第1章

計算機與計算思維content重點難點重點：1.計算思維基本概念2.計算機系統(tǒng)3.數(shù)據(jù)編碼難點：1.計算機系統(tǒng)與計算思維2.編碼Contents目錄1.1計算思維1.2計算機系統(tǒng)1.3計算機中的數(shù)據(jù)編碼1.1計算思維1.1.1計算思維的廣泛應用計算與計算機科學計算思維基本概念計算手段與各學科廣泛融合計算形式符號操作函數(shù)運算能行可計算算法的執(zhí)行規(guī)則數(shù)字狀態(tài)機器信息處理物理符號系統(tǒng)計算機科學計算機是一種按照預先設計的程序自動、高速地運行復雜且高精度的設備以數(shù)學理論為基礎，涉及數(shù)理邏輯、計算模型、算法理論等領域的研究計算機科學起源于上個世紀30年代研究如何構(gòu)建計算工具探索利用這些工具解決實際問題的新方法計算思維的基本概念計算思維是一種基于計算機科學的基礎概念和方法去求解問題、設計系統(tǒng)和理解人類的行為核心要素問題分解抽象與建模算法與自動化評估與優(yōu)化計算與多學科融合預測氣象分析基因序列金融數(shù)據(jù)分析車企模擬碰撞測試計算手段與社會治理1.1.2計算工具的進化算籌帕斯卡加法機萊布尼茨乘法機差分機世界上第一臺計算機ENIAC電子數(shù)字積分計算機1946年在美國賓夕法尼亞大學研發(fā)成功計算速度為5000次加法/秒體重30噸，占地170平方米，18800只電子管，1500個繼電器耗電150kW/小時價格40萬美元平均2個小時壞1個電子管，平均每周工作2個小時第一代（1946~1958）電子管計算機5千~4萬（次/秒）第二代（1959~1964）晶體管計算機幾十萬~百萬（次/秒）第四代（1971~現(xiàn)在）超大規(guī)模的集成電路幾百萬~幾億（次/秒）第三代（1965~1970）集成電路計算機百萬~幾百萬（次/秒）計算機計算機電子元器件新型元器件計算機量子計算機光子計算機生物計算機1.1.3圖靈機和馮.諾依曼機圖靈機一種通用型計算機器模型通過一些簡單指令集合模擬人類所能進行的任何計算過程。只要能把計算任務分解成有限的指令步驟，圖靈機就能夠通過執(zhí)行這些步驟完成計算任務。凡是能用算法解決的問題，都能用圖靈機解決凡是圖靈機解決不了的問題，任何算法也解決不了馮.諾依曼計算機計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備五個部分組成存儲程序思想采用二進制1.2計算機系統(tǒng)1.2.1硬件系統(tǒng)中央處理器（CPU）主要由運算器和控制器組成運算器算術(shù)運算：包括加、減、乘、除等邏輯運算：主要是與、或、非、異或、比較等控制器讀取指令、分析指令、執(zhí)行指令按時間的先后順序向其他部件發(fā)出控制信號，保證各部件協(xié)調(diào)一致地工作性能指標主頻、時鐘周期、外頻、緩存、線程數(shù)、核心數(shù)、指令集、制程工藝、功耗、字長并行策略單核、多核、并行處理器存儲器存放數(shù)據(jù)和程序信息高速緩沖存儲器一級緩存（L1）、二級緩存（L2）、三級緩存（L3）主存儲器隨機存取存儲器(RandomAccessMemory,RAM)只讀存儲器(ReadOnlyMemory,ROM)輔助存儲器固態(tài)硬盤、U盤磁盤光盤存儲策略局部性原則：時間局部性：如果一個存儲單元被訪問，則可能該單元會很快被再次訪問空間局部性：如果一個存儲單元被訪問，則該單元鄰近的單元也可能很快被訪問。一致性原則：同一個信息會同時存放在幾個層次的存儲器中，此時，這一信息在幾個層次的存儲器中必須保持相同的值。包含性原則：處在內(nèi)層(更靠近CPU)存儲器中的信息一定被包含在各外層的存儲器中，即內(nèi)層存儲器中的全部信息一定是各外層存儲器中所存信息中的一小部分。輸入/輸出(I/O)接口對于外部設備，計算機內(nèi)部部件通過輸入/輸出(I/O)接口電路與總線連接，再與外設連接。按照計算機與外部設備之間信息傳輸方式串行接口按二進制位逐位傳輸，傳輸速度較慢，但省器材并行接口一次可以傳輸若干二進制位的信息，傳輸速度比串行方式快，但器材投入較多PCI接口顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、MODEM等接口PCI（PeripheralComponentInterconnect）總線插槽由Intel公司推出的一種32位數(shù)據(jù)總線、且可擴展為64位局部總線。它的工作頻率為33MHz，是系統(tǒng)總線接口的國際標準。AGP圖形加速接口直接與主板的北橋芯片相連使視頻處理器與系統(tǒng)主內(nèi)存直接相連，避免經(jīng)過窄帶寬的PCI總線而形成系統(tǒng)瓶頸增加3D圖形數(shù)據(jù)傳輸速度，而且在顯存不足的情況下還可以調(diào)用系統(tǒng)主內(nèi)存，擁有很高的傳輸速率。USB接口中文含義是“通用串行總線”USB能使相關(guān)外設在機箱外連接，允許“熱插拔”（連接外設時不必關(guān)閉電源），實現(xiàn)安裝自動化可以連接鼠標、鍵盤、打印機、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3機、手機、數(shù)碼相機、移動硬盤、USB網(wǎng)卡、ADSLModem、CableModem等幾乎所有的外部設備。總線數(shù)據(jù)總線雙方向的多根信號線組成CPU可以通過這些線從主存或外設讀入數(shù)據(jù)或向主存或外設送出數(shù)據(jù)。地址總線由單方向的多根信號線組成用于CPU向主存、外設傳輸?shù)刂沸畔⒖刂瓶偩€傳輸?shù)氖强刂菩畔?，包括CPU送出的控制命令和主存(或外設)返回CPU的反饋信號1.2.2軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護計算機資源的軟件，其主要的功能是進行調(diào)度、監(jiān)控和維護系統(tǒng)等等。系統(tǒng)軟件是用戶和裸機的接口。操作系統(tǒng)語言處理程序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：由計算機硬件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫應用程序組成服務性程序，如機器的調(diào)試、故障檢查和診斷程序、殺毒程序等。應用軟件：用戶為解決各種實際問題而編制的計算機應用程序及其有關(guān)資料數(shù)學計算軟件包、統(tǒng)計軟件包文字處理軟件包(如WPS、WORD2021)圖像處理軟件包(如Photoshop、動畫處理軟件3DSMAX)各種財務管理軟件、稅務管理軟件、工業(yè)控制軟件、輔助教育等計算機語言程序設計語言分類機器語言(MachineLanguage)01匯編語言（AssembleLanguage）英文字母符號串高級語言(Highlevellanguage)數(shù)學符號英文單詞高級語言轉(zhuǎn)化為機器語言編譯方式解釋方式操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡稱OS）是管理和控制計算機硬件與軟件資源的計算機程序是直接運行在“裸機”上的最基本的系統(tǒng)軟件任何其他軟件都必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運行操作系統(tǒng)基本功能進程管理負責管理CPU資源，提高CPU的利用率先來先服務（FCFS）：按照先后到達的順序優(yōu)先獲得CPU資源短作業(yè)優(yōu)先（SJF）：從等待隊列中選擇預計運行時間最短的進程投入運行按時間片輪轉(zhuǎn)（RR）：每個進程被分配一個時間片（如100毫秒）運行，時間片用完后，即使進程沒有執(zhí)行完，也會被暫停，放到就緒隊列末尾等待下一次調(diào)度優(yōu)先級調(diào)度：給每個進程分配一個優(yōu)先級，調(diào)度時優(yōu)先選擇優(yōu)先級高的進程運行多級反饋隊列調(diào)度：設置多個不同優(yōu)先級的就緒隊列，每個隊列對應不同的時間片。新進程先進入高優(yōu)先級隊列，若在該隊列時間片內(nèi)未執(zhí)行完，則降到下一級隊列。優(yōu)先級越高的隊列時間片越短。內(nèi)存管理負責管理內(nèi)存資源的使用，用戶程序啟動時為之分配內(nèi)存，用戶程序結(jié)束時收回相應內(nèi)存，提高內(nèi)存空間利用率。虛擬內(nèi)存是操作系統(tǒng)將內(nèi)存與外存（如硬盤）結(jié)合，為用戶提供一個比實際物理內(nèi)存大得多的邏輯內(nèi)存空間。它能讓應用程序認為自己擁有連續(xù)可用的內(nèi)存（邏輯內(nèi)存），實際上，運行時只有部分數(shù)據(jù)和代碼在物理內(nèi)存中，其余在磁盤上，需要時再調(diào)入內(nèi)存。分頁式：把程序和數(shù)據(jù)劃分為固定大小的頁分段式：按邏輯模塊分段段頁式：先分段再分頁設備管理負責管理CPU和內(nèi)存以外的資源使用，來提高外存空間利用率和用戶查找速度實現(xiàn)文件組織、磁盤信息組織、文件分配表等來掩蓋扇區(qū)、磁道等物理尋址機制管理各種I/O設備，為每個用戶程序分配和回收I/O設備常用的操作系統(tǒng)功能開啟任務管理器磁盤清理設置虛擬內(nèi)存操作系統(tǒng)分類桌面操作系統(tǒng)Windows（微軟）：如Windows10、Windows11，操作簡便、界面直觀、應用軟件豐富，廣泛兼容硬件與軟件，適合辦公、娛樂及通用場景。macOS（蘋果）：在圖形設計、影視制作等專業(yè)領域表現(xiàn)卓越，注重用戶體驗與系統(tǒng)流暢性。Linux：開源免費，資源占用低、安全性與穩(wěn)定性高，適用于開發(fā)者、服務器遷移及個人桌面，尤其在技術(shù)社區(qū)廣受歡迎。移動操作系統(tǒng)Android（谷歌）iOS（蘋果）HarmonyOS（華為）服務器操作系統(tǒng)WindowsServer（微軟）UNIXLinux嵌入式操作系統(tǒng)1.2.3指令系統(tǒng)指令是指示計算機執(zhí)行某項運算或處理功能的命令是計算機運行的最小功能單位指令格式指令系統(tǒng)一臺計算機使用的全部指令規(guī)定了計算機硬件能夠直接識別和執(zhí)行的各種操作以及這些操作的編碼方式指令系統(tǒng)的實現(xiàn)依賴于硬件和程序緊密相關(guān)，是程序的基本組成單位操作碼操作數(shù)地址指令系統(tǒng)分類CISC：復雜指令系統(tǒng)增強原有指令功能設置更為復雜的新指令，實現(xiàn)軟件功能的硬化RISC：精簡指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)都比較簡單指令條數(shù)少運算功能弱數(shù)據(jù)傳送類指令實現(xiàn)寄存器與寄存器之間寄存器與主存單元之間兩個主存單元之間的數(shù)據(jù)傳送運算類指令算術(shù)運算指令邏輯運算指令移位指令程序控制類指令用于控制程序的執(zhí)行順序轉(zhuǎn)移指令子程序調(diào)用、返回指令中斷、中斷返回指令輸入/輸出(I/O)類指令用來實現(xiàn)主機與外部設備之間的數(shù)據(jù)傳送1.3計算機中的數(shù)據(jù)編碼1.3.1二進制及存儲組織進制數(shù)十進制數(shù)（Decimal）有十個數(shù)碼0、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十進一，借一當十二進制數(shù)（Binary）有兩個數(shù)碼0和1逢二進一、借一當二八進制數(shù)（Octal）有八個數(shù)碼0、1、2、3、4、5、6、7逢八進一，借一當八十六進制數(shù)(Hexadecilnal)有十六個數(shù)碼，即0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，A、B、C、D、E、F逢十六進一，借一當十六下標法(1010)2、(1010)8、(1010)10、(1010)16后綴法1010B、1010D、1010Q、1010H進制數(shù)加權(quán)展開式設一個R進制數(shù)P，以小數(shù)點為分界線，各位數(shù)字依次排列如下：KnKn-1……K1K0.K-1K-2……K-mP=Kn×Rn+Kn-1×Rn-1+Ki×Ri……+K1×R1+K0×R0+……+K-m×R-mki表示第i位數(shù)碼，Ri表示R進制數(shù)位權(quán)值（1011．01）2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2=8+2+1+0.25=11.25（324）8=3×82+2×81+4×80=212即八進制數(shù)324等于十進制數(shù)212。以十進制轉(zhuǎn)二進制為例整數(shù)除2取余法余數(shù)倒排小數(shù)部分乘2取整法2與8進制、2與16進制互轉(zhuǎn)2與8互轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)8：以小數(shù)點為界限，分別向左、向右將每三位二進制數(shù)與一位八進制數(shù)相對應，若不足三位用0補齊8轉(zhuǎn)2：只須將每一位八進制數(shù)寫成對應的3位二進制數(shù)2與162轉(zhuǎn)16：以小數(shù)點為界限，分別向左、向右每4位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為1位十六進制數(shù)，不足4位用0補齊16轉(zhuǎn)換為2:將16進制數(shù)寫出對應的4位二進制數(shù)二進制存儲最小單位位bit1個二進制位可以存儲一個0或1基本單位字節(jié)Byte1個字節(jié)包含8個位常用單位1KB=210Byte=1024Byte1MB=210KB=220Byte=1,048,576Byte1GB=210MB=220KB=230Byte=1,073,741,824Byte1TB=210GB=220MB=230KB1PB=210TB=220GB=230MB=240KB=250B1.3.2數(shù)值編碼機器數(shù)：數(shù)值型數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的二進制表示形式真值：機器數(shù)所代表的實際值無符號數(shù)只能表示零和正整數(shù)，不包含負數(shù)所有二進制位都用來表示數(shù)值大小n+1位的無符號數(shù)的表示范圍是0~(2n+1-1)有符號數(shù)能表示正數(shù)、負數(shù)和零通常使用最高位（最左邊的位）作為符號位，0表示正數(shù)，1表示負數(shù)，其余位表示數(shù)值原碼符號位用0表示正數(shù)，用1表示負數(shù)數(shù)值部分就是該數(shù)絕對值的二進制表示+0的原碼是00000000，-0的原碼是10000000。反碼正數(shù)的反碼和原碼相同負數(shù)的反碼是將該數(shù)原碼的符號位不變（仍為1），數(shù)值部分按位取反（0變1，1變0）+0的8位二進制反碼是00000000，-0的8位二進制反碼是11111111。補碼正數(shù)的補碼和原碼、反碼一致；負數(shù)的補碼是將該數(shù)絕對值的二進制形式按位取反（0變1，1變0），然后在最低位加1。換言之，負數(shù)的補碼是在其反碼的基礎上加1。無論是+0還是-0，8位二進制補碼都是00000000。例題十進制數(shù)+3的原碼、反碼、補碼均是00000011十進制數(shù)-3原碼是10000011反碼：符號位不變，數(shù)值部分取反后得到反碼11111100補碼：反碼+1:11111101

1.3.3字符編碼ASCII碼AmericanStandardCodeforInformationInterchange美國國家信息交換標準代碼編碼對象：128個常用字符大小寫英文字母數(shù)學運算符號標點符號數(shù)字符號0-9控制字符每個字符占7位二進制數(shù)，一個字節(jié)是8位二進制數(shù)，余1位，用做檢測編碼出錯的奇偶校驗位編碼方法：給128個字符排序，賦予整數(shù)序號0-127，該序號的二進制數(shù)即為ASCII碼漢字編碼輸入碼用各種漢字輸入法輸入漢字的編碼全拼、智能拼音、五筆字型輸入法等國標碼“中華人民共和國國家標準信息交換漢字編碼”代號為“GB2312-80”收集了一級漢字3755個，二級漢字3008個，圖形符號682個，共計7445個每個漢字用兩個字節(jié)進行編碼，每個字節(jié)的最高位為0，其余7位為符號信息如：漢字“啊”的國標碼為00110000B、00100001B（即30H、21H）機內(nèi)碼漢字在計算機中的編碼將漢字國標碼的最高位都置成“1”，從而得到漢字的“機內(nèi)碼”由于國標碼與基本字符中的ASCII碼有沖突，如：漢字“啊”的國標碼為30H、21H，而它們又分別是ASCII碼的“0”（30H）和“！”（21H）。漢字字形碼以點陣方式表示，由字模信息構(gòu)成一個漢字的字模信息占多少字節(jié)由漢字的字形決定例如用16×16點陣表示一個漢字，則每個漢字占16行，每一行有16個點，一個點用一個字位來表示，一行16個點需用兩個字節(jié)，一個16×16點陣漢字占32個字節(jié)1.3.4其他編碼圖像編碼采樣將二維空間上的模擬圖像在水平和垂直方向上等間距地分割成矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個微小方格稱為一個像素點例如，一幅分辨率為640像素×480像素的圖像由640×480=307200個像素點組成分辨率是指圖像在橫縱方向上像素點的個數(shù)，分辨率越高，圖像質(zhì)量越好，文件也越大量化是將采樣的每個像素點的顏色用相同位數(shù)的二進制數(shù)表示采用的二進制數(shù)的位數(shù)稱為量化字長，如量化字長為16位，表示每個像素點長16位，可以描述216-65536種顏色量化字長一般有8位、16位、24位或32位等編碼壓縮的方法減少其占用的空間常見的圖像編碼格式有BMP、PCX、GIF、JPEG、PNG等例如，采用JPEG壓縮方法，在不影響效果的情況下可以將一張24位色、4288像素×2848像素的照片壓縮為約3.2MB的JPG文件聲音編碼采樣對模擬音頻進行周期性采樣，每1s的采樣次數(shù)稱為采樣頻率，如20kHz量化是把每一個采樣從模擬量轉(zhuǎn)化離散的數(shù)字量編碼是將量化后的數(shù)字聲音信號以二進制形式表示編碼可以采用8bit、16bit、24bit表示，稱為采樣位數(shù)采樣的頻率越高、采樣的位數(shù)越高，聲音越真實謝謝！第2章

互聯(lián)網(wǎng)與信息安全content重點難點重點：1.互聯(lián)網(wǎng)工作原理2.互聯(lián)網(wǎng)應用3.個人信息安全4.數(shù)字公民倫理難點：1.互聯(lián)網(wǎng)工作原理2.常見威脅及防護Contents目錄2.1互聯(lián)網(wǎng)進化史2.2互聯(lián)網(wǎng)工作原理2.3互聯(lián)網(wǎng)應用2.4保護個人信息安全2.5數(shù)字公民倫理2.1互聯(lián)網(wǎng)進化史2.1.1互聯(lián)網(wǎng)基礎架構(gòu)的演進之路1960s-1980s：技術(shù)萌芽與協(xié)議標準化1990s-2000s：全球化與標準化2010s至今：智能化與云-網(wǎng)融合1969年美國國防部高級研究計劃局（AdvancedResearchProjectsAgency）建立了一個名為ARPAnet的網(wǎng)絡。2.1.2互聯(lián)網(wǎng)應用生態(tài)的發(fā)展1971年：電子郵件誕生1990年萬維網(wǎng)（WWW）誕生1998年：Google搜索引擎2000年：商業(yè)CDN推出2004年：Facebook上線2005年：YouTube推出2013年：AWS服務化擴展2022年：ChatGPT發(fā)布（OpenAI）互聯(lián)網(wǎng)的深遠影響（1）社會經(jīng)濟層面1987年9月20日，錢天白教授發(fā)出我國第一封電子郵件“越過長城，通向世界”，揭開了中國人使用Internet的序幕。1994年4月20日，中國實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的全功能連接，成為接入國際互聯(lián)網(wǎng)的第77個國家。（2）文化層面（3）社會結(jié)構(gòu)與行為模式層面2.2互聯(lián)網(wǎng)工作原理2.2.1互聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)物理層物理層作為網(wǎng)絡體系的基礎，為數(shù)據(jù)傳輸提供了硬件支撐。它明確定義了電氣、機械及時間順序等方面的標準特性，具體包括電壓大小、接口形狀以及傳輸速率等關(guān)鍵參數(shù)。物理層中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號稱為比特流。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層負責在相鄰設備間可靠地傳輸數(shù)據(jù)。它將物理層的比特流組織成“幀”，并檢測傳輸中的錯誤。主要設備交換機數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議以太網(wǎng)協(xié)議（有線局域網(wǎng)）IEEE802.11協(xié)議族（無線局域網(wǎng)）網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層主要的職責是確保數(shù)據(jù)包能夠準確無誤地抵達目標位置。主要設備：路由器三層交換機傳輸層提供可靠性保障與流量控制功能、確保“端到端”之間的高質(zhì)量通信。應用層負責處理網(wǎng)絡應用之間的通信應用層協(xié)議：HTTP：超文本傳輸協(xié)議SMTP和IMAP：電子郵件服務DNS：域名服務2.2.2核心協(xié)議IP（InternetProtocol，網(wǎng)際協(xié)議）TCP（TransmissionControlProtocol，傳輸控制協(xié)議）UDP（UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）DNS（domainnameservice，域名服務）HTTP（HypertextTransferProtocol，超文本傳輸協(xié)議）HTTPS（HypertextTransferProtocolSecure，安全的超文本傳輸協(xié)議）IP地址IP地址IP地址就是給每個連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機（或路由器）分配的一個在全世界范圍內(nèi)的唯一標識符。IP地址現(xiàn)在由互聯(lián)網(wǎng)名字和數(shù)字分配機構(gòu)ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)進行分配。點分十進制記法10000000000010110000001100011110

機器中存放的IP地址是32位二進制代碼10000000000010110000001100011110每8位一組采用點分十進制記法則進一步提高可讀性0128

11330將每8位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)如何查看計算機的IP地址？1.單擊“開始”菜單，選擇“運行”（win+R），在“運行”對話框中輸入cmd，點擊確定。如何查看計算機的IP地址？2.進入命令提示符窗口，輸入ipconfig，回車。如何查看計算機的IP地址？域名服務域名域名任何一個連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，稱為域名DN（DomainName）。域名與IP地址之間的轉(zhuǎn)換稱為域名解析域名服務器（DNS，DomainNameServer）域名域名的結(jié)構(gòu)如下：……．三級域名．二級域名．頂級域名

中國教育機構(gòu)服務器名黑龍江大學www.hlju.edu.cn部分國家或地區(qū)頂級域名通用頂級域名域名的管理ICANN互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機構(gòu)負責互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）地址的空間分配、協(xié)議標識符的指派、通用頂級域名（gTLD）以及國家和地區(qū)頂級域名（ccTLD）系統(tǒng)的管理、以及根服務器系統(tǒng)的管理。域名的管理中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心（ChinaInternetNetworkInformationCenter，CNNIC）自2009年11月，中國實行域名實名制。2.2.3家庭網(wǎng)絡解析局域網(wǎng)（LAN）城域網(wǎng)（MAN）廣域網(wǎng)（WAN）標準家庭網(wǎng)絡拓撲圖2.3互聯(lián)網(wǎng)應用2.3.1Web應用Web應用Web應用的發(fā)展階段Web1.0以靜態(tài)內(nèi)容展示為主，如早期門戶網(wǎng)站，用戶只能被動瀏覽。Web2.0引入Ajax等技術(shù)，用戶可主動創(chuàng)造和分享內(nèi)容，如社交媒體Facebook。Web3.0融合了人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)，Web應用具備了智能推薦、去中心化的特征。Web應用的技術(shù)體系前端由HTML、CSS和JavaScript構(gòu)成，分別負責內(nèi)容結(jié)構(gòu)、視覺呈現(xiàn)和交互邏輯。服務器端編程語言如Python、Java協(xié)同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)MySQL處理業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)存儲。Web應用的架構(gòu)設計典型Web應用采用分層設計，客戶端請求經(jīng)網(wǎng)絡傳輸至服務器集群，服務器處理后返回結(jié)果。CDN緩存靜態(tài)資源，如淘寶借助CDN縮短圖片加載時間，提升用戶體驗。HTML文檔中標簽的用法<HTML><HEAD>

<TITLE>一個HTML的例子</TITLE></HEAD><BODY><H1>HTML很容易掌握</H1><P>這是第一個段落。雖然很短，但它仍是一個段落。</P><P>這是第二個段落。</P></BODY></HTML>HTML文檔開始首部開始標題首部結(jié)束主體開始主體結(jié)束HTML文檔結(jié)束2.3.2信息檢索信息檢索01演進歷程從圖書館卡片目錄到離線數(shù)據(jù)庫，再到在線搜索引擎，信息檢索不斷升級。Google和百度引入人工智能理解用戶意圖，未來語義搜索和生成式AI將更智能。02核心技術(shù)網(wǎng)絡爬蟲抓取網(wǎng)頁內(nèi)容，索引技術(shù)整理成高效“目錄”，查詢處理結(jié)合自然語言處理理解搜索意圖。排名算法如Google的PageRank評估網(wǎng)頁重要性，機器學習優(yōu)化推薦結(jié)果。03工具種類通用搜索引擎如Google適合日常查詢，專業(yè)工具如PubMed專注醫(yī)學領域，垂直搜索如淘寶商品搜索聚焦特定主題。語音助手如Siri提供便捷體驗，企業(yè)內(nèi)部知識管理系統(tǒng)助力員工查找文檔。信息檢索的社會影響與挑戰(zhàn)信息檢索讓知識傳播更高效，學生通過搜索免費課程提升自我，研究者快速獲取文獻推動創(chuàng)新。信息檢索為商業(yè)決策和社會管理提供重要支持，幫助企業(yè)和政府快速獲取關(guān)鍵信息。提升知識傳播與決策效率信息過載使用戶難以篩選有價值信息，個性化推薦可能形成“信息繭房”，限制多樣化觀點。搜索記錄可能被用于構(gòu)建用戶畫像，隱私風險不容忽視，惡意網(wǎng)站和虛假信息可能誤導用戶。面臨的挑戰(zhàn)用戶應選擇支持隱私保護的搜索引擎，避免在不安全網(wǎng)絡上搜索敏感內(nèi)容，定期清理瀏覽器數(shù)據(jù)。平臺需提升算法透明度，減少虛假信息傳播，加強隱私保護措施。應對策略2.3.3電子商務電子商務01技術(shù)融合與創(chuàng)新移動電子商務興起，消費者可隨時隨地購物，社交電子商務模糊社交媒體與在線購物界限。人工智能預測需求，增強現(xiàn)實技術(shù)助力“試穿”，區(qū)塊鏈提升交易安全性和透明度。02跨境電子商務跨境電子商務為企業(yè)提供廣闊市場，為消費者帶來更多元化選擇，但面臨關(guān)稅、物流等挑戰(zhàn)。企業(yè)需提升全球化運營能力，適應不同國家的政策和文化差異。03主要模式B2B模式:阿里巴巴B2C模式:京東C2C模式:閑魚O2O模式:美團電子商務的安全風險與防護支付安全風險：網(wǎng)站未使用SSL證書，數(shù)據(jù)可能被黑客攔截，偽造支付頁面或惡意軟件竊取支付憑證。釣魚網(wǎng)站與詐騙：假冒購物網(wǎng)站誘導用戶輸入信息，外觀逼真但缺乏HTTPS保護。安全風險平臺采用HTTPS加密、雙因素認證等技術(shù)保障交易安全，用戶選擇信譽良好平臺，檢查網(wǎng)站安全標志。用戶避免點擊可疑鏈接，定期監(jiān)控賬戶活動，平臺加強安全防護和用戶教育。防護措施2.3.4社交與溝通工具

社交與溝通工具即時通信工具如微信支持即時消息收發(fā)、群聊、文件傳輸和語音視頻通話，具有實時性和便捷性。端到端加密技術(shù)保障隱私，但需警惕假冒好友詐騙和惡意鏈接文件，用戶需謹慎核實身份。即時通信工具電子郵件適用于正式場合，功能包括郵件收發(fā)、附件傳輸和聯(lián)系人管理，采用加密和數(shù)字簽名技術(shù)保護內(nèi)容。用戶需注意偽造發(fā)件人、釣魚鏈接和病毒附件等風險，仔細核查發(fā)件人身份，謹慎處理附件。非實時通信工具在線會議工具如Zoom提供視頻會議、屏幕共享和錄制功能，應用于遠程辦公和教學。安全措施包括設置密碼、等候室和端到端加密，但需防范“Zoombombing”和錄制內(nèi)容泄露等風險。在線會議工具在線溝通工具與社交網(wǎng)絡的聯(lián)系與區(qū)別在線溝通工具專注于直接交流，強調(diào)效率與私密性；社交網(wǎng)絡側(cè)重社區(qū)互動，強調(diào)內(nèi)容傳播與關(guān)系網(wǎng)絡構(gòu)建。在線溝通工具追求實時性與安全性，社交網(wǎng)絡追求開放性與傳播性，兩者在功能和用戶體驗上各有側(cè)重。功能與用戶體驗在線溝通工具重點關(guān)注加密技術(shù)與傳輸安全，社交網(wǎng)絡面臨隱私保護、內(nèi)容審核和信息真?zhèn)伪鎰e等挑戰(zhàn)。兩者雖有功能交叉，但在應用場景和安全需求上存在明顯差異，需分別采取針對性的防護措施。安全與隱私挑戰(zhàn)2.3.5移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng)截至2024年，全球移動互聯(lián)網(wǎng)用戶達72億，滲透率89%，移動互聯(lián)網(wǎng)直接經(jīng)濟規(guī)模達1.23萬億美元。移動支付、在線教育、遠程辦公等領域成為主要增長點，智能設備數(shù)量超過200億，涵蓋多個領域。發(fā)展現(xiàn)狀移動互聯(lián)網(wǎng)推動各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，如支付寶“城市大腦”優(yōu)化城市服務，工業(yè)元宇宙賦能制造業(yè)。從“連接萬物”向“賦能認知”跨越，形成全域智能、即時響應的數(shù)字文明新形態(tài)，引領互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與發(fā)展。重要影響移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)與接入方式終端層：新型硬件技術(shù)如腦機交互設備取得突破，推動交互模式從“觸控”向“無感交互”轉(zhuǎn)變。網(wǎng)絡層：依托5G、量子加密傳輸和低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，未來連接范圍將擴展至地球全域與近地空間。平臺層：通過分布式AI大模型與邊緣計算節(jié)點，構(gòu)建高效響應的智能算力網(wǎng)絡。應用層：圍繞用戶需求提供個性化服務，如元宇宙社交、實時AR協(xié)作，催生虛實共生的數(shù)字化社會形態(tài)。技術(shù)架構(gòu)蜂窩移動網(wǎng)絡WPANWLANWMAN衛(wèi)星通信網(wǎng)絡接入方式移動互聯(lián)網(wǎng)的應用場景即時通信應用如微信讓用戶實時交流，移動支付工具如支付寶和微信支付普及，推動社交電商發(fā)展。短視頻平臺如抖音通過算法推薦個性化內(nèi)容，娛樂應用如在線音樂、網(wǎng)絡直播和社交平臺增強用戶體驗。在線教育平臺如騰訊課堂提供視頻課程和互動答疑，遠程辦公工具如釘釘和騰訊會議支持團隊協(xié)作。移動互聯(lián)網(wǎng)打破時間和空間限制，為學習和工作提供新模式，提升效率和靈活性。移動醫(yī)療應用如好大夫在線提供遠程問診，健康管理工具監(jiān)測身體數(shù)據(jù)，提升醫(yī)療服務可及性。導航應用如高德地圖提供實時路線規(guī)劃，網(wǎng)約車和共享單車平臺優(yōu)化出行效率，旅游預訂應用提供個性化推薦。移動銀行應用提供賬戶管理和理財服務，區(qū)塊鏈技術(shù)為數(shù)字貨幣增添安全性。移動政務平臺辦理社保查詢等業(yè)務，提升政府與公眾互動的便捷性，推動政務服務數(shù)字化和高效化。生活領域工作與學習領域醫(yī)療與交通領域金融與政務領域移動互聯(lián)網(wǎng)的安全挑戰(zhàn)與防護安全風險手機丟失或被盜、網(wǎng)絡陷阱、支付詐騙和數(shù)據(jù)泄露等風險威脅用戶隱私和安全。連接免費Wi-Fi可能遭遇偽造熱點，可疑短信或電話需核實確認，應用程序安裝需謹慎。01防護措施設置復雜密碼，開啟“查找手機”功能，保護個人隱私信息，避免在公共場合暴露敏感信息。只從官方應用商店下載應用程序，定期檢查“應用權(quán)限”，核對商戶名稱首字母，關(guān)閉“免密支付”等。022.4保護個人信息安全2.4.1個人信息與數(shù)字畫像個人信息與數(shù)字畫像個人信息分為身份標識類（如身份證號、手機號）、財產(chǎn)關(guān)聯(lián)類（如銀行卡號、支付密碼）和行為特征類（如定位軌跡、購物記錄）。這些信息一旦泄露，可能被不法分子拼湊出“數(shù)字畫像”，用于詐騙或侵犯隱私。信息分類與風險01信息泄露不僅是技術(shù)問題，更是生活習慣的考驗。如快遞單泄露姓名地址，弱密碼易被破解，行為數(shù)據(jù)被分析可能導致精準詐騙。保護個人信息需從技術(shù)與習慣入手。信息泄露的影響02常見威脅及防護措施拒絕服務攻擊DoS/DDoS攻擊通過發(fā)送大量請求阻斷合法訪問。DDoS利用僵尸網(wǎng)絡發(fā)起協(xié)同攻擊，如Dyn公司攻擊事件。需采用流量清洗、行為分析和源頭追溯等多層防護策略。數(shù)據(jù)泄露與信息盜竊數(shù)據(jù)泄露因安全措施不足暴露信息，如CapitalOne事件；信息盜竊是黑客有意非法獲取，如Target事件。需加密存儲、訪問控制和定期審計防范風險。惡意軟件感染惡意軟件包括病毒、勒索軟件和間諜軟件，攻擊目標為系統(tǒng)破壞、數(shù)據(jù)竊取和非法牟利，如WannaCry勒索軟件攻擊。需安裝安全補丁、使用安全軟件和備份重要數(shù)據(jù)防范。社會工程學攻擊社會工程學攻擊利用人類心理弱點獲取信息，如RSASecurity公司APT攻擊。需提高安全意識、警惕可疑郵件和鏈接、不輕易透露個人信息防范。會話劫持與篡改會話劫持通過竊取或偽造會話令牌獲取訪問權(quán)限，如Heartbleed漏洞。需采用HTTPS加密通信、完善會話管理機制、定期更新漏洞和部署入侵檢測系統(tǒng)防范。2.4.2個人信息安全防護策略主動泄露的防范遵循“絕對禁區(qū)”“必要遮蔽”和“場景評估”原則，避免在社交平臺泄露敏感信息。如分享票據(jù)時打碼關(guān)鍵信息，發(fā)布前評估信息是否會被惡意利用。現(xiàn)代AI可通過碎片化信息重構(gòu)身份，需養(yǎng)成“發(fā)布前三重檢查”習慣，檢查內(nèi)容、背景和元數(shù)據(jù)，防止信息被惡意利用。社交分享原則AI技術(shù)的風險被動竊取的防范分級防護策略針對不同攻擊場景，采取分級防護策略。設備安全層面，遵循“3-2-1”備份原則，送修前全盤加密；權(quán)限管理層面，建立“最小權(quán)限”意識；密碼安全層面，使用記憶短語和雙因素認證。網(wǎng)絡防護措施啟用VPN加密通道，禁用公共網(wǎng)絡文件共享功能；選擇官方應用商店下載應用，核查開發(fā)者資質(zhì)。定期檢查數(shù)據(jù)泄露情況，構(gòu)建動態(tài)防御體系。技術(shù)漏洞的防范系統(tǒng)化防護措施手機開啟SIM卡PIN碼保護，關(guān)閉USB調(diào)試模式；電腦遮擋攝像頭，管理敏感權(quán)限；智能家居定期修改密碼。使用數(shù)據(jù)隔離線充電，出售舊手機前徹底清除數(shù)據(jù)。安全習慣的培養(yǎng)約34%的數(shù)據(jù)泄露事件與未修復技術(shù)漏洞有關(guān)，需培養(yǎng)“安全第一”習慣，從物理防護到系統(tǒng)設置，每個環(huán)節(jié)都是抵御攻擊的關(guān)鍵防線。2.4.3信息泄露的應急措施信息泄露的應急措施自查表通過自查表快速判斷信息是否泄露。如收到大量垃圾短信、社交賬戶出現(xiàn)陌生登錄記錄、銀行卡不明扣款等，都是信息泄露的信號。補救行動清單發(fā)現(xiàn)信息泄露后，迅速進入應急模式。凍結(jié)相關(guān)賬戶，修改關(guān)聯(lián)密碼，向平臺提交侵權(quán)投訴，保留證據(jù)報警處理。速度與條理是應急措施的核心，通過計算思維分析和信息素養(yǎng)保護數(shù)字安全。2.5數(shù)字公民倫理2.5.1權(quán)利