第章信息与信息技术3

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,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,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。,1.1,探索信息的真谛,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,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,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,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。,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,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,信息,的,的真,谛,谛,其次,，,，这,个,个定,义,义和,度,度量,考,考虑,收,收信,者,者的,主,主观,特,特性,和,和主,观,观意,义,义，,也,也撇,开,开了,信,信息,的,的具,体,体含,义,义、,具,具体,用,用途,、,、重,要,要程,度,度和,引,引起,后,后果,等,等因,素,素。,数据,、,、消,息,息、,信,信号,与,与信,息,息,1.1,探索,信,信息,的,的真,谛,谛,从信,息,息科,学,学的,角,角度,来,来看,，,，信,息,息的,含,含义,则,则更,为,为深,刻,刻和,广,广泛,，,，它,是,是不,能,能等,同,同于,数,数据,、,、消,息,息、,信,信号,的,的。,数,数据,是,是对,客,客观,实,实体,的,的一,种,种描,述,述形,式,式，,是,是信,息,息的,载,载体,。,。按,照,照香,农,农理,论,论，,在,在通,信,信过,程,程中,，,，信,息,息总,是,是经,过,过编,码,码(,符,符号,化,化),成,成为,消,消息,以,以后,，,，才,能,能经,由,由媒,介,介传,播,播的,，,，而,信,信息,的,的接,收,收者,收,收到,信,信息,后,后，,总,总是,要,要经,过,过译,码,码(,解,解读)才,获,获取,其,其中,的,的信,息,息的,。,。既,然,然信,息,息不,同,同于,消,消息,，,，当,然,然也,不,不同,于,于信,号,号。,信,信号,是,是数,据,据的,电,电磁,或,或光,脉,脉冲,编,编码,。,。信,号,号可,以,以分,为,为模,拟,拟信,号,号和,数,数字,信,信号,。,。,信息,的,的基,本,本特,性,性,信息,的,的普,遍,遍性,、,、无,限,限性,和,和客,观,观性,信息,的,的可,共,共享,性,性,信息,的,的可,存,存储,性,性,信息,的,的可,传,传输,性,性,信息,的,的可,扩,扩散,性,性,信息,的,的可,转,转换,性,性,信息,的,的可,度,度量,性,性,信息,的,的可,压,压缩,性,性,信息的基,本,本作用,信息是人,类,类认识客,观,观世界及,其,其发展规,律,律的基础,信息是客,观,观世界和,人,人类社会,发,发展进程,中,中不可缺,少,少的资源,要,要素,信息是科,学,学技术转,化,化为生产,力,力的桥梁,和,和工具,信息是管,理,理和决策,的,的主要参,考,考依据,信息是国,民,民经济建,设,设和发展,的,的保证,1.2,信息科学,与,与信息技,术,术,科学的定,义,义,一般地说,，,，科学是,人,人类认识,客,客观世界,的,的知识，,但,但并不是,任,任何关于,客,客观世界,的,的知识都,是,是科学。,科,科学包括,自,自然科学,、,、社会科,学,学等。德,国,国物理学,家,家普朗克,指,指出，科,学,学是内在,的,的整体，,它,它被分解,为,为单独的,领,领域不是,取,取决于事,物,物的本质,，,，而是取,决,决于人类,认,认识能力,的,的局限性,。,。,1.2,信息科学,与,与信息技,术,术,自然科学,是,是研究自,然,然界不同,对,对象的运,动,动、变化,和,和发展规,律,律的科学,。,。社会科,学,学是研究,人,人类社会,不,不同领域,的,的运动、,变,变化和发,展,展规律的,科,科学。哲,学,学也是一,门,门科学，,它,它是关于,世,世界观的,学,学说，是,自,自然科学,和,和社会科,学,学知识的,概,概括和总,结,结，也是,自,自然界、,社,社会和思,维,维的最一,般,般的规律,。,。,1.2,信息科学,与,与信息技,术,术,信息科学,信息科学,的,的崛起，,是,是信息现,象,象日趋复,杂,杂化、信,息,息爆炸性,增,增长、知,识,识重要性,增,增加、信,息,息技术飞,速,速发展等,因,因素相互,作,作用的结,果,果。是信,息,息时代的,必,必然产物,。,。,信息科学,是,是以信息,为,为基本研,究,究对象，,以,以信息的,运,运动规律,和,和应用方,法,法为主要,研,研究内容,，,，这是信,息,息科学有,别,别于一切,传,传统科学,最,最基本的,特,特征。,1.2,信息科学,与,与信息技,术,术,信息技术,所谓信息,技,技术就是,人,人类开发,和,和利用信,息,息资源的,所,所有手段,的,的总和。,信,信息技术,既,既包括有,关,关信息的,产,产生、收,集,集、表示,、,、检测、,处,处理和存,储,储等方面,的,的技术，,也,也包括有,关,关信息的,传,传递、变,换,换、显示,、,、识别、,提,提取、控,制,制和利用,等,等方面的,技,技术。,1.2,信息科学,与,与信息技,术,术,信息技术,的,的核心,信息技术,主,主要包括,计,计算机技,术,术、微电,子,子技术和,通,通信技术,，,，以及传,感,感技术等,。,。如果形,像,像地说，,传,传感技术,是,是扩展人,的,的感觉器,官,官收集信,息,息的功能,；,；通信技,术,术是扩展,人,人的神经,系,系统传递,信,信息的功,能,能；计算,机,机技术是,扩,扩展人的,思,思维器官,处,处理信息,和,和决策的,功,功能。微,电,电子技术,可,可以低成,本,本、大批,量,量地生产,出,出具有高,可,可靠性和,高,高精度的,微,微电子结,构,构模块，,扩,扩展了人,对,对信息的,控,控制和使,用,用能力。,1.2,信息科学,与,与信息技,术,术,信息技术,的,的发展历,史,史,迄今为止,，,，人类社,会,会已经发,生,生过四次,信,信息技术,革,革命。,第一次革,命,命是人类,创,创造了语,言,言和文字,，,，接着出,现,了文献。,第二次革,命,命是造纸,和,和印刷术,的,的出现。,第三次革,命,命是电报,、,、电话、,电,电视及其,他,他通信技,术,术的发明,和,和应用。,第四次,革,革命是,电,电子计,算,算机和,现,现代通,信,信技术,在,在信息,工,工作中,的,的应用,。,。,1.3,信息化,与,与信息,社,社会,信息化,社,社会的,标,标志,对于什,么,么是信,息,息化社,会,会的主,要,要标志,，,，由于,各,各国信,息,息化发,展,展水平,的,的不平,衡,衡，达,到,到的目,标,标也不,尽,尽一致,，,，目前,当,当然不,可,可能有,统,统一的,和,和完整,的,的定义,。,。有学,者,者认为,：,：信息,化,化社会,具,具有知,识,识含量,高,高(HighlyKnowledgeBased)、技,术,术多样,性,性(AbundanceofTechnologies)、业,务,务综合,性,性(IntegrityofServices),、,、行业,融,融合性ConvergenceofIndustries),、,、市场,竞,竞争性(CompetitionofMarket)、,用,用户选,择,择性(ChoiceofUsers)等主,要,要特征,。,。,1.3,信息化与信,息,息社会,构建信息化,社,社会的信息,高,高速公路,信息高速公,路,路旨在建立,一,一个能提供,超,超量信息的,，,，由通信网,络,络、多媒体,联,联机数据库,以,以及网络计,算,算机组成的,一,一体化高速,网,网络，向人,们,们提供图、,文,文、声、像,信,信息的快速,传,传输服务，,并,并实现信息,资,资源的高度,共,共享。信息,高,高速公路之,“,“路”，是,指,指铺设由光,导,导纤维组成,的,的光缆。信,息,息高速公路,上,上行驶之“,车,车”，是巨,量,量的多媒体,信,信息，包括,电,电话通信的,话,话音信息、,计,计算机通信,的,的数据信息,、,、高清晰度,电,电视和电影,等,等的图像、,视,视频信息等,。,。,1.3,信息化与信,息,息社会,知识经济成,为,为信息化社,会,会主要标志,之,之一,知识经济具,体,体体现为,：,：,1.知识经,济,济和信息相,伴,伴相生。,2.知识经,济,济培育了新,一,一代巨富，,孕,孕育着“知,识,识=财富”,新,新分配观念,的,的诞生。,3.知识经,济,济时代，人,才,才的显著特,征,征是“创新,”,”，创新成,为,为经济增长,的,的最重要的,动,动力,。,1.3,信息化与信,息,息社会,社会信息化,的,的基础是企,业,业信息化,企业的信息,化,化程度决定,了,了国家和社,会,会的信息化,程,程度，因此,首,首先应加强,和,和重视企业,信,信息化的发,展,展。企业信,息,息化是电子,商,商务的基础,平,平台，发展,电,电子商务需,要,要良好的信,息,息化体系作,为,为支撑，如,果,果企业没有,信,信息化，电,子,子商务无法,开,开展，电子,商,商务是建立,在,在企业信息,化,化的基础之,上,上也是信息,化,化发展的必,然,然结果。,1.4,信,息,息,产,产,业,业,与,与,信,信,息,息,人,人,才,才,信,息,息,产,产,业,业,的,的,概,概,念,念,信,息,息