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. 信息技术与人工智能 [主编 王锦]
2. 信息技术基础（活页式） [主编 赵金考 禹晨 张尼奇 王宏斌]
3. 计算机程序员教程 [主编 李学国 任小平]
4. 水利水电工程施工组织设计 [主编 胡建春 钱波 何茜]
5. 信息技术 [主编 任洪亮 邢海燕]
6. 高职美育 [王敦]
7. 系统分析师考前冲刺100题（适配第2版考纲） [施游 邹月平 朱小平 编著]
8. 用英语介绍中国名城古镇 [王宝川　张元婧　编著]
9. Spark大数据技术基础与应用（Scala+Python版） [林徐　潘立琼　杨建柏]
10. 世界文化遗产精选：看人文经典学英文 [何媛　编译]
11. 网络安全系统集成 [鲁先志　何倩]
12. Python统计分析项目化教程 [章小华 孙伟男 于虹博 李文龙]
13. 交换路由技术（微课版） [喻林 卞孝丽]
14. 新一代网络技术与应用 [路立勋 周宝]
15. Python程序设计 [李宇]
16. 机械设计基础作业集 [田亚平 李爱姣]
17. 用英语讲中国金句（微课版） [白阳明　编著]
18. 大学计算机基础上机实践教程（第八版） [主编 罗奕 钱前]
19. 线性代数（第三版） [主编 江志超]
20. 大学计算机基础 （第八版） [主编 罗 奕 胡绿慧]
21. 大学计算机与人工智能基础 [主编 崔岩]
22. 长江经济带上游白酒文化旅游数字化融合创新研究 [李杰 著]
23. 大学计算机基础案例教程（第五版） [主编 张小雨 吴瀚霖]
24. 体育与健康 [主编 刘传栋 ]
25. 人工智能物联网应用（基于树莓派） [主编 陈少锋 冯健明 郭晓花]
26. 大学生劳动教育 [蹇兴超　陈秀泉]
27. 村镇生活污水处理适用技术及工程示范 [刘秉涛 李发站 陈伟胜 著]
28. 网络管理员5天修炼 （适配第6版考纲） [朱小平 施游 编著]
29. 全球科技新知精选：看前沿科技学英文 [王琼　曹阳　编译]
30. 信息技术基础（WPS Office） [阳晓霞 周永福 钟建坤 刘婧莉]