Information System Project Management (4) Introduction to Internet of Things, Cloud Computing, Big Data and Blockchain Technology

The new generation of information technology industry includes: big data, cloud computing, Internet +, Internet of Things, smart city, etc. It is a new state of the new generation of information technology and the full utilization of information resources. It is the main trend of information development and the information system integration industry. The main business areas to be faced in the future.

1. The Internet of Things

The Internet of Things refers to a network that connects any item to the Internet according to an agreed agreement through information sensing equipment for information exchange and communication, so as to realize intelligent identification, positioning, tracking, monitoring and management.

1.1 Concept Definition of Internet of Things

The Internet of Things mainly solves the interconnection between things and things (Thing to Thing, T2T), people and people (Human to Human, H2H) and people and things (Human to Thing, H2T). It mainly includes two meanings:

• The core and foundation of the Internet of Things is still the Internet, which is an extended and expanded network based on the Internet
• The Internet of Things extends and expands the user terminal to information exchange and communication between any item and item

1.2 Overall Architecture of IoT

The Internet of Things can be divided into perception layer, network layer and application layer from the overall architecture:

1. Perception layer : The perception layer is the source of the Internet of Things to identify objects and collect information , and is the core capability to realize the comprehensive perception of the Internet of Things . It consists of a variety of sensors, including humidity and temperature sensors, QR code labels, RFID tags and readers, cameras, GPS, and more.
2. Network layer : It is composed of various networks, including the Internet, radio and television networks, network management systems and cloud computing platforms, and is the center of the entire Internet of Things . Responsible for transmitting and processing the information obtained by the perception layer.
3. Application layer : It is the fundamental goal of the development of the Internet of Things . It combines the Internet of Things technology with the needs of industry informatization to realize the intelligent application of the Internet of Things.

1.3 Technologies in the Internet of Things

There are two key technologies in IoT applications: sensor technology and embedded technology

1. 传感器（Senor）:是一种检测装置，能感受到被测量的信息，其主要作用是将模拟信号转换成数字信号。

   • 射频识别（RFID技术），是物联网中使用的一种传感器技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。(RFID)具有远距离读取、高存储容量、成本高、可同时被读取、难复制、可工作于各种恶劣环境
   • 条形码：容量小、成本低、容易被复制、构造简单、灵活使用等特点

2. 嵌入式技术：是综合计算机软硬件、传感器技术、 集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。如果将物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官；网络就是神经系统，用来传递消息；嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理

二、云计算（Cloud Computing）

是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，在网络上配置为共享的软件资源、计算资源、存储资源和信息资源可以按需求提供给网上终端设备和用户。

2.1 云计算概念定义

云计算通常通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源，并且计算能力也可作为一种资源通过互联网流通。

云计算通常有以下特点：

• 宽带网络连接；
• 快速、按需、弹性的服务；
• 客户端可以根据需求，动态申请计算、存储和应用服务，在降低硬件、开发和运维成本的同时，大大扩展了客户端的处理能力

2.2 云计算的服务架构层次

从对外提供的服务能力方面来看，云计算的架构可分为基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）：

1. IaaS：向用户提供计算机能力、存储空间等基础设施方面的服务。这种方式需要较大的基础设施投入和长期运营。比如亚马逊云、腾讯、阿里云等等提供的云服务器
2. PaaS：向用户提供虚拟的操作系统、数据库管理系统、Web应用等平台化的服务。比如有微软的 Azure、Google App Engine、阿里的 Aliyun Cloud Engine等
3. SaaS：向用户提供应用软件（比如CRM、办公软件等）、组件、工作流等虚拟化软件的服务，SaaS采用Web技术和SOA架构，通过Internet向用户提供多租户、可定制的应用能力，大大缩短了软件产业的渠道链条，减少了软件升级、定制和运行维护的复杂程度，并使软件提供商从软件产品的生产者变为应用服务的运营者。比如国内的金蝶精斗云、用友好会计、国外的Saleforce等。

三、大数据（Big data）

指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

1. 数据之和的价值远远大于各数据价值的和
2. 是以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合
3. 大数据分析相比于传统的数据仓库应用，具有数据量大、查询分析复杂等特点

3.1 大数据的特点

大数据具有这五V特点：

1. 大量（Volume）：数据体量巨大PB、EB
2. 多样（Variety）：数据类型繁多，有结构化和非结构化数据
3. 价值（Value）：大数据具有较高的价值，但是更多的价值还有待于算法去提取
4. 高速（Velocity）：处理速度快
5. 真实性（Veracity）：数据来自于各种、各类信息系统网络以及网络终端的行为或痕迹

3.2 大数据关键技术

大数据有这三种关键技术：大数据存储管理技术、大数据并行分析技术和大数据分析技术

1. 大数据存储管理技术：Hadoop分布式文件系统HDFS、谷歌文件系统GFS
2. 大数据并行分析技术：开源分布式并行计算技术Apache HadoopMapReduce 大数据计算软件平台
3. 大数据分析技术：对非结构化数据和结构化数据的分析

3.3 大数据应用

1. 大数据征信：支付宝的芝麻信用
2. 大数据风控：多头贷款监控
3. 大数据消费金融：百度金融、阿里花呗、腾讯微粒贷
4. 大数据财富管理：余额宝
5. 大数据疾病预测：利用搜索数据

四、移动互联网

将移动通信与互联网二者结合一起而形成，用户可以通过移动终端来对因特网上的信息进行访问，并获取一些所需要的信息。

4.1 移动互联网的特点

1. 终端移动性：便于用户随身携带和随时使用
2. 业务使用的私密性：所使用的内容和服务更私密，比如手机支付业务
3. 终端和网络的局限性：网络方便受到无线网络能力因素限制；终端能力方面受到终端大小、处理能力、电池容量等的限制
4. 业务与终端、网络的强关联：业务内容和形式也需要适合特定的网络技术规格和终端类型

五、人工智能

人工智能研究使得计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理等）其实际应用有：机器视觉、指纹识别，人脸识别，专家系统和博弈等等

六、区块链

区块链的本质是不可篡改和不可伪造的分布式账本，是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等的新型应用模式。源自比特币

6.1 区块链概念

1. 分布式账本：交易记账有分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，不同于传统的中心化记账方案，没有任何一个节点可以单独记录账单。同时也保证了账目数据的安全性
2. 非对称加密和授权技术：交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私
3. 共识机制：只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录
4. 智能合约：可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款
5. 公有链：任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链，也是目前应用最广泛的区块链，各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链
6. 私有链：严格限制参与节点，提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台，可以同时防范来自内部和外部对数据的安全攻击。属于许可链
7. 联盟链：由联盟（如行业联盟）指定多个预选的节点为记账人。属于许可链

6.1 区块链系统

1. 应用层：封装了区块链的各种应用场景和案例
2. 合约层：封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础
3. 激励层：将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等
4. 共识层：封装网络节点的各类共识算法
5. 网络层：包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等
6. 数据层：封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法