第1章信息与计算机1摘要.ppt

第1章信息与计算机 本章要点 ★ 什么是信息？ ★ 信息分为哪几类？ ★ 什么是信息技术，计算机在信息社会中的作用是什么？ ★计算机有着怎样的发展过程？ ★计算机有哪些特点和用途？ 目 录 1.1 信息与信息分类 1.2 信息技术 1.3 信息社会 1.4 信息处理的主要工具——计算机 1.1 信息与信息分类 数据和信息是有着密切的关系 信息来源于数据 1.1.1 数据与信息 数据 数据是一组表示数量、行为和目标的非随机的可鉴别的符号，是现实世界客观存在的实体或事物的属性值。 数据一般是未被加工、处理过的，因而往往称之为原始数据。 从产生和采集来看，数据具有离散性、变化性和规律性。 1.1.1 数据与信息 信息 信息是描述客观事物运动状态及运动方式的数据 科学上所说的信息应该是从原始的、含糊不清的概念中加以概括、提炼、提高和开拓后得到的。 对信息的定义有很多，一般只是在某一方面对其的理解 控制论的创始人维纳从控制论的角度出发描述信息 信息论创始人仙农认为，信息是用以消除不确定性的东西 美国《书伯斯特词典》的解释：信息是知识和情报的通信和接受，是通过调查、研究或要求而得到的知识，是情报、消息、新闻、事实和数据等。 不同的解释从不同的侧面、不同的层次揭示了信息的特征与性质，但同时也都存在着这样或那样的局限性。 人类社会中，语言、文字、书刊、报纸、文章、信件、广告等都是信息的表达形式。 1.1.1 数据与信息 数据和信息的关系 数据是原料，信息是产品。只有使用了正确、可靠的数据，才能提炼出有用的信息。 联合国教科文组织把信息化社会的知识结构描述为多层次的金字塔结构： 数据→信息→知识→智慧。 数据和信息是知识的源泉 智慧是指经过客观现实验证 而得到充实的知识 1.1.2 信息论及其创始人 信息论是研究控制广义通信系统设计的数学规律的理论 信息论的主要任务是： 研究通信系统的有效性和可靠性， 通信的本质就是信息的传输。 信息论是现代通信理论的基础 信息论在计算技术、自动控制等方面得到了广泛的应用。 信息论主要包括的内容是： 信息的度量、信源（待传输的消息，这些消息是信息的载体）编码、信息传输、纠错编码、信息率——失真理论、检测与估计和保密学等。 1.1.2 信息论及其创始人 信息论是在20世纪中叶从电信技术中总结和发展起来的理论，美国数学家仙农是信息论的创始人。 仙农（香农），1916年出生于美国，他研究了继电器和开关的关系，证明了布尔逻辑代数和开关电路具有等同性，并在相关文章中首次使用了比特（bit）的概念。 1948年仙农撰写的论文《通信的数学理论》为信息论的创立奠定了基础 论文中明确了信息量的定量表示方法，即信息以二进制符号表示，比特是信息的最小单位，从概率论表示信息的不足程度而采用了“熵”的概念。引出的一系列有关信息量的定义，在通信编码中起着重要的作用。 仙农熵反应了一个随机试验的不肯定性，它是关于发生概率的函数，它的形式与热力学中的熵十分相似，因此称它为仙农熵。 1.1.2 信息论及其创始人 仙农指出，符号信息的最大传送能力取决于传输线路的频带宽度和噪声程度。 根据在信息论研究中总结出的信道容量公式称为仙农公式： C = W×Log2(1+S/N) 其中： C表示信息的传输速率 表示有用信号功率 W表示频带宽度 N表示噪声功率 从公式中可以看出，要提高信息的传输速率C，可以采用两种途径： 加大带宽W 提高信噪比S/N 1.1.3 信息的基本属性 事实性 信息应以事实为依据，能真实反映客观现实的信息是真实信息。对真实信息的处理才有可能产生正确的结果。 等级性 信息的等级，反映了信息的安全层次和安全级别。 滞后性 由于信息是加工后的数据，而数据的采集和处理需要一定的时间，因此信息相对于事实有一段时间的延迟。 时效性 即信息的新旧程度。在某一时刻得到的信息（例如股市情），将可以随着时间的推移，失去原有的价值。 1.1.3 信息的基本属性 可压缩性 可以抽取关键内容，进行合理、科学的压缩，压缩应以不丢失信息原有的含义为度。压缩使信息更精炼。 扩散性 这是信息区别于物质交换的一个特性。信息可以通过各种渠道无限扩散，信息不会因为得知的人数增加而减少。 但扩散性存在着两面性，既有利于知识的传播，又可能会出现非法扩散 传输性 传输性表现在信息可以在时间上或空间中从一点传递到另一点，可以通过口头、信件、报纸、广播、电视、电报、电话、网络等传输。 1.1.3 信息的基本属性 分享性 信息可以被分享，如网络、电视上的信息可以多人分享 转换性 信息可以被转换。转换的主要条件是信息必须被人们有效地利用，从而创造更多的物质财富和能量。 保密性 保密性是指根据信息的价值来确定保密的级别和程度。如：军事机密信息、商