信息系統概述

一、信息系統的組成與功能

1.信息技術IT（InformationTechnology）,也稱為信息與通信技術。信息技術是指獲取、傳輸、

存儲、加工和表達信息的各種技術總和。信息技術主要包括計算機技術、計算機網絡技術,

也包括了電視、電話等相關通信技術。

2.信息技術的四個發展階段：前機械時期（文字、載體）、機械時期（印刷、目錄頁面、

計算器）、電子機械時期（電報、電話、收音機）和電子化時期（計算機）。

3.信息技術對社會、生活和人類的影響：信息技術沿著以計算機為核心到以互聯網為核心,

再到以數據為核心

4.信息系統的概念：是由硬件軟件設施、通信網絡、數據和用戶構成的人機交互系統。

用戶：信息系統中的用戶范圍很廣，如信息系統的使用者、計算機和非計算機設備的操作與

維護人員、程序設計員、數據庫管理員、系統分析員、信息系統的管理人員及人工收集、加

工、傳輸信息的有關人員等。

5.信息系統的功能有：

①數據收集和輸入功能；②數據存儲功能；③數據傳輸功能；④數據加工處理功能；⑤數據

輸出功能；⑥數據查詢功能。

二、信息系統的應用及信息社會

1.信息系統應用分類：

按照系統的規模分為：簡單系統、復雜系統。

按照技術發展的階段分為：數據處理系統（報表）、管理信息系統（數據庫）、決策信息系

統（交互APP）等。

按照應用范圍分為：①通用信息系統（工資、人力資源）；②制造業信息系統；③醫療保健

信息系統；④學校管理信息系統；⑤銀行信息系統；⑥地方政府信息系統。

2.信息系統的優勢

①規范工作流程，提高工作效率;

②跨越時空限制,服務隨時隨處；

③基于數據分析,支持科學決策;

④便捷保存數據,利于共享追蹤。

3.信息系統的局限性

①對外部環境有依賴性(停電)；

②本身有安全隱患(軟件、人員、病毒)；

③技術門檻可能加劇數字鴻溝。

4.信息社會是指以信息活動為基礎的新型社會形態和新的社會發展階段。

⑴信息社會的基本內涵，其具體體現：

①信息社會是以人為本的;

②信息社會是可持續發展的:

③信息社會是以信息和知識作為重要資源的;

(2)信息社會的主要特征

信息社會的特征可以從信息經濟、網絡社會、在線政府和數字生活四個維度來闡述。

①信息經濟是信息社會最基本的經濟形態，也是決定信息社會發展水平高低的重要因素。

②網絡社會主要表現在兩個方面，即信息服務的可獲得性、社會發展的全面性。

③在線政府具有科學決策、公開透明、高效治理、互動參與等方面的特征。

④信息社會，人們的生活工具數字化、生活方式數字化、生活內容數字化。

⑶信息社會指數(吏1)

其計算公式為：信息社會指數(ISI)=信息經濟指數又30%+網絡社會指數X30%+在線政府指

數X10%+數字生活指數X30%

(4)信息社會的發展過程

①準備階段①<ISIV區)

②發展階段

根據發展程度的不同，發展階段又可分為初級階段(0.6WISIV0.8)、中級階段(0.8WISIV0.9)

和高級階段(0.9WISIV1)。

信息系統的支撐技術

一、計算機硬件

1.計算機硬件概述

(1)信息系統中的硬件包括計算機硬件、移動終端硬件和通信網絡設名等。

(2)計算機硬件是信息系統中最主要的組成部分，主要負責對信息進行加工、處理和存儲。

2.計算機的發展

計算機經歷了從電子管、晶體管、集成電路、大規模超大規模集成電路四個階段

3.計算機硬件組成

(1)從外觀上看，計算機一般由主機、顯示器、鍵盤和鼠標組成，主機中最重要的部件是主振，

主板上有中央處理器(CPU)、內存條和適配器的插槽等。P34

(2)計算機硬件主要由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部件組成。

中央處理器(CEU)是計算機最核心的部件，由運算器和控制器組成。

(3)存儲器的功能是存放程序和數據，按用途可分為主存儲器(內存)、輔助存儲器(處存)和高速

緩沖存儲器。

內存通常分為只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)兩種,兩者之間最大的區別是在關

閉電源后，RAM中的信息會丟失,而ROM中的信息仍然會保留。

計算機常用的外存有硬盤和閃存盤。

(4)常用的輸△設備有鍵盤和鼠標；常用的輸出設備有顯示器和打印機。而在輸入輸出設備中，

兼具輸入輸出功能的主要有聲卡、網卡、光盤驅動器等。

4.計算機的性能指標

(1)計算機的性能主要由CPU、存儲器等部件的性能指標決定。

(2)CPU是計算機的核心部件，它的性能指標主要由主頻、字長、核心數量、高速緩存等參數

決定。存儲器也是計算機的核心部件，存儲器的存儲容量、讀寫速度都是影響存儲器性能的

重要指標。

5.計算機的工作原理

(1)現代計算機大多采用“存儲程序式”體系結構，它是圖靈機的工程實現。

(2)處理信息的一般步驟為輸入、處理(控制和運算)、在僮、輸出四個步驟。

(3)原始數據被臨時存儲在RAM中,處理后的信息再存儲到處在中。

二、計算機軟件

1.計算機軟件

(1)軟件是相對硬件而言的，它是指在計算機上運行的程序及其數據和文檔的總和。

(2)沒有計算機硬件，軟件是無法存在的；同樣，沒有軟件的計算機硬件也不能單獨工作。

計算機軟件和硬件必須協回才能正常工作。沒有安裝任何軟件的計算機被稱為裸機。

(3)根據軟件所起的作用不同，計算機軟件可分為系統軟件和應用軟件等。

2.系統軟件及其功能

(1)系統軟件

系統軟件是指控制和協調計算機及外部設備，支持應用軟件開發和運行的軟件，負責管理計

算機系統中各種獨立的硬件，使得它們可以協調工作。系統軟件包括操作系統、數據庫管理

系統(MSSQL)、代碼軟件(Python),其中最重要的是操作系統。

(2)操作系統

常用的計算機操作系統有：Windows>MacOS、Linux和Unix等。

3.應用軟件及功能

定義：應用軟件是利用計算機的軟硬件資源為解決某一應用領域的某個實際問題而專門無發

的軟件。

三、移動終端

1.移動終端

(1)移動終端也叫通信終端，是指可以在移動中使用的計算機設備，廣義地講，包括POS機、

手機、PDA和平板電腦等。

(2)移動終端同普通計算機一樣，也是由硬件和軟件組成。

(3)2007年開始,移動智能終端的出現引發了顛覆性變革,揭開了移動互聯網產業發展的序幕。

2.移動終端的硬件

(1)移動終端的硬件普遍采用計算機經典的體系結構，其軟件也分為系統軟件和應用軟件。

(2)移動終端的尺寸、功耗與性能三者之間需要合理平衡。同時，移動終端的軟件和硬件也要

互相匹配、緊密融合，才能使性能更佳。

(3)移動終端的中央處理器是整個設備的控制中樞系統和邏輯控制中心。

(4)移動終端常見的中央處理器有蘋果、三星、高通、英特爾、英偉達、聯發科等，麒麟CPU

是我國首款國產移動終端中央處理器。

3.移動終端的軟件

(1)移動終端的操作系統：主要有安卓(Android)系統、蘋果iOS系統、Windows系統等。

(2)移動終端的應用軟件：移動終端的應用軟件往往與工作、生活密切相關。

4.移動終端的工作原理

(1)跟計算機一樣，包括輸入、處理(運算與控制)、存儲和輸出四個部分,其工作原理與計

算機基本相同。

(2)移動終端具備“智能性”

在硬件上主要基于傳感器的植入,傳感器增加了移動終端的自動檢測與適應功能,使移動終

端能根據不同人群的使用習慣自動做出調整。

舉例：手機中的光線傳感器，會根據所處環境的光線亮度來自動調整手機屏幕亮度。

（3）移動終端具備“移動性”：共享單車

5.手機的性能指標

影響智能手機的主要性能指標有CPU、存儲和屏幕分辨率等。

（1）CPU：CPU核心數量越多，主頻越高，智能手機的性能就越好。

（2）RAM：類似于計算機中的“內存條”,越大越好，智能手機實現多任務處理、復制和

粘貼、運行大型游戲程序等非常依賴RAM。

（3）ROM：類似于計算機中的“硬盤”,采用靜態內存，越大越好。

四、傳感與控制

1.信息系統與外部世界的聯系

在由傳感與控制技術支持的信息系統中，佞感技術負責將采集到的外部世界的各種信息輸入

到信息系統；控制技術則實現信息系統對外部世界的控制。

2.常見的傳感器技術

（1）傳感器的組成

傳感器屬于信息輸入設備，一般由敏感元件、轉換元件、其他軸助元件三部分組成。

（2）傳感器的作用

①光線傳感器:自動調節屏幕背光的亮度。

②距離傳感器:檢測手機是否貼在耳朵上正在打電話，以便自動調暗屏幕達到省電的目的。

③重力傳感器:實現手機橫豎屏智能切換、拍照照片朝向切換。

④加速度傳感器:實現計步功能。

⑤指紋傳感器：實現加密、解鎖、電子支付等功能。

⑥霍爾傳感器：實現翻蓋自動解鎖、合蓋自動鎖屏等功能。

同一種傳感器采用不同的算法，還可以實現不同的功能

3.傳感器信息的獲取

信息系統要從傳感器獲取信息，可以采用多種通信方式，如無線網絡、藍牙、串口（COM接

旦）等。傳統的計算機一般沒直傳感器的接口，計算機和智能終端的通信一般采用COM接口

或通過USB接口模擬COM接口來實現。

例1：選擇micwbit設備作為采集傳感器數據的智能終端，通過Python編程，獲取溫度傳感

器的信息。

（1）通過USB連接線將micro:bit接到計算機，并安裝串口驅動。

(2)編寫BXY程序，獲取環境數據

@micro:bit的代碼軟件為BXY

②temperature。用于讀取開發板上自帶的溫度傳感器

③sleep(200)表示延時200毫秒(0.2秒)

(3)通過串口調試工具，查看串口數據

(4)編寫Python代碼,讀取串口數據并顯示

importserial

ser=seriaLSerial()#設置串口為變量ser

ser.baudrate=115200#設置ser波特率為115200

ser.port='COM3'#設置ser串口號為COM3

ser.open()

whileTrue:

print(ser.readline())#讀取ser數據

(5)將串口數據保存到文件中

importserial

ser=serial.Serial()

ser.baudrate=115200

ser.port='COM3'

ser.open()

f=open('microbit.txt/wb)#打開microbit.txt文件為變量f

a=20

whilea>0:

a-=l

line=ser.readline()

f.write(line)#將line寫入f中

print(line)

f.close()#關閉f文件

ser.close()

例2：當串口接收到“H”時，LED顯示“高興”的表情圖標；接收到“S”時，LED顯示''難

過”的表情圖標

(1)編寫BXY程序，獲取環境數據

frommicrobitimport*#導入microbit

whileTrue:

ifuart.any():

讀取端口數據

incoming=str(uart.readall(),"UTF-8")#readall()：

incoming二incoming.strip('\n')

ifincoming=='H,:

display.show(lmage.HAPPY)#show:顯示;ima&e:圖像;HAPPY:高興

print("lamhappy")

elifincoming=='S':

display.show(lmage.SAD)#SAD:難過

print("lamsad")

else:

print("err")

(2)通過串口調試工具，控制micnxbit的LED陣列并查看串口數據

(3)用Python程序控制micro:bit的LED陣列并查看串口數據

importserial

ser=serial.Serial()

ser.baudrate=115200

ser.port='COM3'

ser.open()

whileTrue:

name=input()#輸入變量name

ser.write(name.encode())#向micro:bit寫變量name

time.sleep(l)#延時1秒

line=ser.readline()

print(line.strip().decode())

題目1：

在BXY中輸入代碼如圖2-31所示。

:3importmusic

.4)whileTrue:

51-forfreqinrange(880f1760,32):

music.pitch(freq,8)

forfreqinrange(1760r880z-32):

music.pitch(freq,8)

music.pitch(freq,8)表示播放設定頻率的曲調，時間為8ms.下載并運行該代碼，在蜂鳴器中聽

到的聲音效果是()

A.聲音頻率升高一次降低一次

B.聲音頻率不變

C.聲音頻率降低一次升高一次

D.聲音頻率呈周期性變化

題目2：

在BXY中輸入代碼：

frommicrobitimport*

importrandom

whileTrue:

ifbutton_a.is__pressed():

display.scroll(str())

下載并運行該代碼，實現按鍵a被按下,就不停滾動顯示。司中隨機數字，則劃線處需添加

代碼

A.random.randint(l,6)

B.random.randint(lz7)

C.random.random(l,6)

D.random.random(l,7)

題目3：

whileTrue:

temp,hum=dhtll.read(l)

iftemp<0ortemp>30:

display.show(lmage.HAPPY)

sleep(lOOO)

else:

display.show(lmage.SAD)

music.pitch(440,1000)

sleep(lOOO)

下載并運行該代碼，如果當前溫度為25攝氏度，描述正確的是

A.主板LED顯示“難過"，

B.主板LED示"難過"，并播放音樂

C.主板LED顯示"笑臉"

D.主板LED顯示“笑臉"，并播放音樂

4.射頻識別技術

(1)概述

①射頻識別，又稱無線射頻識別(簡稱RFID),屬于通信技術的范疇,同時從信息采集的角度

來看，射頻識別技術也屬于傳感器技術。

②射頻是指具有遠距離傳播能力的高頻電磁波

③射頻識別的過程，實際上是一種無線傳輸：發射般發送特定的射頻信號，接收端接收到射

頻信號后，并從中提取出有用信息。

兩大基本元素：發射端——RFID標簽(也稱電子標簽),接收端——RFID讀寫器。

④電子標簽：由芯片與天線(線圈)組成，每個標簽具有唯一的電子編碼。按照能量供給方式

的不同，電子標簽分為有源標簽和無源標簽。

(2)射頻識別技術的應用

無源RFID產品：公交卡、食堂餐卡、銀行卡、賓館門禁卡、第二代居民身份證等。

NFC技術：由RFID演變而來，所謂“閃付”是指銀行卡上集成了支持NFC功能的芯片。

5.信息系統中的控制

(1)信息系統通過傳感器獲取外部世界的各種信息，通過執行器,則可以作用于外部世界。

(2)開環控制：輸出信號不影響輸入信號，人工控制系統(樓道照明燈的開關)

(3)閉環控制：輸出信號影響輸入信號，自動控制系統(電飯煲設置溫度做飯)

五、網絡系統

1.網絡技術

網絡技術是信息系統的重要支撐技術，它可以將地理位置不同、功能獨立的多個計算機系統

互聯起來，使信息系統的作用范圍超越地理和時空的限制，極大地增強了信息系統的功能。

2.網絡的功能與作用：數據通信功能、資源共享功能、分布處理功能。

3.網絡的分類

（1）計算機網絡

計算機網絡是將不同地理位置的具有獨立功能的多臺讓篁機及其外部設備，通過通信線路連

接起來。

按網絡的覆蓋范圍分為三類：

①局域網（LAN）：是在有限范圍內（如一幢大樓）

②城域網（MAN）：是在一個城市范圍內建立的計算機通信網

③廣域網（WAN）：也稱為遠程網,覆蓋一個國家、地區或橫跨幾個洲，形成國際性的遠程網

絡（范圍大于城市）。

（2）移動網絡通信

實質：利用無線電波來傳遞信息。

￡G應用：物聯網、車聯網

（3）廣播電視網絡

（4）網絡技術的發展

隨著數字技術的發展和應用、光纖通信技術廣泛應用、網絡互連通信技術（坦技術）的發展，

三大網絡的技術功能趨于一致,業務范圍趨于相同

IP地址：因特網上每臺計算機或其他設備具備的唯一地址，由4個0-255的十進制組成

子網掩碼：由0和255組成，區分IP地址的網絡號和主機號

例：IP1：；IP2：；子網掩碼:

IP1網絡號為192.168.3；IP2網絡號為192.168.4,網絡號不同,不在同一局域網

4.網絡的組成

（1）計算機系統網絡

作用：主要用于完成數據信息的收集、存儲、處理和輸出等任務，并提供各種網絡資源。

分類：根據計算機系統在網絡中的用途可分為服務器和終端。

（2）數據通信系統

構成：主要由傳輸介質和網絡互連設備等組成。

①傳輸介質：是傳輸數據信號的物理通道,用于連接網絡中的各種設備。常用的有線傳輸介

質有雙絞線、同軸電纜、光纜（光纖）等；無線傳輸介質有無線電微波信號、紅外信號等。

②網絡互連設備：用于實現網絡中各計算機之間的連接、網與網之間的互聯等功能，主要包

括調制解調器、路由器和交換機等。

交換機：構建局域網；路由器：連外網

（3）網絡軟件和網絡協議

①網絡軟件：一般包括網絡操作系統、通信軟件以及管理和服務軟件等。

作用：一方面授權給用戶，使用戶能訪問網絡資源,并且方便、安全地使用網絡:另一方面

萱理和調度網絡資源，提供網絡通信和用戶所需的各種網絡服務。

常見的計算機網絡操作系統有UNIX、WindowsServer和Linux等。

②網絡協議：是實現網絡不同終端、不同網絡之間相互識別和正確通信的一組標準及規則。

在Internet上傳送信息至少通過三層協議：

網際協議（IP協議）:它負責將信息從一個地方餞送到另一個地方。

傳輸控制協議（TCP協議）:它管理被傳送內容的完整性。

應用程序協議：作為對通過網絡應用程序發出的一個請求的應答，它將傳輸的信息轉換成A

類能識別的內容。

網絡協議中最重要的是TCP/IP協議,即傳輸控制協議（TCP）和網際協議（IP）o

建立在TCP/IP協議基礎上的應用層協議：HTTP（網頁）、FTP（文件傳輸）、Telnet（遠程登

陸）

5.網絡的構建

網絡的構建是通過數據通信系統將不同地理位置的計算機系統連接起來,并在網絡軟件和網

絡協議的協調管理下進行工作。由網絡三個組成部分構成的最小網絡就是局域網。

（1）確定網絡結構，連接網絡設備

網絡結構：總線型、星型、環型、網型、機型（易于擴展和隔離故障）

LAN口WAN口

（2）互聯網的接入

①設置路由器連接因特網的方式：PPPOE（撥號上網,需要賬號和密碼）、動態IP、靜態IP

②啟用路由器的網絡地址轉換功能：默認開啟

（3）有線終端設備接入局域網

終端設備需要一個與路由器處于相同網段（網絡號相同）的IP地址。

使用靜態地址:路由器、服務器等

使用動態地址:PC機、網絡電視機頂盒及攝像頭等設備

動態主機配置協議（DHCP協,議）:集中管理和分配IP地址

（4）移動設備接入局域網

無線路由器和無線AP聯網需要設置：SSID（無線網絡名稱）、加密方式、共享密鑰、路由

器連接因特網的方式

6.開啟無線熱點：設置SSID和無線密碼（Password）

7.網頁傳輸過程

①客戶端和服務器處于同一局域網：客戶端-〉網關1-〉服務器

②客戶端和服務器處于不同局域網：客戶端一＞網關1一＞網關2-＞服務器

六、網絡應用軟件開發

1.網絡應用開發概述

（1）客戶端/服務器架構（C&架構）

①概述：可以充分利用客戶端與服務器端的硬件環境的優勢，將任務合理地分配到客戶端和

服務器端。

②優點：鹿低了系統的通信開銷和開發的難度、服務器負荷低

③缺點：須安裝客戶端軟件,應用程序的升級和維護困難。

(2)瀏覽器/服務器架構但&架構)

①概述：它是對C/S架構改進后產生的一種軟件系統體系結構。客戶端無需專門的應用程序，

用戶工作界面通過瀏覽器來實現,應用程序基本上都集中于服務器端。

②優點：客戶端無需專門程序、升級和維護都較方便。

③缺點：服務器的負荷重。

2.網絡應用的規劃設計

①對網絡應用進行詳細的分析，確定應用的目的。

②在分析的基礎上確定應用的總住架構(B/S)、開發工具(Python)及現有的應用框架(Flask)

③明確應用的各個功能模塊,用統一、規范的圖表和書面語言表達出來。

④界面設計及代碼實現

3.編寫網絡應用程序

編寫網絡應用程序首先要確定相應的Web應用框架，在Python中常用的Web應用框架有EJ型b

Django及Tronado,其中Flask_Web框架非常精簡，屬于小型框架,自帶服務器。FlaskWeb

框架具有一個包含基本服務的核心，并且是一個可擴展的框架,很多功能可以通過擴展來實

現。

①導入框架模塊

fromflaskimportFlask

②創建應用實例

app=Flask(—name—)

③編寫路由和視圖函數

@app.route('/')

defindex():

……主頁視圖程序……

@app.route(V.......')

defindex():

……子頁視圖程序……

④啟動Web應用

if—name—二'_main_

app.run(host=,,l,9,port=8080,debug=True)

#服務器地址為192.16831,端口號為8080

⑤人機對話能力的實現：導入AIML模塊(人工智能標記語言)

⑥網頁的輸入輸出：使用提交表單

4.調試模式

程序在編寫過程中會出現錯誤，需要進行調試、修正錯誤。

①錯誤一般包括兩類：一類是相對簡單的語法錯誤,在程序執行時Python會檢查出相應的錯

誤并給出修改建議；另一類是相對復雜的邏輯錯誤,需要編程人員仔細研究和分析。

②Flask打開調試功能：插入app.debug=True

③不能在實際的網站應用環境(生產環境)中使用調試模式

生產環境記錄bug方式：電子郵件、日志文件

5.應用發布

Python應用程序.pyrunserver

生產環境中使用的Web服務器：IIS、Apache、Nginx^Tomcat、WebLogic等

信息系統安全

一、信息安全與保護

1.個人信息及其保護

(1)個人信息的分類：個人信息可以分為個人敏感信息和個人一般信息。個人敏感信息包括身

份證號碼、手機號碼、政治觀點、基因、指紋等。個人一般信息是指除個人敏感信息更處的

個人信息。

(2)個人信息泄露的危害：輕者導致個人或家庭被騷擾、隱私被公開；重者不法分子會利用所

泄露的信息從事各種犯是活動。

(3)個人信息泄露的渠道：①個人信息注冊時無意泄露;②網上交流時被惡意竊取。

(4)個人信息的保護：

國家立法:對個人信息隱私權的保護

行業自律:對網絡用戶個人信息的保護。

個人信息安全意識：最重要的保護措施是提升自身的信息安全意識

2.信息社會責任

(1)數字公民

①概念：指“能夠安全地、合法地、符合道德規范地使用數字化信息和工具的人”。

②素養教育九要素

尊重:數字禮儀、數字準入、數字法律

教育:數字通信、數字素養、數字商務

保護:數字權責、數字健康、數字安全

③信息法規與倫理

信息法規：由國家機關制定并通過法律法規形式強制性地予以規范

信息倫理：由全體社會成員在信息活動中不斷磨合形成的普遍遵循的倫理規范

(2)知識產權

知識產權：法律規定的人們對于自己創造或擁有的置力成里所享有的各種權利的總稱，包括

相應的人身權利和財產權利。

信息技術領域的知識產權保護：對知識產權利人在微電子設備、計算機設備、通信設備等硬

性的設計制造以及軟件的原創成果的保護

開發者設計開發的軟件，在開發完成之日起受到法律的保護

(3)自媒體時代

特征：以個人傳播為主，基于現代化、電子化手段，向不特定的人群或特定的個體傳遞信息

自媒體在享有通信自由權、信息傳播自由權、信息選擇權等權利的同時,也應承擔道德上的

責任和義務。

二、信息系統安全與防護

1.數據加密與安全

確保數據的保密性、完整性、不可否認性、存在性,這是密碼學要實現的主要安全目標。為

此，需要通過加密措施保護信息的保密性，采用數字簽名保護信息的不可否認性,同時為了

避免數據災難，確保數據的完整性，還需要重視數據的容災備份和恢復。

(1)密碼與密鑰

口令：用于認證用戶身份。

密碼：通常是指按特定編碼規則編成，用于對通信雙方的數據信息進行從明文到密文變換的

符號。

密鑰：在密碼算法中引進的控制參數，對一個算法采用不同的參數值，其解密結果就不同。

加密算法中的控制參數稱加密密鑰，解密算法中的控制參數稱解密密鑰。

密碼系統：包括明文、密文、密鑰和密碼算法四個方面。

原有的信息稱為明文(簡稱P)；明文經過加密變換后的形式稱為蜜文(簡稱C)；由明文變為密

文的過程稱為加蜜(簡稱E),通常由加密算法來實現；由密文還原成明文的過程稱為解密(簡

稱公

③簡單加密算法

簡單加密算法有三種：替代密碼、換位密碼、簡單異或。

替代密碼。凱撒密碼是一種簡單的替代密碼,通過替代來實現加密。

舉例：利用凱撒密碼進行加密，密鑰為3,將明文zhongguo加密后，密文為ckrqjixr

代碼知識：

①chr()——ASCII轉字符ord()——字符轉ASCII

②ord，A，)=65Dord("a")=97D

③大寫字符x變小寫：chr(ord(x)+32)小寫變大寫：chr(ord(x)-32)

④大寫凱撒密碼：chr((ord(x)-ord(4A,)+key)%26+ord(lA,))

換位密碼。將明文中的字母位置通過一定的規則重新排列。最簡單的換位就是逆序法,即將

明文中的字母倒過來輸出。

舉例：利用逆序法進行加密，將zhongguo加密后，密文為ouggnohz

代碼知識(逆序法)：s[::-l](字符串)

簡單異或。異或運算，是一種邏輯運算,其數學符號為“”。運算時要求把參與運算的數

轉換為二進制數再進行按位運算。如果兩個值不相同，那么異或結果為1。如果兩個值相同，

那么異或結果為。。異或運算的運算特點：

00=0,01=1，10=1，11=0

(2)對稱與非對稱密碼體制

密碼體制，是指明文、密文、密鑰以及實現加密和解密算法的一套軟件和硬件機制。

根據加密密鑰(通常記為限)和解密密鑰(通常記為Kd)的關系，密碼體制可以分為對稱密碼體

制和非對稱密碼體制。

若一種加密方法Ke=Kd,則稱為對稱密碼體制或單鑰密碼體制,如DES密碼。

若一種加密方法KeWKd,則稱為非對稱密碼體制或雙鑰密碼體制,如RSA密碼。

2.身份認證與安全

身份認證解決的問題是用戶是否有權限進入系統;訪問控制解決的問題是用戶對數據操作的

權限。

(1)身份認證

身份認證是用戶在進入系統或訪問受限數據資源時，系統對用戶身份的鑒別過程。

根據身份認證的發展情況和認證技術的不同可以大致分為以下三類：

①用戶名+口令的認證技術

主要包括靜態口令和動態口令。靜態口令方式的用戶名和口令是一次性產生，在使用過程中

固定不變的。動態口令是目前應用廣泛的一種身份識別技術，主要有動態短信口令和動態口

令牌這兩種。

②依靠生物特征識別的認證技術

目前比較成熟的生物特征識別的認證技術有指紋識別技術、語音識別技術、虹膜認證技術、

人臉識別技術等。生物特征識別的認證方式具有防偽性能好、隨時隨地可用等優點。

③USBKey認證技術

該認證方式采用軟硬件相結合、一次一密的認證模式,很好地解決了安全性與易用性之間的

矛盾。常見的基于USBKey的應用包括網上銀行的“LL直”、支付寶的“支付盾”等。

(2)訪問控制

訪問控制是在保障授權用戶能獲取所需資源的同時拒絕非授權用戶的安全機制。非授權用戶

沒有訪問權限,授權用戶直訪問權限，但是授權用戶中存在存取權限的差別,如讀取、寫入、

執行、刪除、追加等存取方式。

①三要素

主體:提出訪問資源的具體請求或發起者，通常指用戶或依照用戶執行的指令

客體:被訪問的資源，即需要保護的資源

控制策略:也稱為授權,指允許對資源執行的具體操作，主要是讀、寫、刪除、拒絕訪問等

②基本功能

保證合法用戶訪問受保護的系統資源,防止非法用戶訪問受保護的系統資源,或防止合法用

戶訪問非授權的系統資源。

③用戶賬戶管理

系統管理員通過對用戶賬號權限大小的設置來管理數據的安全，目的是保證訪問系統資源的

用戶是合法的，不同權限的用戶所擁有的數據范圍不一樣。

3.病毒及其防治

(1)計算機病毒

計算機病毒是指人為編制的具有破壞計算機功能或者毀壞數據，影響計算機系統的使用，并

能自我復制的一組計算機指令或者程序代碼。它具有傳染性、寄生性、隱蔽性、潛伏性、破

壞性、可觸發性等特征。

(2)手機病毒

手機病毒具有計算機病毒的特征,是一種手機程序。

(3)病毒防治

應堅持以預防為主、查殺為輔的原則。常見的防治措施如下：

①安裝并開啟防火墻,防止黑客和病毒利用系統服務和漏洞入侵系統。

②安裝應用系統補丁,防止病毒利用系統或程序的漏洞進行傳染。

③安裝防病毒軟件,定時更新病毒資料庫和掃描系統。

④經常對系統和重要的數據進行備位。

4.漏洞及其防護

(1)漏洞的概述

漏洞是指一個系統存在的弱點或缺陷。漏洞可能來自應用軟件或操作系統。應用軟件中的漏

洞遠遠多王操作系統中的漏洞。

(2)后門

后門是漏洞中的一種,是有些程序編寫人員為了方便進行某些調試和測試而預留的一些特權:

有些則是入侵者在完成入侵后,為了能夠繼續保持對系統的訪問特權而預留的權限。

(3)漏洞的防護

①使用近火墻來防止外部網絡對內部網絡的未經授權訪問。

②經常使用安全監測與掃描工具來發現安全漏洞及薄弱環節,加強內部網絡與系統的安全防

護性能和抗破壞能力。

③使用有效的控制手段抓住入侵者。

④還需經常備份系統,以便在被攻擊后能及時修復系統，將損失減少到最低程度。

(4)黑客

黑客是指熱衷于計算機技術或解決難題、突破限制的高手。真正的黑客一般丕會利用漏洞侵

犯他人系統。

(5)防火墻技術

防火墻一般是由硬件和軟件組合而成的復雜系統,也可以只是軟件系統。防火墻是在外部網

絡和內部網絡之間、公共網絡與專用網絡之間構造的一道安全保護屏障,從而保護內部網絡

免受非法用戶的入侵。防火墻主要由服務訪問規則、驗證工具、包過濾和應用網關組成。

防火墻按技術分類，主要分為地址轉換防火墻、數據包過濾防火墻和代理防火墻等

按形態分類，主要分為硬件防火墻、軟件防火墻等。

信息系統的搭建

一、搭建信息系統的前期準備

1.需求分析

目標期待：需要技術人員重新表述并和用戶確認

功能需求：核心需求、拓展需求、創新需求

性能需求

資源和環境需求:需要一部手機

用戶界面需求：友好性

可擴展性需求等;可以升級

2.可行性分析：

主要從技術(社會上普遍使用的先進技術,而不是實驗室的最新技術)、經洗、社會意義等

方面分析系統的可行性。在結束之后，應將分析結果形成正式的可行性報告;

3.開發模式的選擇

搭建信息系統一般采用C/S模式或B/S模式。有瀏覽器或數據庫為B/S

4.概要設計

主要包括模塊結構設計、系統物理配置和數據庫管理系統選擇三大部分:

5.詳細設計

主要包括：輸入設計、輸出設計、人機界面設計、數據庫設計、代碼設計、安全設計等。

室內環境實時監測系統

當前室內溫度：

修/歷史數據列表

謔度記蝴間~~

二、搭建信息系統

1.硬件搭建

(1)服務器為信息系統中的用戶提供各種服務，如應用程序的處理、訪問數據庫管理系統、

打印服務等。

(2)網絡設備主要包括交換機、路由器、網卡、雙絞線、光纜等。

(3)傳感設備（傳感器）是信息系統中重要的輸△設備

(4)硬件搭建

外部環境4傳感器?智能終端

①執行器

①流程圖沒有智能終端：外部環境，智能終端，服務器

②客戶端很多：服務器，交換機-＞客戶端1（客戶端2、)

（5）針腳（（引腳）連接

①Micro:bit②IoT（網絡模塊）③蜂鳴器、傳感器等

3V?+TR+

A?DTXRXVccGnd紅黑藍

pin01281216

接地線：負極TX、RX：數據傳輸紅線:正極

3V：黑線:負極

A、D：數據傳輸其他:數據傳輸

④IoT：pinl、pin2蜂鳴器:pin8

2.軟件開發

信息系統的軟件開發一般包括數據管理設計、服務器端程序、客戶端程序幾個部分。

（1）數據管理設計

①數據采集:鍵盤輸入、利用光電設備采集數據、多媒體輸入、網絡傳送、磁盤輸入等

②數據傳輸：客戶端以HTTP的協議，通過GET或POST的形式提交數據

向服務器地址為01、端口為8081的地址傳輸數據：id為3、wendu為200：

http:〃01:8081/input?id=3&wendu=200

數據傳輸格式采用JSON,基于HTTP傳送。JSON是一種輕量級的數據交換格式，它采用完

全獨立于語言的文本格式，易于閱讀和編寫，同時也易于機器解析和生成。

"sensorid":"!",

"value":[傳感器id為1

nsensorvalue**:"29.0”，

"updatetimeM:"2017-05-2723:00:34M

),

,,sensorvalue,,:,,22.1

??updatetime**:"2017-05-2722:55:55*,

},

傳感器的值為29.0

上傳時間為2017-05-2723:00:34

③數據存儲：

文件：較為簡單,方便程序自定義格式

數據庫：性能優越,方便查詢,可以加、解密,以及跨平臺應用等

云存儲：可以把采集到的數據實晅曜輸到數據處理中心進行存儲以及處理

?數據庫采用SQLite3,數據庫中包含數據表,數據表中包含字段（列）和記錄（行）

數據類型：integer（整型）、float（實型）、varchar（字符串型）＞text（字符串型）、time（時間）

?連接現有數據庫test.db：conn=sqlite3.connect（'test.db'）

字段名數據類型

name