现代信息科学与药学信息技术

第一节现代信息科学概述狭义信息论的产生过程和标志

1928年，哈特利发表了《信息传输》，第一次把信息和消息区别开来，并首次提出信息量的概念，同时指出可以用消息出现的概率的对数来度量信息量。第一页，共25页。香农信息论

1948年香农《通信的数学理论》和1949年《噪声中的通信》集中了香农的研究成果，系统的论述了信息理论，奠定了现代信息论的基础。

维纳信息论

1948年维纳《控制论－动物和机器中的通信与控制问题》从控制和通信的角度研究了信息问题，以自动控制的观点解决了信号被噪声干扰时的处理问题，建立了“维纳滤波理论”，从而扩大了信息论的研究范围。ClaudeElwoodShannon(1916-2001)第二页，共25页。这几篇论文的相继发表，标志着信息论的正式诞生仅限于通信领域——狭义信息论，通信的数学理论，主要研究狭义信息的度量方法，研究各种信源、信道的描述和信源、信道的编码定理。第三页，共25页。二狭义信息的概念通信系统模型

香农认为通信应该是信息在系统中识别、传输、变换、存储、处理、显示的过程。因此通信系统必须是一个发送与接收，输入与输出两者相互联系的不可分割的统一体。

编码器信道译码器信宿噪声源信源信息信号干扰信号+干扰信息第四页，共25页。自然现象的分类 必然事件：在一定条件下必然发生的现象 不可能事件：在一定条件下不会发生的现象 随机事件：在一定条件下可能发生，也可能不发生的现象概率信息是表示关于事物的随机运动状态和方式的信息，它与事物的运动方式有关，不同的方式有不同信息表示。香农信息定义：信息是用来消除不确定性的东西维纳信息定义：信息就是人和外界相互作用的过程中相互交换的内容总称。第五页，共25页。（三）狭义信息度量 概率空间

由随机试验中的基本事件及其发生的相应的概率组成，即： 其中Xi表示事物运动的n种可能状态；Pi则是相应的运动状态发生的概率，且P1＋P2＋…＋Pn＝1

第六页，共25页。 实例： 掷骰子有六个基本事件，即出现一点、二点、三点、四点、五点、六点的状态，分别记做X1、X2、X3、X4、X5、X6，其相应的概率分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、，且P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＝1，则掷骰子的概率空间为 先验信息概率空间

第七页，共25页。香农理论（经典信息学）数学基础熵（Entropy

）经典信息学的数学基础.熵的数学定义：以熵为尺度度量信息量的大小。X1，X2，。。。。。。，XnP(X1)，P(X2)，。。。，P(Xn)消息的概率空间：＝第八页，共25页。狭义信息论的局限性

只考虑了信息的形式方面，不考虑其含义与价值方面，而语义和语用是不能回避的（与主观有关）

局限于“消除不确定性”范畴，不能解决模糊问题 只考虑了统计信息，没有考虑其他的原理和规律第九页，共25页。二、广义信息论的产生过程和标志1972年，德鲁卡和特米尼提出模糊信息熵公式；1981年钟义信提出“广义信息函数”，1985年得到语法、语义和语用信息的综合测度公式－全信息的计量模型第十页，共25页。广义信息论.包括所有与信息有关的自然和社会领域,如模式识别,计算机翻译,心理学,遗传学,神经生理学,语言学,语义学甚至包括社会学中有关信息的问题.第十一页，共25页。广义信息论，包括信息论在自然和社会中的新的应用，如模式识别、机器翻译、自学习自组织系统、心理学、生物学、经济学、社会学等一切与信息问题有关的领域。第十二页，共25页。（二）哲学范畴的广义信息

信息普遍存在于自然界、人类社会和思维领域中，是客观事物之间相互作用和联系的表征，是客观事物经过感知或认识后的再现

它是客观事物自身存在的方式和状态的信息——本体信息。信息是事物运动的状态与方式，是物质的一种属性。

第十三页，共25页。三、现代信息科学的产生过程和发展方向（一）现代信息科学的概念信息科学是以信息为主要研究对象，以信息的性质、运动规律和利用为研究内容，以计算机和通信网络为主要技术工具，以提高人类获取和利用信息的能力为主要目标的一门新兴的横断学科。信息科学的内容范围包括①信息论、通信理论②控制论、系统论③计算机科学④电子学⑤情报科学、信息管理学和传播学⑥生物信息学⑦智能科学第十四页，共25页。（二）现代信息科学理论信息科学理论的三大支柱：全信息理论、信息科学基本原理以及信息科学方法论。信息科学是包含香农信息论、全信息论、识别论、智能论、控制论、信息系统论的统一理论。信息的基本运动过程和相应理论：产生与获取→传递→处理与再生→调节与控制→组织与优化→思维与认知通信论决策论控制论系统论智能论第十五页，共25页。（三）现代信息科学方法论包括两个基本原则和三个基本方法1物质、能量、信息三位一体原则：现实是物质和能量的有机综合体2结构、功能、行为辩证相依准则：3信息分析方法4信息综合方法5信息进化方法第十六页，共25页。信息进化法信息进化法就是在变革、改善或优化一个高级复杂系统的时候首先从信息的观点出发，利用信息技术的方法和手段获得该系统现实的运用状态及方式、内容和效用，从中判断出系统的优度，且与目标优度相比较，通过控制作用改变系统的状态，使它逐步逼近目标，实现功能优化，完成系统优化的过程。第十七页，共25页。第二节现代信息技术概述一、现代信息技术的概念从技术的本质来说，信息技术是指能够扩展和延伸人类信息器官功能的技术的总称；教科文组织的定义：应用于信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方法和技巧的应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。第十八页，共25页。二、现代信息技术的特点高度的战略地位巨大的渗透能力发展速度快高投入、高风险第十九页，共25页。三、现代信息技术的分类一般来说，现代信息技术的分类体系结构包括3个基本层次：信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术（一）信息基础技术：是有关新材料、新能源、新器件的开发或制造技术，是整个信息技术的基础，包括光电子技术、微电子技术、光子技术、分子电子技术和其他技术第二十页，共25页。（二）信息系统技术是信息技术体系的核心和主体，是有关信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术，主要包括4基元：1信息获取技术：传感、遥测、遥感2信息处理技术：应用计算机硬件、软件及数字传输网，对信息进行文字、图形、特征识别以及信息加工和积累的技术。3信息传输技术4信息控制技术第二十一页，共25页。（三）信息应用技术是针对各种实用目的而发展起来的具体的技术群体，是信息技术开发的根本目的。第二十二页，共25页。四、现代信息技术的发展趋势（一）高速化1计算机技术：最活跃发展最快的技术2通信技术：在数字化、综合化基础上向高速化、宽带化、智能化和个人化的方向发展3信息存储技术：主要表现在半导体存储技术和光学存储技术两方面（二）交叉融合1计算机与通信技术的整合2交叉学科和综合技术的发展（三）高渗透性主要是指信息技术应用时的特点和发展趋势第二十三页，共25页。第三节药学信息技术概述一、药学信息技术的概念和特点（一）概念目前还不是一个固定的专有名词，而是泛指在药学领域中使用的信息技术群。（二）特点1药学信息技术的主体是信息系统技术2药学信息技术的归宿是信息应用技术第二十四页，共25页。二、药学信息技术的作用（一）促进药学产业经济的增长1促进药学领域生产方式的变革2推动药学信息产业的发展3促进药品流通方式的改变（二）促进药学科学实践的进步1提出新的课题2提供新的研究手段3变革药学科学研究的组织体制4促进药学科研成果的转化5推动药学科学知识的普及（三）