然语言处理 129
5.5.1 自然语言处理概述 129
5.5.2 自然语言处理的发展过程 129
5.5.3 自然语言处理的关键技术 130
5.5.4 自然语言处理的应用领域 131
5.5.5 企业级自然语言处理平台的
优势 131
5.5.6 自然语言处理技术的发展趋势 132
5.6 知识图谱 133
5.6.1 知识图谱概述 133
5.6.2 知识图谱的产生及发展过程 133
5.6.3 知识图谱的构成及作用 134
5.6.4 知识图谱的应用领域 134
5.6.5 知识图谱的体系结构 135
5.6.6 知识图谱的发展历程 136
5.6.7 知识图谱的应用领域 136
思考题 140
第6章 虚拟现实技术 141
6.1 虚拟现实技术概述 141
6.1.1 虚拟现实的历史 141
6.1.2 虚拟现实的含义及特征 146
6.1.3 增强现实的含义及特征 147
6.1.4 虚拟现实系统的组成与分类 148
6.2 虚拟现实系统的关键技术 150
6.2.1 环境建模技术 150
6.2.2 立体显示技术 151
6.2.3 人机自然交互技术 153
6.2.4 碰撞检测技术 155
6.3 虚拟现实系统的常用设备 155
6.3.1 建模设备 155
6.3.2 头戴式显示设备 156
6.3.3 CAVE系统 159
6.3.4 其他交互设备 160
6.4 虚拟现实技术的应用 161
6.4.1 医疗和教育领域 162
6.4.2 工业和商业领域 164
6.4.3 航天和军事领域 165
6.4.4 休闲和娱乐领域 167
思考题 168
第7章 鸿蒙操作系统 169
7.1 鸿蒙操作系统概述 169
7.1.1 鸿蒙操作系统的定义 169
7.1.2 鸿蒙操作系统的核心理念 169
7.1.3 鸿蒙生态应用开发核心概念 171
7.2 鸿蒙操作系统的发展史 172
7.2.1 HarmonyOS 1.0 172
7.2.2 HarmonyOS 2.0 173
7.2.3 HarmonyOS 3.0 174
7.2.4 HarmonyOS 4.0 176
7.2.5 HarmonyOS NEXT 178
7.2.6 鸿蒙与安卓 180
7.3 鸿蒙生态应用核心技术理念 182
7.3.1 一次开发，多端部署 182
7.3.2 可分可合，自由流转 189
7.3.3 统一生态，原生智能 190
思考题 192
附录 思考题答案 193
参考文献 200

1. Linux系统管理（openEuler版） [主编 许兴鹍 黄君羡]
2. Web前端开发从学到用完美实践 [阮晓龙 冯顺磊 编著]
3. 用英语讲中国故事（全视频 彩色版）上、下册 [主编　谢亮亮　汪洋]
4. 新时代大学生美育教育 [穆林 刘苍劲 彭圣芳]
5. 电子商务英语 [丁文毅 严慧]
6. 智能可穿戴项目化教程 [曾文波 陈赵云]
7. 视觉设计解析与实战教程 [姜春磊　杨晓]
8. 电子产品制图与制版案例教程 [邹莉莉　苏文斌　贺小艳]
9. 设计新维度：CMF元素与创新产品设计 [彭小鹏]
10. 园林树木识别与应用 [主编 张玉泉]
11. 文本信息处理与应用 [主编　何黎松　姚香秀]
12. 工业机器人编程及应用（第二版） [主编 向艳芳 胡月霞]
13. C语言程序设计（第二版） [主编 刘祖珉 赵仕波]
14. 数据分析与应用 [主编　孙伟　王兰芹]
15. Linux操作系统配置与管理项目化教程（第二版） [主编 白玉羚 刘金明 闫 淼]
16. Ansys SpaceClaim直接建模与仿真指南 [蔡宜时 编著]
17. 基于大数据的智慧农业管理平台关键技术研究与实践 [周永福 著]
18. 健美运动 [戴显岩]
19. Python程序开发基础（AI+微课版） [赵艳莉　曾鑫]
20. 大学生心理困境突围之路 [张珏 著]
21. 机器学习基础与实践 [主编　李晓峰　胥文婷　李云波]
22. 大模型应用实战 DeepSeek＋即梦AI＋剪映重塑创作 [丁红　杨彦彦　丁丁　编著]
23. HarmonyOS从入门到精通 [陈赵云　周永福　杨　浪]
24. 用英语发现世界：欧美文化篇 [李小丽　张薇　编著]
25. 大学体育教程 [戴显岩]
26. 新一代信息技术 [李佼辉 任雪冬]
27. 轨道交通类专门用途英语教程 [李德华主编 商晔副主编]
28. 建设工程项目团队知识异质性对团队绩效的影响研究 [胡可]
29. 新时代元阳梯田 云南现代化高原立体灌区 前世 今生 未来 [云南省水利水电勘测设计研究院 ]
30. 网络工程师章节习题与考点特训（适配第6版考纲） [夏杰 编著]