計算機信息技術發展方向及其應用探究

楊小龍

（福州軟件職業技術學院 智能產業學院，福建 福州 350211）

信息技術已經滲透到人們的日常生活中，使得人人都或多或少的參與到網絡活動當中，人們利用網絡可以學習、工作、娛樂以及購物等，可見，計算機信息已經猶如空氣一樣在人們生活中不可或缺。另外，隨著國家倡導的“互聯網+”經濟的發展以及人工智能時代的到來，網絡技術已經成為不可替代的部分。此外，信息技術已經成為推動國家經濟發展的重要手段，高新產業也成為拉動國家GDP的核心產業之一，國家綜合實力的競爭本質上是互聯網技術競爭，因此，信息技術已然成為推動國家發展的核心力量。同樣的，計算機信息技術也在不斷的發展變革中，計算機從最初的計算功能發展至今的人工智能經歷了漫長的時間，但人工智能絕不是計算機信息技術應用的終點。

1 計算機信息技術的發展現狀

早期計算機信息技術的發展受到技術和設備等的局限，其應用方向較為單一，功能主要集中在大數據計算方面，未涉及到智能領域中，但當時的計算機技術為后來計算機的發展奠定了堅實的基礎，在此基礎上計算機技術經歷了3大階段的發展，已經成為現在更具智能化、數字化和先進性的信息技術，同時也成為人們生活不可或缺的組成部分。

目前，計算機技術已經常見于軍事、醫療、教育等各個行業中，當然計算機信息技術發展的同時也會帶來一定的安全隱患，網絡數據泄露、網絡詐騙、網絡木馬病毒以及網絡篡改等問題時有發生，這對人們的生活和生產活動造成了嚴重的影響，國家對此極為重視，一方面從技術上來進行扶持信息安全技術的研發，另一方面從法律法規上來保障信息安全的發展，信息安全技術的快速發展為我國計算機信息技術的快速發展起到了保駕護航的重要作用。

2 計算機信息技術發展的弊端和隱患

計算機信息技術能夠極大地促進社會各領域的發展和進步，信息安全問題也與日俱增，嚴重影響到了社會各領域的發展，也嚴重影響到人們的日常生活，例如數據竊取、黑客行為等，也阻礙了社會和經濟的發展。當前計算機信息技術安全問題可以歸納為以下幾類情況。第一，網絡非法入侵。其指的是利用計算機技巧來非法訪問網站的行為。網絡入侵能夠對網絡數據進行非法改寫，取得非法權限，更為嚴重的將會導致計算機系統被破壞，從而使得計算機系統不能正常的運行；第二，后門和木馬程序。后門和木馬是網絡黑客慣用的手段，通過為硬件設備留有的后門來進行硬件的入侵，通過木馬來遠程控制用戶的計算機；第三，計算機病毒。其指的是在計算機正常程序中加入特定的能夠自我復制的程序代碼，使得用戶的計算機軟件系統容易被攻擊，造成網絡系統的崩潰；除此之外，信息安全問題還包括垃圾郵件、對加密算法的攻擊、數據竊取、數據竊聽等信息安全問題。

3 計算機信息技術的應用探究

3.1 計算機信息技術在防病毒技術中的應用

計算機信息技術在發展過程中不可避免的會發生信息安全問題，信息安全多以網絡病毒的形式出現，網絡病毒不僅傳播性強且對系統傷害性也極強，可能導致系統崩盤或重要數據被損壞的危險，由代理對計算機系統進行實時監控，監控之前系統中會預先保存好病毒特征數據，進而將監控的網絡行為和數據與預存的病毒特征匹配。若監控中發現網絡數據或文件與病毒特征相似則經管理員確認后將其刪除，從而保護電腦主機不受病毒的侵害。網關防病毒措施主要是在網關位置安裝相關的殺毒軟件，殺毒軟件會在病毒進入時對其進行截留查殺，這也是保護計算機系統的有效措施。

針對計算機病毒的防治我國相關部門也制定了相對科學合理的病毒防治體系，各大型互聯網企業也針對此建立了病毒防范體系，均能夠在短時間內給出預警，并捕獲病毒，從而保證計算機系統的正常運行。此外，相關科研人員也應及時準確地掌握未來計算機病毒的發展趨勢，從而不斷研發出更為先進的病毒防范技術。

3.2 計算機信息技術在防火墻技術中的應用

防火墻技術是保護人們隱私安全的主要信息技術，防火墻分為硬件防火墻（Firewall）和軟件防火墻（WAF），無論是何種防護技術其都依托于計算機信息技術，硬件防火墻是借助硬件設備隔離內網和外網，硬件設備中配置一定的防御策略，用以阻隔外網中不安全的訪問或非法攻擊，進而達到保護內部系統的作用。硬件防火墻允許合法信息訪問內部網絡，阻止非法信息訪問內部網絡；軟件防火墻則主要以綠盟科技、長亭科技等互聯網企業研發的WAF為代表。軟件防火墻主要通過添加各類防御規則保護軟件安全，如通過or、and、select等規則與非法注入特征匹配，一旦匹配到非法特征值，則判斷該訪問為非法訪問或Seq注入等。

防火墻有諸多功能，首先，其可以有效保護企業內網的網絡安全，將非法訪問和惡意攻擊屏蔽在內網以外，從而有效的避免內網被非法入侵。此外，防火墻會將入侵的報文以日志的形式展示給防火墻管理員，使網絡管理人員及時知曉非法入侵。其次，防火墻有助于強化網絡安全策略。防火墻并非只是簡單的防御設備，管理人員會在防火墻上配置多種安全防御策略，換言之，其是對網絡安全的集中管理，相比于以往分散的管理策略。防火墻使管理策略更加科學化更具集中性，無疑也更為經濟。最后，對高級的黑客而言，即使是很小的漏洞也可能成為引起網絡安全的導火索。

3.3 計算機信息技術在數據傳輸方面的應用

計算機信息技術的發展是為了人們更好的生活，并保護人們的通信隱私，其中最核心的技術是網絡加密技術。網絡加密技術是保證信息安全的有效途徑，加密技術的核心是通過加密算法對原文進行一定的保護。對稱密鑰主要有DES，不可逆加密技術并沒有密鑰，而是通過對加密后數據的對比判斷其是否被篡改，這類加密算法目前已經甚少使用，尤其是國密算法出來以后，信息安全企業大多使用國密算法。以國密算法為例來說明加密技術，國密算法在加密技術中應用非常廣泛，其主要廣泛應用于商業密碼中，用于不涉及國家秘密的企業公司內部信息、政府部門可公開的政務信息以及商業經濟信息等加密。比如國密算法應用于門禁系統中，其是通過SM1國密算法來鑒別客戶身份以及實現對通信數據的加密，從而實現對門禁卡的加密設置和驗證，最終實現對客戶身份的有效識別和驗證。這些看似復雜的過程均是基于計算機信息技術，加解密技術同樣也是依托于計算機信息技術。

3.4 計算機信息技術在人工智能中的應用

人工智能使用的計算機信息技術主要有特征匹配、數據挖掘以及神經網絡等技術，上述任一種計算機技術都涉及復雜且繁瑣的計算過程。目前，人工智能技術是計算機信息技術發展的頂端，人工智能旨在用計算機模擬人類大腦，完成思考和計算過程。其中最為著名的是AlphaGo一戰成名的“人機大戰”，可想而知，若人工智能發展成熟，可以替代多個行業領域的重復性工作。

首先是特征匹配。人類大腦在完成事物認知的過程中會經過對事物特征的選擇和匹配，大腦神經元會記錄下各種事物的特征，下次再見到同類事物時會經由神經系統尋找與之匹配的特征值，進而推測出該事物的所屬類別，整個過程也被稱之為特征匹配。人工智能依靠計算機信息技術實現人類大腦的識別過程，最終形成一個類似數據庫的特征庫，用以區分和匹配所需識別事物的特征值。

其次是數據挖掘技術。數據挖掘是人工智能的核心技術，主要使用的信息技術是java語言和Hadoop數據挖掘平臺。通過對大數據分析挖掘出對企業或某行業發展有用的數據，決策人會根據這些數據分析出市場發展的動向等。例如，用戶在網頁或購物網站瀏覽過某種商品后，淘寶會根據數據挖掘技術分析出用戶近期想要購買或了解的商品，從而自動推送同類商品。

最后是人工神經網絡。神經網絡即上文提到的人類大腦的思考網絡，其主要通過計算機信息技術實現人類大腦的分析過程，類似于人類大腦的神經元系統，因此被稱之為人工神經網絡。可以看出，在人工智能技術手段的輔助下，信息安全管理技術更加全面，網絡防范效果更明顯。

3.5 計算機信息技術在物聯網技術中的應用

物聯網是在互聯網技術的基礎上實現人物、物物等相通的技術。物聯網技術常見于人們的日常生活中，如人們常用的“車來了”APP，工業生產中常見的傳感設備等，均是物聯網的實現。物聯網中使用的計算機信息技術是通信技術、識別技術等。物聯網包含四層技術架構，主要有感知層、網絡層、處理層和應用層。不同層級架構主要實現不同的功能，共同構成物聯網架構。實現物聯網的所有環節都依賴于計算機信息技術，包括軟件和硬件方面，軟件主要包含編程語言、數據庫等，硬件包括傳輸模塊、顯示設備以及定位系統等。

本文以智能公交為例，講述計算機信息技術在物聯網技術中的應用。首先每個公交車系統都安裝有GPS定位系統和4G網絡傳輸模塊，公交車的當前位置和狀態會經由GPS定位系統和網絡傳輸模塊傳輸至各個移動通信站點，這中間經過了復雜且繁瑣的數據采集、數據存儲以及數據顯示過程，均是依賴于計算機信息技術實現的，數據到達移動站點后會通過3大運營商將其傳送至智能公交指揮調度中心，指揮中心再將相關數據發送至手機客戶端，使每位用戶可以實時掌握公交車的狀態和運行位置。這整個過程看似是公交車與手機的連接，實則是計算機信息技術實現了數據與數據之間的實時傳輸。其中，公交車上的GPS定位系統就分布在物聯網的感知層，而用于數據傳輸的網絡傳輸模塊以及3大運營商則屬于網絡層，顧名思義，處理層是指智能公交指揮調度中心。調度中心將網絡層傳輸的公交狀態、位置等數據進行分發處理，再傳輸至應用層，即用戶手機端可以直接看到的“車來了”APP。四層架構共同實現物聯網的傳輸過程，不同層級負責不同的功能。實現物聯網的計算機信息技術為識別和感知技術，即RFID（Radio Frequency Identification）技術，該技術核心是通過視頻和圖像識別技術自動探知靜止或移動的物體的識別，其具有實時性、無接觸性等特點。實際上，RFID技術常見于人們的生活和出行中，例如車牌識別、視頻監控、公交卡、門禁卡均是利用了識別技術的原理。RFID也是有計算機軟硬件相結合而成的系統，其中軟件包含識別技術，主要使用的計算機編程語言是C語言、數字語言等；硬件部分包含天線、芯片以及耦合元件等，借助計算機軟硬件實現RFID的識別和讀寫功能。RFID使用RFID讀寫器及可附著于目標物的RFID標簽，利用頻率信號將信息由RFID標簽傳送至RFID讀寫器。以公交卡為例，市民持有的公交卡就是一個RFID標簽，公交車上安裝的刷卡設備就是RFID讀寫器，當我們執行刷卡動作時，就完成了一次RFID標簽和RFID讀寫器之間的非接觸式通信和數據交換。物聯網的本質概念非常簡單，但運營模式卻相對較為復雜。因為是在互聯網的基礎上衍生發展而來，所以，物聯網并非傳統意義上的網絡，而是一種類似于應用型市場的概念。前期來說，物聯網的形式較為單一，隨著不斷的深化發展，物聯網已經突破了傳統的發展界限，在諸多領域都得到了充分應用，且智能化程度也在不斷提高，比如家庭防盜門上的防盜系統、展覽會當中的車輛數量監控系統等，物聯網的發展和應用空間不斷擴大，發展活力不斷增強。

3.6 計算機信息技術在醫療行業的應用

醫療行業涉及大量的通信設備和醫療儀器，這些設備共同完成醫院各部門產生的醫療數據收集、存儲、處理等。信息技術在醫療行業主要的應用為醫院信息管理系統、電子病歷系統等，現今計算機信息技術也為多數醫院提供了遠程醫療服務系統，這些系統共同完成醫院的日常運作，為患者提供良好的服務。醫院信息管理系統的軟件多為java編程語言和Oracle數據庫實現。硬件多為大型服務器，由java語言編寫信息管理平臺的界面操作和后臺連接系統，Oracle則用于保存醫院每日運作中產生的海量數據。一般而言，醫院信息管理平臺分為門診管理、住院管理、藥品管理和病案服務等4大模塊，基本涵蓋了患者治療的所有流程；電子病歷系統的使用已經十分普遍，其是指將患者的過往治療記錄、住院記錄、臨床記錄、檢查結果、用藥情況等均保存在數據庫中。患者需要的時候以紙質的形式打印出來，醫生則只需要通過唯一的診療號或患者身份證號即可查詢出患者過往的所有記錄，電子病歷的誕生完全替代了傳統的紙質病歷。當然，計算機信息技術在醫療行業的使用遠不止文中提到的這部分，圖像存儲與識別技術也是醫療行業使用極為普遍的信息技術，超聲顯示、核磁共振等均是利用計算機圖像識別技術實現的，計算機信息技術與醫療行業的結合已經十分成熟。

3.7 計算機信息技術在氣象方面的應用

計算機信息技術在氣象方面的應用主要包含有局域網技術、云計算應用以及移動通信等，這些信息技術共同實現氣象通信的正常使用。局域網技術主要是為了客戶端實時獲得氣象更新信息和高清圖像，并且還能使氣象播報實現遠程操作。國內的局域網經歷了長久的發展，現今已經可以達到千兆甚至萬兆的傳播速率；云計算是一種基于計算機信息技術實現的計算方案，首先對海量的數據資源進行虛擬化，再將虛擬化的數據提供給用戶的一種分布式服務。云計算的運算能力非常強大，能夠有效提高氣象計算能力。另外，云計算還能為用戶數據加工提供一定的個性服務，進而實現本地化服務。移動通信主要使用計算機信息技術中光纖通信技術和無限局域網技術，在氣象領域，能夠充分利用移動通信技術的強大功能。

4 結束語

綜上所述，計算機信息技術在不斷的提高，同時信息安全防范也任重而道遠。業界人士應深入探究計算機技術的發展，在不斷推動信息技術發展的同時充分利用當下的新政策來預防和解決信息技術發展而產生的信息安全問題，使計算機信息技術真正為人們的生活而服務，使得網絡健康、安全的發展。此外，各個互聯網企業要針對不斷出現的新技術進行深入且及時的研究，積極開發新的信息安全技術和新策略來應對，從而進一步保障了網路安全的發展，進而有效促進了社會各領域的健康、快速的發展。