第1章信息与信息技术课件

单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,信息技术基础,冯蓓蓓,信息技术基础 冯蓓蓓,1,第1章 信息与信息 技术,1,探索信息的真谛,2,信息科学与信息,3信息化与信息社,4,信息产业与信息人才,5,关于大学信息技术教育的思考,第1章 信息与信息 技术1探索信息的真谛,2,本章介绍,本章介绍了信息产业的概念和信息产业的特点，以及信息人才的结构需求与培养。从信息的定义开始，介绍了香农理论对信息论的贡献、信息与熵的联系，阐述了香农关于信息的计算公式。同时指出香农公式应用的局限性，对狭义信息论和广义信息论作了介绍。介绍了信息的属性与特征，以及信息与数据、消息、信号的联系与区别。最后本章还针对大学信息技术与教育，探讨了信息教育的目标、内容和认识，以其引起读者的关注，共同推动大学信息教育的改革。,本章介绍 本章介绍了信息产业的概念和信息产业的特点，以及信,3,1.1,探索信息的真谛,1.1.1,什么是信息,随着时间的推移，时代将赋予信息新的含义，是一个动态的概念。现代“信息”的概念，已经与半导体技术、微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术、多媒体技术、信息服务业、信息产业、信息经济、信息化社会、信息管理、信息论等含义紧密地联系在一起。但信息的本质是什么,这仍然是需要进一步探讨的问题。,1.1 探索信息的真谛 1.1.1 什么是信息,4,1.1,探索信息的真谛,1.1.2,从信息论到信息科学,香农的研究成果标志着信息论（Information Theory）的诞生。由于香农提出的信息论是关于通信技术的理论，它是以数学方法研究通信技术中关于信息的传输和变换规律的一门科学。所以，人们又将其称为狭义信息论,，或经典信息论。,信息论发展的第二个阶段是一般信息论。信息论发展的第三个阶段是广义信息论。,1.1 探索信息的真谛 1.1.2 从信息论到,5,1.1,探索信息的真谛,1.1.3,香农对信息的定义,香农认为：信息是有秩序的量度，是人们对事物了解的不确定性的消除或减少。信息是对组织程度的一种测度，信息能使物质系统有序性增强，减少破坏、混乱和噪音。,一个系统的熵就是它的无组织程度的度量。而一个系统中的信息量是它的组织化程度的度量，这说明信息与熵恰好是一个相反的量，信息是负熵，所以在信息熵的公式中有负号，它表示系统获得后无序状态的减少或消除，即消除不定性的大小。,1.1 探索信息的真谛 1.1.3 香农对信,6,7,1.1,探索信息的真谛,1.1.4,信息的度量,量度信息多少的测度就是信息量。信息的度量反映了人们对于信息的定量认识。根据香农有关信息的定义，信息如何测度呢？显然，信息量与不确定性消除程度有关。消除多少不确定性，就获得多少信息量。用数学的语言来讲，不确定就是随机性。不确定性的大小可以直观地看成是事先猜测某随机事件是否发生的难易程度。,1.1 探索信息的真谛 1.1.4 信息的度量,8,H为从信源发出信息总量的期望值。,I=log后验概率先验概率,从信宿角度代表收到信息后消除不定性的程度,H为从信源发出信息总量的期望值。I=log后验概率先验概率,9,1.1,探索信息的真谛,1.1.5,香农信息论的局限性,随着信息概念的广泛应用，香农信息论的局限性逐渐暴露出来。其实，香农作为一个通信科学家，所定义的仅仅是通信模型中的信息，是对信息定义的狭义解释。可是若把这一信息量的计算机方法引入其他领域时，就会出现极大的局限性。,首先，香农对信息的定义的出发点是假定事物状态可以用一个以经典集合论为基础的概率模型来描述。然而实际存在的某些事物运动状态要寻找一个合适的概率模型往往是非常困难的。,1.1 探索信息的真谛 1.1.5 香农信息,10,1.1,探索信息的真谛,其次，这个定义和度量考虑收信者的主观特性和主观意义，也撇开了信息的具体含义、具体用途、重要程度和引起后果等因素。,1.1.6,数据、消息、信号与信息,1.1 探索信息的真谛 其次，这个定义和度量考,11,1.1,探索信息的真谛,从信息科学的角度来看，信息的含义则更为深刻和广泛，它是不能等同于数据、消息、信号的。数据是对客观实体的一种描述形式，是信息的载体。按照香农理论，在通信过程中，信息总是经过编码(符号化)成为消息以后，才能经由媒介传播的，而信息的接收者收到信息后，总是要经过译码(解读)才获取其中的信息的。既然信息不同于消息，当然也不同于信号。信号是数据的电磁或光脉冲编码。信号可以分为模拟信号和数字信号。,1.1 探索信息的真谛 从信息科学的角度来,12,1.1.7,信息的基本特性,信息的普遍性、无限性和客观性,信息的可共享性,信息的可存储性,信息的可传输性,信息的可扩散性,信息的可转换性,信息的可度量性,信息的可压缩性,1.1.7 信息的基本特性,13,1.1.8,信息的基本作用,信息是人类认识客观世界及其发展规律的基础,信息是客观世界和人类社会发展进程中不可缺少的资源要素,信息是科学技术转化为生产力的桥梁和工具,信息是管理和决策的主要参考依据,信息是国民经济建设和发展的保证,1.1.8 信息的基本作用,14,1.2,信息科学与信息技术,1.2.1,科学的定义,一般地说，科学是人类认识客观世界的知识，但并不是任何关于客观世界的知识都是科学。科学包括自然科学、社会科学等。德国物理学家普朗克指出，科学是内在的整体，它被分解为单独的领域不是取决于事物的本质，而是取决于人类认识能力的局限性。,1.2 信息科学与信息技术 1.2.1 科学的定义,15,1.2,信息科学与信息技术,自然科学是研究自然界不同对象的运动、变化和发展规律的科学。社会科学是研究人类社会不同领域的运动、变化和发展规律的科学。哲学也是一门科学，它是关于世界观的学说，是自然科学和社会科学知识的概括和总结，也是自然界、社会和思维的最一般的规律。,1.2 信息科学与信息技术 自然科学是研究自然,16,1.2,信息科学与信息技术,1.2.2,信息科学,信息科学的崛起，是信息现象日趋复杂化、信息爆炸性增长、知识重要性增加、信息技术飞速发展等因素相互作用的结果。是信息时代的必然产物。,信息科学是以信息为基本研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，这是信息科学有别于一切传统科学最基本的特征。,1.2 信息科学与信息技术 1.2.2 信息科学,17,1.2,信息科学与信息技术,1.2.3,信息技术,所谓信息技术就是人类开发和利用信息资源的所有手段的总和。信息技术既包括有关信息的产生、收集、表示、检测、处理和存储等方面的技术，也包括有关信息的传递、变换、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。,1.2 信息科学与信息技术 1.2.3 信息技术,18,1.2,信息科学与信息技术,1.2.4,信息技术的核心,信息技术主要包括计算机技术、微电子技术和通信技术，以及传感技术等。如果形像地说，传感技术是扩展人的感觉器官收集信息的功能；通信技术是扩展人的神经系统传递信息的功能；计算机技术是扩展人的思维器官处理信息和决策的功能。微电子技术可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块，扩展了人对信息的控制和使用能力。,1.2 信息科学与信息技术 1.2.4 信息技术的核,19,1.2,信息科学与信息技术,1.2.5,信息技术的发展历史,迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技术革命。,第一次革命是人类创造了语言和文字，接着出,现,了文献。,第二次革命是造纸和印刷术的出现。,第三次革命是电报、电话、电视及其他通信技术的发明和应用。,第四次革命是电子计算机和现代通信技术在信息工作中的应用。,1.2 信息科学与信息技术,20,1.3,信息化与信息社会,1.3.1,信息化社会的标志,对于什么是信息化社会的主要标志，由于各国信息化发展水平的不平衡，达到的目标也不尽一致，目前当然不可能有统一的和完整的定义。有学者认为：信息化社会具有知识含量高(Highly Knowledge Based)、技术多样性(Abundance of Technologies)、业务综合性(Integrity of Services)、行业融合性Convergence of Industries)、市场竞争性(Competition of Market)、用户选择性(Choice of Users)等主要特征。,1.3 信息化与信息社会 1.3.1 信息化社会的标,21,1.3,信息化与信息社会,1.3.2,构建信息化社会的信息高速公路,信息高速公路旨在建立一个能提供超量信息的，由通信网络、多媒体联机数据库以及网络计算机组成的一体化高速网络，向人们提供图、文、声、像信息的快速传输服务，并实现信息资源的高度共享。信息高速公路之“路”，是指铺设由光导纤维组成的光缆。信息高速公路上行驶之“车”，是巨量的多媒体信息，包括电话通信的话音信息、计算机通信的数据信息、高清晰度电视和电影等的图像、视频信息等。,1.3 信息化与信息社会 1.3.2 构建信息化社会,22,1.3,信息化与信息社会,1.3.3,知识经济成为信息化社会主要标志之一,知识经济具体体现为：,1.知识经济和信息相伴相生。,2.知识经济培育了新一代巨富，孕育着“知识=财富”新分配观念的诞生。,3.知识经济时代，人才的显著特征是“创新”，创新成为经济增长的最重要的动力,。,1.3 信息化与信息社会,23,1.3,信息化与信息社会,1.3.4,社会信息化的基础是企业信息化,企业的信息化程度决定了国家和社会的信息化程度，因此首先应加强和重视企业信息化的发展。企业信息化是电子商务的基础平台，发展电子商务需要良好的信息化体系作为支撑，如果企业没有信息化，电子商务无法开展，电子商务是建立在企业信息化的基础之上也是信息化发展的必然结果。,1.3 信息化与信息社会,24,1.4,信息产业与信息人才,1.4.1,信息产业的概念,1.4.2,信息产业的特点,信息产业是战略性先导产业,科技创新含量高,知识、智力、技术密集,高投入、高风险,增长快、变动大,1.4 信息产业与信息人才 1.4.1 信息产业的概念,25,高度渗透性,高度增值性,高度带动性,1.4.3,信息产业对人才的需求,在信息时代里，一切竞争，归根结底是人才的竞争。要想快速发展信息产业，在国际竞争中增强实力，就必须广泛培养和拥有大批优秀的IT人才、软件工人，形成信息人才的资源优势，使信息产业发展有一个坚实的人才基础。IT行业是智力、人才密集型行业，人才一直是IT业竞争的焦点。,高度渗透性,26,1.4.4,IT人才的职业划分与人才培养,在IT业存在这样一座“金字塔”，它是由信息人才的职业结构划分而成的。处在顶层的是少数复合型高级管理人才和高级技术人才，处在中间层的是系统分析师、系统设计师及中层管理人员，处在金字塔基层支撑整座金字塔的则是大量的软件开发人员和应用人员。,1.4.4 IT人才的职业划分与人才培养,27,1.5,关于大学信息技术教育的思考,以计算机技术、网络与通信技术和微电子技术为代表的现代信息技术，正在改变人们传统的生活、学习和工作方式，同时也影响着教育的内容与方法。信息技术教育的本质是利用信息技术培养信息素质。以适应信息社会对人才培养标准的要求。其中，大学信息技术教育更是我们关注的焦点。,1.5 关于大学信息技术教育的思考 以计算机技术、,28,1.5.1 信息能力与信息素养,信息能力是一种基本的信息素养，它是一种在技术层面、操作层面和能力层面上的素养，它是信息素养的重要内容。除信息能力外，信息素养还应包括在认识、态度层面上的内容，即对信息、信息社会、参与信息过程和信息社会的认识和态度层面上的内容，这也是每一个信息社会的成员所必须具备的素养。,1.5.1 信息能力与信息素养,29,1.5.2,信息技术教学的目标,信息技术教育是一种以培养学生信息能力，提高学生的信息素养为目标的学科教育。大学信息技术教育的教学目标应包括以下的三个方面：,1.对信息科学的理解,2.信息活用的实践能力,3.对信息、信