1章信息与信息技术

信息技术基础

冯蓓蓓第1章信信息与信信息技技术1探索信息息的真谛谛2信息科学学与信息息3信息化与与信息社社4信息产业业与信息息人才5关于大学学信息技技术教育育的思考考本章介绍绍本章介绍绍了信息息产业的的概念和和信息产产业的特特点，以以及信息息人才的的结构需需求与培培养。从从信息的的定义开开始，介介绍了香香农理论论对信息息论的贡贡献、信信息与熵熵的联系系，阐述述了香农农关于信信息的计计算公式式。同时时指出香香农公式式应用的的局限性性，对狭狭义信息息论和广广义信息息论作了了介绍。。介绍了了信息的的属性与与特征，，以及信信息与数数据、消消息、信信号的联联系与区区别。最最后本章章还针对对大学信信息技术术与教育育，探讨讨了信息息教育的的目标、、内容和和认识，，以其引引起读者者的关注注，共同同推动大大学信息息教育的的改革。。1.1探索信息息的真谛谛1.1..1什么是信信息随着时间间的推移移，时代代将赋予予信息新新的含义义，是一一个动态态的概念念。现代代“信息息”的概概念，已已经与半半导体技技术、微微电子技技术、计计算机技技术、通通信技术术、网络络技术、、多媒体体技术、、信息服服务业、、信息产产业、信信息经济济、信息息化社会会、信息息管理、、信息论论等含义义紧密地地联系在在一起。。但信息息的本质质是什么么,这仍然是是需要进进一步探探讨的问问题。1.1探索信息息的真谛谛1.1..2从信息论论到信息息科学香农的研研究成果果标志着着信息论论（InformationTheory））的诞生。。由于香香农提出出的信息息论是关关于通信信技术的的理论，，它是以以数学方方法研究究通信技技术中关关于信息息的传输输和变换换规律的的一门科科学。所所以，人人们又将将其称为为狭义信信息论，或经典典信息论论。信息论发发展的第第二个阶阶段是一一般信息息论。信信息论发发展的第第三个阶阶段是广广义信息息论。1.1探索信息息的真谛谛1.1..3香农对信信息的定定义香农认为为：信息息是有秩秩序的量量度，是是人们对对事物了了解的不不确定性性的消除除或减少少。信息息是对组组织程度度的一种种测度，，信息能能使物质质系统有有序性增增强，减减少破坏坏、混乱乱和噪音音。一个系统统的熵就就是它的的无组织织程度的的度量。。而一个个系统中中的信息息量是它它的组织织化程度度的度量量，这说说明信息息与熵恰恰好是一一个相反反的量，，信息是是负熵，，所以在在信息熵熵的公式式中有负负号，它它表示系系统获得得后无序序状态的的减少或或消除，，即消除除不定性性的大小小。1.1探索信息息的真谛谛1.1..4信息的度度量量度信息息多少的的测度就就是信息息量。信信息的度度量反映映了人们们对于信信息的定定量认识识。根据据香农有有关信息息的定义义，信息息如何测测度呢？？显然，，信息量量与不确确定性消消除程度度有关。。消除多多少不确确定性，，就获得得多少信信息量。。用数学学的语言言来讲，，不确定定就是随随机性。。不确定定性的大大小可以以直观地地看成是是事先猜猜测某随随机事件件是否发发生的难难易程度度。H为从信信源发出出信息总总量的期期望值。。I=log后验验概率／／先验概概率Ｉ从信宿宿角度代代表收到到信息后后消除不不定性的的程度1.1探索信息息的真谛谛1.1.5香农信息息论的局局限性随着信息息概念的的广泛应应用，香香农信息息论的局局限性逐逐渐暴露露出来。。其实，，香农作作为一个个通信科科学家，，所定义义的仅仅仅是通信信模型中中的信息息，是对对信息定定义的狭狭义解释释。可是是若把这这一信息息量的计计算机方方法引入入其他领领域时，，就会出出现极大大的局限限性。首先，香香农对信信息的定定义的出出发点是是假定事事物状态态可以用用一个以以经典集集合论为为基础的的概率模模型来描描述。然然而实际际存在的的某些事事物运动动状态要要寻找一一个合适适的概率率模型往往往是非非常困难难的。1.1探索信息息的真谛谛其次，这这个定义义和度量量考虑收收信者的的主观特特性和主主观意义义，也撇撇开了信信息的具具体含义义、具体体用途、、重要程程度和引引起后果果等因素素。1.1..6数据、消消息、信信号与信信息1.1探索信息息的真谛谛从信息科科学的角角度来看看，信息息的含义义则更为为深刻和和广泛，，它是不不能等同同于数据据、消息息、信号号的。数数据是对对客观实实体的一一种描述述形式，，是信息息的载体体。按照照香农理理论，在在通信过过程中，，信息总总是经过过编码(符号化)成为消息息以后，，才能经经由媒介介传播的的，而信信息的接接收者收收到信息息后，总总是要经经过译码码(解读)才获取其其中的信信息的。。既然信信息不同同于消息息，当然然也不同同于信号号。信号号是数据据的电磁磁或光脉脉冲编码码。信号号可以分分为模拟拟信号和和数字信信号。1.1..7信息的基基本特性性

信息的普普遍性、、无限性性和客观观性信息的可可共享性性信息的可可存储性性信息的可可传输性性信息的可可扩散性性信息的可可转换性性信息的可可度量性性信息的可可压缩性性1.1..8信息的基基本作用用信息是人人类认识识客观世世界及其其发展规规律的基基础信息是客客观世界界和人类类社会发发展进程程中不可可缺少的的资源要要素信息是科科学技术术转化为为生产力力的桥梁梁和工具具信息是管管理和决决策的主主要参考考依据信息是国国民经济济建设和和发展的的保证1.2信息科学学与信息息技术1.2..1科学的定定义一般地说说，科学学是人类类认识客客观世界界的知识识，但并并不是任任何关于于客观世世界的知知识都是是科学。。科学包包括自然然科学、、社会科科学等。。德国物物理学家家普朗克克指出，，科学是是内在的的整体，，它被分分解为单单独的领领域不是是取决于于事物的的本质，，而是取取决于人人类认识识能力的的局限性性。1.2信息科学学与信息息技术自然科学学是研究究自然界界不同对对象的运运动、变变化和发发展规律律的科学学。社会会科学是是研究人人类社会会不同领领域的运运动、变变化和发发展规律律的科学学。哲学学也是一一门科学学，它是是关于世世界观的的学说，，是自然然科学和和社会科科学知识识的概括括和总结结，也是是自然界界、社会会和思维维的最一一般的规规律。1.2信息科学学与信息息技术1.2..2信息科学学信息科学学的崛起起，是信信息现象象日趋复复杂化、、信息爆爆炸性增增长、知知识重要要性增加加、信息息技术飞飞速发展展等因素素相互作作用的结结果。是是信息时时代的必必然产物物。信息科学学是以信信息为基基本研究究对象，，以信息息的运动动规律和和应用方方法为主主要研究究内容，，这是信信息科学学有别于于一切传传统科学学最基本本的特征征。1.2信息科学学与信息息技术1.2..3信息技术术所谓信息息技术就就是人类类开发和和利用信信息资源源的所有有手段的的总和。。信息技技术既包包括有关关信息的的产生、、收集、、表示、、检测、、处理和和存储等等方面的的技术，，也包括括有关信信息的传传递、变变换、显显示、识识别、提提取、控控制和利利用等方方面的技技术。1.2信息科学学与信息息技术1.2..4信息技术术的核心心信息技术术主要包包括计算算机技术术、微电电子技术术和通信信技术，，以及传传感技术术等。如如果形像像地说，，传感技技术是扩扩展人的的感觉器器官收集集信息的的功能；；通信技技术是扩扩展人的的神经系系统传递递信息的的功能；；计算机机技术是是扩展人人的思维维器官处处理信息息和决策策的功能能。微电电子技术术可以低低成本、、大批量量地生产产出具有有高可靠靠性和高高精度的的微电子子结构模模块，扩扩展了人人对信息息的控制制和使用用能力。。1.2信息科学学与信息息技术1.2..5信息技术术的发展展历史迄今为止止，人类类社会已已经发生生过四次次信息技技术革命命。第一次革革命是人人类创造造了语言言和文字字，接着着出现了文献。。第二次革革命是造造纸和印印刷术的的出现。。第三次革革命是电电报、电电话、电电视及其其他通信信技术的的发明和和应用。。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1.3..1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)、技术多样样性(AbundanceofTechnologies)、业务综合合性(IntegrityofServices))、行业融合合性ConvergenceofIndustries)、、市场竞争争性(CompetitionofMarket))、用户选择择性(ChoiceofUsers))等主要特特征。1.3信息化与与信息社社会1.3..2构建信息息化社会会的信息息高速公公路信息高速速公路旨旨在建立立一个能能提供超超量信息息的，由由通信网网络、多多媒体联联机数据据库以及及网络计计算机组组成的一一体化高高速网络络，向人人们提供供图、文文、声、、像信息息的快速速传输服服务，并并实现信信息资源源的高度度共享。。信息高高速公路路之“路路”，是是指铺设设由光导导纤维组组成的光光缆。信信息高速速公路上上行驶之之“车””，是巨巨量的多多媒体信信息，包包括电话话通信的的话音信信息、计计算机通通信的数数据信息息、高清清晰度电电视和电电影等的的图像、、视频信信息等。。1.3信息化与与信息社社会1.3..3知识经济济成为信信息化社社会主要要标志之之一知识经济济具体体体现为：：1.知识经济济和信息息相伴相相生。2.知识经济济培育了了新一代代巨富，，孕育着着“知识识=财富”新新分配观观念的诞诞生。3.知识经济济时代，，人才的的显著特特征是““创新””，创新新成为经经济增长长的最重重要的动动力。1.3信息化与与信息社社会1.3..4社会信息息化的基基础是企企业信息息化企业的信信息化程程度决定定了国家家和社会会的信息息化程度度，因此此首先应应加强和和重视企企业信息息化的发发展。企企业信息息化是电电子商务务的基础础平台，，发展电电子商务务需要良良好的信信息化体体系作为为支撑，，如果企企业没有有信息化化，电子子商务无无法开展展，电子子商务是是建立在在企业信信息化的的基础之之上也是是信息化化发展的的必然结结果。

1.4信息产业业与信息息人才1.4..1信息产业业的概念念1.4..2信息产业业的特点点信息产业业是战略略性先导导产业科技创新新含量高高知识、智智力、技技术密集集高投入、、高风险险增长快、、变动大大高度渗透透性高度增值值性高度带动动性1.4..3信息产业业对人才才的需求求在信息时时代里，，一切竞竞争，归归根结底底是人才才的竞争争。要想想快速发发展信息息产业，，在国际际竞争中中增强实实力，就就必须广广泛培养养和拥有有大批优优秀的IT人才、软软件工人人，形成成信息人人才的资资源优势势，使信信息产业业发展有有一个坚坚实的人人才基础础。IT行业是智智力、人人才密集集型行业业，人才才一直是是IT业竞争的的焦点。。1.4..4IT人才的职职业划分分与人才才培养在IT业存在这这样一座座“金字字塔”，，它是由由信息人人才的职职业结构构划分而而成的。。处在顶顶层的是是少数复复合型高高级管理理人才和和高级技技术人才才，处在在中间层层的是系系统分析析师、系系统设计计师及中中层管理理人员，，处在金金字塔基基层支撑撑整座金金字塔的的则是大大量的软软件开发发人员和和应用人人员。1.5关于大学学信息技技术教育育的思考考以计算机机技术、、网络与与通信技技术和微微电子技技术为代代表的现现代信息息技术，，正在改改变人们们传统的的生活、、学习和和工作方方式，同同时也影影响着教教育的内内容与方方法。信信息技术术教育的的本质是是利用信信息技术术培养信信息素质质。以适适应信息息社会对对人才培培养标准准的要求求。其中中，大学学信息技技术教育