软考信管知识图谱-第 2章信息技术发展思维导图

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2026-08-18

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信息技术

云计算

区块链

计算机网络

新一代信息技术与计算机网络基础架构解析

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思维导图大纲

信息技术概述

定义：研究获取、处理、传输和使用信息的技术

信息技术及其发展

计算机软硬件

硬件：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备

软件：系统软件、应用软件、中间件

关系：互相依存、协同发展，功能边界渐模糊

计算机网络

通信基础

通信系统

源系统（发送端或发送方）

传输系统（传输网络）

目的系统（接后端或接收方）

现代通信关键技术

数字通信技术

信息传输技术

通信网络技术

网络基础

按作用范围分类

个人局域网（PAN）

局域网（LAN）

城域网（）

广域网（）

按使用者分类

公用网

专用网

网络设备

中继器

工作在物理层

网桥

数据链路层

路由器

网络层

集线器

物理层

二层交换机

数据链路层

三层交换机

网络层

网络标准协议

OSI 协议

七层协议

TCP/IP 协议

FTP 文件传输协议

TFTP 简单文件传输协议

HTTP 超文本传输协议

IEEE802 协议族

IEEE802.3

802.3：标准以太网

802.3U：快速以太网

802.3Z：千兆以太网

TCP 和 UDP

TCP：可靠的、面向连接的、全双工的；适用于传输数据少，可靠性要求高的场景

UDP：不可靠的，无连接的；适用于传输数据量大，可靠性要求不高，但是传输速度快的场景

高速率、低时延

支持场景：

增强移动宽带（eMBB）

超高可靠低时延通信（uRLLC）

海量机器类通信（mMTC）

存储和数据库

存储技术

DAS（直连式存储）：传输方式：硬盘、光盘、U 盘等；传输协议：物理协议SATA、ATA；传输对象：数据块

NAS（网络接入式存储）：个人云盘；传输协议：TCP/IP 协议；使用文件共享标准协议传输对象：文件

SAN（存储区域网络）：存储自组网；传输协议：光纤 FC；传输对象：数据块

存储虚拟化：方向一：把单独的小存储变成一份大存储；方向二：把一份大存储虚拟成很多块小的存储；

绿色存储：实现存储容量、性能和能耗三者之间的一个平衡

数据结构模型（优缺点）

层次模型

优点：结构简单清晰，适合一对多关系；基于指针查询，存取效率高，性能优于关系模型。缺点：仅支持一对多，难以表达多对多联系；增删操作约束多；数据独立性较差。

速记：树、一对多，查询快，多对多难表达

网状模型

优点：能够表达多对多的复杂实体关系；存取执行效率高。缺点：数据结构复杂，使用门槛高；需要了解底层存储细节，数据独立性差；数据定义与操作语言复杂。

速记：图、多对多，效率高，结构复杂难用

关系模型

优点：二维表格形式，直观易懂；数据独立性高；具备严谨的关系代数理论支撑；支持 SQL，开发使用便捷。缺点：大数据量下查询性能弱于层次、网状模型；完整性约束会带来额外性能开销。

速记：二维表，独立性高，有数学理论，查询性能弱于前两者；代表：MySQL、Oracle、SQL Server

数据库类型

关系型（ACID 原则）

原子性 A (Atomicity)：事务是不可分割单元，操作要么全部成功，要么全部失败回滚。

一致性 C (Consistency)：事务执行前后，数据库完整性约束不被破坏，数据始终合法。

隔离性 I (Isolation)：多个事务并发运行，各个事务之间互相隔离，互不干扰。

持久性 D (Durability)：事务提交成功后，数据修改永久生效，故障也不会丢失。

非关系型（NoSQL）

键值数据库：Redis；key‑value 存储

文档数据库：MongoDB；JSON 文档

列数据库：HBase；按列存储

图数据库：Neo4j；存储节点、关系

优缺点对比

关系型数据库

优点：支持事务 ACID，保证数据一致性；SQL 语句通用；约束完整，数据安全可靠。缺点：高并发、海量数据场景性能差；横向扩展困难；表结构固定，灵活性差。

非关系型数据库

优点：读写性能高，适合高并发大数据；易于横向扩展；数据模型灵活，无需固定表结构。缺点：大多不支持完整 ACID 事务；标准不统一；复杂查询能力弱

数据仓库

特性：面向主题的、集成的、非易失的且随时间变化的

体系结构（组成）

数据源（基础）

数据的存储与管理（核心）

联机分析处理（OLAP）服务器

ROLAP：基于关系型（Relational 关系）

基本数据和聚合数据都存放在 RDBMS 关系型数据库系统

优点：兼容关系数据库，海量数据扩展性好；缺点：多维分析查询速度慢

MOLAP：基于多维数组（Multi 多维）

基本数据和聚合数据都存放在 MDBMS 多维数据库系统

优点：多维查询速度快，分析性能高；缺点：占用存储空间大，数据更新开销大，海量数据扩展性差

HOLAP：混合（Hybrid ）

基本数据存放在 RDBMS，聚合数据存放在 MDBMS

优点：兼顾两者优势，平衡性能与存储缺点：架构复杂，维护成本高

前端工具：查询工具、报表工具、多维分析工具、数据挖掘工具

信息安全

基础

三要素：保密性、完整性、可用性

安全层次：设备、数据、内容、行为

加密解密

对称密钥（DES）

非对称密钥（RSA）

Hash 函数（散列算法）

数字签名（防伪造）

认证（鉴别）

信息系统安全

计算机安全

特性

网络安全

操作系统安全

数据库安全

应用系统安全

网络安全技术

防火墙

入侵检测与防护

VPN

安全扫描

网络蜜罐技术

web 威胁防护技术

web 访问控制技术

单点登录技术

网页防篡改技术

时间轮询技术

核心内嵌技术

水印

事件触发技术

使用程序或接口检测文件有没有被修改

文件过滤驱动技术

检测文件夹中的内容有没有被修改

web 内容安全

电子邮件过滤、网页过滤、反间谍软件

新一代安全技术

下一代防火墙

功能特性：

安全行为分析（UEBA）

数据获取层

算法分析层

场景应用层

新一代信息技术及应用

物联网

技术基础：三层架构（感知、网络、应用）

关键技术：传感器、传感网、应用系统框架

应用和发展：多领域应用

云计算

技术基础

IaaS：基础设施级服务

PaaS：平台级服务

SaaS：软件级服务

关键技术：虚拟化、云存储、多租户和访问控制、云安全

应用和发展：多趋势发展

大数据

技术基础：特征（海量、多样、低价值密度、高速）

关键技术：获取、分布式处理、管理、应用和服务技术

应用和发展：多领域应用

区块链

技术基础

分类：公有链（任何人随时访问）、联盟链（若干个组织组成）、私有链（某个组织组成）和混合链（公+私特征）

特征

多中心化

多方维护

时序数据

智能合约

不可篡改

开放共识

安全可信

关键技术：分布式账本、加密算法、共识机制

应用和发展：研究、应用层面发展

人工智能

关键技术：机器学习、自然语言处理、专家系统

应用和发展：多趋势发展

虚拟现实

关键技术

人机交互技术

传感器技术

动态环境建模技术

系统集成技术

主要特征：沉浸性、交互性、多感知性、构想性和自主性

新一代信息技术发展

国家信息化规划方向：网络连接、大数据等多方面

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