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新一代信息技术（高等职业教育通识类课程新形态教材） 
定 价：56 元
9 7 0 8 9 7 8 5 4 1 0 7 9  本书致力于新一代信息技术的通识教育，从实际学习需求出发、以实践应用为导向，把目前相关领域的热点问题，以科普性、技术性的形式进行展现，使用通俗易懂的语言介绍新一代信息技术的相关知识。主要内容包括新一代信息技术概论、物联网、云计算、大数据、人工智能、5G、虚拟现实和区块链等。意在让读者能够对新一代信息技术实现全面了解，对行业应用形成初步认识。 本书配套微课、课件等数字化资源，资源丰富，可以作为高职高专院校各专业通识课程的教材，也可以供社会人士学习和了解新一代信息技术。 . 孙锋申，莱芜职业技术学院副教授，骨干教师，硕士研究生毕业。一直在教学线，从事计算机应用技术教学工作。先后承担各类教学指导委员会、学会、山东省教育厅教学改革课题12项，主持和参与省市级横向、纵向科研课题14项，授权实用新型专利15项，发表学术论文25篇。辅导学生获得全国职业院校技能大赛嵌入式产品开发赛项一等奖，参加教学比赛先后获得山东省教学能力大赛一等奖，全国职业院校技能大赛教学能力比赛一等奖。 第 1 章 新一代信息技术概论............................ 1 1.1 信息技术简介..............................................1 1.1.1 信息技术的定义..................................1 1.1.2 信息技术的发展简史..........................2 1.1.3 信息技术的分类..................................4 1.2 信息技术发展新亮点..................................4 1.2.1 物联网..................................................4 1.2.2 云计算..................................................5 1.2.3 大数据..................................................6 1.2.4 人工智能..............................................6 1.2.5 5G .........................................................7 1.2.6 虚拟现实..............................................8 1.2.7 区块链..................................................8 1.3 新一代信息技术..........................................9 1.3.1 新一代信息技术的概念......................9 1.3.2 新一代信息技术的特征......................9 1.3.3 新一代信息技术的发展趋势............12 课后题.................................................................13 第 2 章 物联网................................................. 15 2.1 物联网概述................................................15 2.1.1 物联网的概念....................................15 2.1.2 物联网的体系结构............................16 2.1.3 物联网系统案例................................18 2.2 感知层技术................................................19 2.2.1 条形码技术........................................19 2.2.2 射频识别技术....................................21 2.2.3 近场通信技术....................................23 2.2.4 传感器的基本概念............................24 2.2.5 传感器的分类....................................25 2.2.6 新型传感器........................................26 2.3 有线接入技术............................................28 2.3.1 串行通信............................................28 2.3.2 现场总线............................................30 2.3.3 总线通信协议....................................32 2.4 短距离无线接入技术................................33 2.4.1 蓝牙技术............................................33 2.4.2 ZigBee 技术 .......................................37 2.5 广域无线接入技术....................................43 2.5.1 LoRa 技术..........................................43 2.5.2 LoRaWAN..........................................44 2.5.3 LoRaWAN 生态.................................45 2.5.4 LoRa 案例..........................................45 2.6 物联网应用场景........................................46 2.6.1 智能家居............................................47 2.6.2 智慧农业............................................48 2.6.3 智慧交通............................................49 2.7 物联网云平台............................................50 2.7.1 物联网平台盘点................................50 2.7.2 百科荣创物联网云平台....................51 2.8 项目实训....................................................52 课后题.................................................................58 第 3 章 云计算 ............................................... 61 3.1 初识云计算................................................61 3.1.1 什么是云计算....................................61 3.1.2 云计算的发展历史............................62 3.1.3 云计算的特点....................................62 3.1.4 云计算架构........................................63 3.2 其他计算模型............................................64 3.2.1 并行计算............................................64 3.2.2 分布式计算........................................65 3.2.3 网格计算............................................66 3.3 云计算核心技术........................................67 3.3.1 虚拟化技术........................................67 3.3.2 分布式数据存储技术........................71 3.3.3 编程模型............................................72 3.3.4 大规模数据管理................................72 3.3.5 云计算平台管理................................73 3.4 云计算服务类型........................................73 3.4.1 本地部署和云计算服务....................73 3.4.2 基础设施即服务（IaaS）.................74 3.4.3 平台即服务（PaaS）........................76 3.4.4 软件即服务（SaaS）........................78 3.4.5 服务模式的区别................................79 3.5 云计算部署模式........................................80 3.5.21公有云：关注性价比........................80 3.5.2 私有云：关注信息安全....................81 3.5.3 社区云：过渡性模式........................82 3.5.4 混合云：兼顾性价比与信息安全....82 3.6 国内外主流云服务商................................83 3.6.1 国外主流云服务商............................83 3.6.2 国内主流云服务商............................85 3.7 边缘计算....................................................87 3.7.1 认识边缘计算....................................87 3.7.2 边缘计算和云计算............................90 3.7.3 云边协同............................................90 3.8 云计算的应用场景....................................91 3.8.1 云存储................................................92 3.8.2 云安全................................................92 3.8.3 云视频................................................93 3.8.4 云物流................................................93 3.8.5 政务云................................................94 3.8.6 云医疗................................................95 3.8.7 教育云................................................95 3.8.8 云制造................................................96 3.9 项目实训....................................................96 课后题...............................................................100 第 4 章 大数据 ............................................. 102 4.1 认识大数据..............................................102 4.1.1 什么是大数据..................................102 4.1.2 大数据的特征..................................102 4.1.3 大数据的思维..................................104 4.2 大数据技术基础......................................105 4.2.1 大数据处理的基本流程..................105 4.2.2 大数据采集技术..............................106 4.2.3 大数据预处理技术..........................106 4.2.4 大数据存储......................................107 4.2.5 大数据处理与分析技术..................107 4.2.6 大数据可视化..................................108 4.3 大数据采集..............................................108 4.3.1 大数据采集的意义..........................108 4.3.2 数据采集的方法..............................108 4.4 大数据预处理技术.................................. 111 4.4.1 数据清洗.......................................... 111 4.4.2 数据集成..........................................115 4.4.3 数据转换..........................................116 4.4.4 数据归约..........................................116 4.5 大数据存储..............................................117 4.5.1 大数据文件系统..............................117 4.5.2 NoSQL 数据库.................................118 4.5.3 数据仓库..........................................122 4.6 大数据处理与分析..................................123 4.6.1 Hadoop 大数据处理系统 ................123 4.6.2 MapReduce 大数据批处理系统......125 4.6.3 Spark 大数据实时处理系统............126 4.6.4 Storm ................................................127 4.6.5 数据挖掘..........................................128 4.7 大数据可视化..........................................129 4.7.1 数据可视化概述..............................129 4.7.2 数据可视化工具介绍......................129 4.8 大数据典型应用......................................131 4.8.1 大数据在互联网领域的应用..........131 4.8.2 大数据在医学领域的应用..............133 4.8.3 大数据在城市管理中的应用..........135 4.8.4 大数据在其他领域的应用..............138 4.9 项目实训..................................................138 课后题...............................................................145 第 5 章 人工智能......................................... 148 5.1 人工智能概述..........................................148 5.1.1 人工智能的定义..............................148 5.1.2 人工智能的发展..............................148 5.1.3 人工智能主要学派..........................150 5.1.4 人工智能编程语言..........................152 5.1.5 人工智能开发框架..........................153 5.2 机器学习..................................................154 5.2.1 什么是机器学习..............................155 5.2.2 机器学习的分类..............................156 5.2.3 机器学习的工作流程......................159 5.2.4 机器学习常见算法模型..................160 5.3 深度学习..................................................163 5.3.1 什么是人工神经网络......................163 5.3.2 神经网络的输入..............................164 5.3.3 神经网络如何进行预测..................165 5.3.4 神经网络如何学会预测..................167 5.3.5 常见的神经网络模型......................167 5.4 图像识别..................................................169 5.4.1 图像识别技术概述..........................169 5.4.2 什么是人脸识别..............................170 5.4.3 人脸识别技术原理..........................170 5.4.4 人脸识别技术应用..........................171 5.4.5 什么是 OCR 技术............................171 5.4.6技术原理.................................171 5.5 语音识别..................................................175 5.5.1 语音识别概述..................................175 5.5.2 语音识别算法..................................176 5.5.3 什么是声纹识别..............................180 5.5.4 声纹识别模型..................................181 5.5.5 声纹识别应用优势..........................182 5.6 自然语言处理..........................................182 5.6.1 自然语言处理概述..........................182 5.6.2 自然语言理解..................................183 5.6.3 自然语言生成..................................184 5.6.4 走近知识图谱..................................184 5.6.5 知识图谱的体系架构......................185 5.6.6 知识图谱应用..................................186 5.7 人工智能的典型应用领域......................187 5.7.1 制造..................................................187 5.7.2 家居..................................................187 5.7.3 金融..................................................187 5.7.4 零售..................................................188 5.7.5 交通..................................................188 5.7.6 安防..................................................189 5.7.7 医疗..................................................190 5.7.8 教育..................................................190 5.7.9 物流..................................................190 5.8 项目实训..................................................191 课后题...............................................................192 第 6 章 5G ................................................... 194 6.1 走进 5G 世界 ...........................................194 6.1.1 无线电信号频谱..............................194 6.1.2 移动通信的发展简史......................197 6.1.3 移动通信基础..................................200 6.1.4 蜂窝移动通信的概述......................201 6.1.5 5G 的概述........................................204 6.1.6 展望 6G ............................................205 6.2 5G 的标准与架构 ....................................206 6.2.1 5G 的通信标准................................206 6.2.2 5G 频谱的部署................................208 6.2.3 5G 的组网........................................211 6.2.4 5G 整体架构....................................213 6.3 5G 网络关键技术 ....................................216 6.3.1 提高效率的关键技术分析..............216 6.3.2 降低时延的关键技术......................220 6.3.3 网络切片技术..................................221 6.4 三大应用场景..........................................223 6.4.1 eMBB 应用场景分析 ......................223 6.4.2 mMTC 应用场景分析 .....................225 6.4.3 URLLC 应用场景分析....................226 6.5 5G 产业链 ................................................227 6.6 5G 典型应用 ............................................228 6.6.1 5G 直播............................................228 6.6.2 5G 智能电网....................................230 6.6.3 5G 智慧医疗....................................231 6.6.4 5G 安防............................................233 6.6.5 5G 智慧城市....................................234 6.7 项目实训..................................................237 课后题...............................................................240 第 7 章 虚拟现实......................................... 242 7.1 虚拟现实概述..........................................242 7.1.1 虚拟现实的概念..............................242 7.1.2 虚拟现实的特征..............................242 7.1.3 虚拟现实的发展..............................244 7.1.4 虚拟现实系统的分类......................248 7.2 虚拟现实的核心技术..............................251 7.2.1 立体显示技术..................................251 7.2.2 环境建模技术..................................253 7.2.3 三维虚拟声音的实现技术..............255 7.2.4 人机自然交互技术..........................256 7.2.5 实时碰撞检测技术..........................258 7.3 虚拟现实系统的解决方案......................259 7.3.1 常用硬件设备..................................259 7.3.2 移动 VR............................................264 7.3.3 VR 一体机........................................265 7.3.4 基于主机的 VR................................267 7.4 虚拟现实内容的设计与开发..................268 7.4.1 内容设计..........................................268 7.4.2 内容制作方式..................................271 7.4.3 开发引擎..........................................275 7.5 增强现实..................................................277 7.5.1 增强现实的认知..............................277 7.5.2 增强现实系统的关键技术..............279 7.5.3 增强现实技术的开发工具..............281 7.5.4 增强现实技术的应用......................282 7.6 虚拟现实在各行业领域的应用..............285 7.6.1 VR 游戏............................................285 7.6.2 VR 影视............................................286 7.6.3 VR 教育............................................288 7.6.4 军事............................................289 7.6.5 VR 旅游............................................289 7.6.6 VR 医学............................................291 7.6.7 其他领域..........................................292 7.7 项目实训..................................................293 课后题...............................................................297 第 8 章 区块链 ............................................. 299 8.1 区块链概述..............................................299 8.1.1 区块链的早应用比特币......299 8.1.2 区块链的特征..................................302 8.1.3 区块链的分类..................................304 8.1.4 区块链开发平台..............................305 8.2 区块链技术体系......................................307 8.2.1 区块链技术架构..............................307 8.2.2 区块链关键技术..............................308 8.2.3 区块链技术趋势..............................312 8.3 密码学和安全技术..................................313 8.3.1 对称加密和非对称加密..................313 8.3.2 哈希算法..........................................314 8.3.3 数字签名..........................................315 8.4 P2P 网络...................................................316 8.4.1 P2P 网络原理...................................316 8.4.2 P2P 架构与 C/S 架构的比较...........316 8.5 共识机制..................................................317 8.5.1 拜占庭将军问题..............................317 8.5.2 工作量证明（PoW）......................319 8.5.3 权益证明（PoS）............................319 8.6 智能合约..................................................320 8.6.1 智能合约的定义..............................320 8.6.2 智能合约的原理..............................320 8.7 区块链技术典型应用..............................321 8.7.1 区块链在金融领域的应用..............322 8.7.2 区块链在公证管理领域的应用......323 8.7.3 区块链在医疗卫生领域的应用......325 8.7.4 区块链在版权管理领域的应用......326 8.8 项目实训..................................................327 课后题...............................................................328 参考文献 ........................................................ 330
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