《信息技术总论》PPT课件

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1、第一章信息技术总论辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.1信息的基本概念1.1.1什么是信息信息者，“音信消息”也。美国数学家、控制论奠基人维纳在1948年出版的《控制论：动物与机器中的通信与控制问题》。一书指出：“信息就是信息，不是物质也不是能量”。另一美国学者、信息论创始人仙农在《通信的数学理论》论文中,明确地把信息量定义为随机不定性减少的程度，表明他把信息理解为“用来减少随机不定性的东西”。这里的随机不定性是指由于随机因素所造成的不肯定性，数值上用概率墒来计量。法裔美国科学家布里渊在他的名著《科学与信息论》一书中指出，信息就是负墒，并且还创

2、造了一个新词Negentropy来表示负墒的概念。维纳在1950年出版的《控制论与社会》一书中也曾经指出：正如熵是无组织程度的度量一样，消息集合所包含的信息就是组织程度的度量。事实上，完全可以将消息所包含的信息解释为负墒。M.Tribes等人在1971年9月的《科学的美国人》杂志上发表了题为“能量与信息”的论文指出：“概率是对知识状态的一种数值编码。某人对一个特定问题的知识状态可以用这样刚方法来表示，即对这个问题的种种想得出来的答案各分配一定的概率；如果他对这个问题完全了解，他就能够对所有这些可能的答案(除了其中一个之外)赋予概率零，而剩下的那个则

3、赋予概率1。既然可以把知识状态编码成这样的概率分布，我们就可以给信息下一个定义：信息就是使概率分布发生变动的东西。这个定义看上去和仙农的定义很不一样，实质却完全相同。这里需要指出的是，用概率分布来表示知识状态并没有考虑知识的效用或价值。控制论的另一位奠基人，英国生物学家W.R.Ashby在《控制论导论》一书中对信息提出了另一种理解．他首先引入了一个“变异度”的概念：任何一个集合所包含的元素数目的以2为底的对数就称为这个集合的变异度(也可以把集合的元素数目直接定义为它的变异度)。然后，他就把变异度当做信息的概念来使用。不难证明，变异度实际上是均匀概率

4、分布条件下的仙农熵。基于变异度的概念后来还发展出一些新的说法，其中意大利学者G.Longo在1975年出版的《信息论：新的趋势与未决问题》一书序言中就曾经指出：信息是反映事物的形式、关系和差别的东西，它包含在事物的差异之中，而不在事物本身。事实上，半个多世纪以来，科学文献中所提出过的信息定义数以百计，百花争艳，众说纷纭．呈现一片繁荣兴旺而又扑朔迷离的景象。其实，这是由于不同的作者从不同的角度在不同的条件下对信息进行考察的结果。为了避免“以偏概全”，在定义信息的时候必须十分注意定义的约束条件。为了得到科学合理的认识，应该根据不同的条件，区分不同的层次

5、来给出信息的定义，同时根据约束条件的增减，使信息的定义随之进退。可以认为，没有任何约束条件的层次是最高的层次，也是最普遍适用的层次，通常称为“本体论层次”。如果在最高层次——本体论层次的基础上引入一个约束条件，最高层次的定义就退变为次高层次的定义，次高层次定义的适用范围就比最高层次定义的范围要窄。引人的约束条件越多，定义的层次就越低，适用的范围就越窄；于是，根据引入的条件的不同，就可以给出不同层次和不同适用范围的信息定义，这些信息定义的系列就构成信息定义的自恰体系。最典型的情况是，对本体论层次信息定义引入一个特殊约束——必须有主体(人、生物或机器系

6、统)的存在，且须从主体的立场出发来定义信息。在这个条件下，本体论层次信息定义就转化为认识论层次信息定义。在(无约束条件的)本体论层次上，信息的存在不以主体的存在为转移，因此，在这个层次上就可以认为：在地球上出现人类以前，信息就已经存在了，只是没有人去感知和利用它而已。但是在认识论层次上则认为：没有主体就没有认识论层次的信息。因此在人类出现之前不存在(以人类为观察主l车的)认识论层次信息。可见，讨论的条件不同，信息的层次不同，它的定义也就不同。颇为有趣的是，这两个看似矛盾的结论之间并不互相矛盾，因为它们的定义条件各不相同且可以随着条件的增减而互相转化

7、。本体论层次的信息定义某个事物的本体论层次信息，是该事物运动的状态及其变化方式的自我表述。定义中所说的“事物”泛指一切可能的研究对象，包括外部世界的物质客体，也包括主观世界的精神现象。定义中所说的“运动”泛指一切意义上的变化，包括机械运动、物理运动、化学运动、生物运动、思维运动和社会运动等等。“运动状态”是指事物运动在空间上所展示的形状和形态，“运动状态的变化方式”是指事物运动状态随时间而变化的过程样式。宇宙间一切事物都在运动，都有一定的运动状态和状态改变的方式，也就是说，一切事物都在产生信息。这是信息(在本体论层次上)的绝对性和普遍性。而一切不同

8、的事物都具有不同的运动状态和状态变化方式，这又是本体论层次上信息的相对性和特殊性。这是最广义的信息，是无条件的信息，在本体