管理信息第2章3单元

第二章信息与管理2.1案例分析2.2信息的概念2.3信息的特征、性质与类型2.4信息的生命周期2.5信息的系统观2.6信息与管理2.7信息的度量

现实世界中存在各式各样的系统，其内部可能有物质、能量和信息流动，其中信息控制着物质和能量流动，使系统更加有序。从系统观点看，信息流在整体上构成一个系统——信息系统。信息系统的作用和其他子系统不同，它不一定从事某一个具体功能，完成某一个具体工作，而是协调整个全局，是整个系统的神经系统。

信息系统概念2.5.2信息系统概念与结构决策信息管理子系统执行子系统描述信息交互信息描述信息决策信息图2.10系统组织结构图信息子系统信息系统概念(以一个管理系统为例)广义上说，任何系统中信息流的总和都可视为信息系统，它对信息进行采集、存储、传递、加工等处理工作。目前普遍认同的信息系统是指基于计算机、通讯网络等现代化工具和手段，服务于管理领域的信息处理系统。研究信息系统的主要任务是研究信息处理过程中的内在规律以及基于计算机等现代化手段的形式表达和处理规律。信息系统概念信息系统（处理过程）输入（数据）输出（信息）反馈图2.9信息系统定义

信息系统输入数据或信息，输出信息，且输出的信息服务于信息系统目标；处理过程包括计算、比较、交换、检索等，是对输入数据的加工并使其能够被利用；反馈是对输入数据或处理过程的调整，以提高信息系统的有效性，反馈是管理者进行有效控制的重要手段；信息系统的基本功能是完成信息生命周期中各个阶段的信息处理任务。

信息系统概念概念结构。从概念上看，信息系统由信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者组成。信息源是信息的产生地；信息处理器负责信息的传输、加工、存储等；信息用户是信息的使用者，并利用信息进行决策、控制；信息管理者负责信息系统的设计和实施、维护、协调等。功能结构。从使用的角度看，信息系统总是具有一定的目标和多种功能，各功能之间存在各种信息联系，构成一个有机结合的整体，形成一个功能结构。信息系统结构3.软件结构。支持信息系统各种功能的软件系统或软件模块所组成的系统结构是信息系统的软件结构。4.硬件结构。信息系统的硬件结构说明硬件的组成及其连接方式和硬件所能达到的功能。硬件和系统软件构成信息系统的运行环境。

信息系统结构2.6信息与管理

管理与管理过程管理系统要素及相互作用管理系统过程(信息学模型)

管理是一种有目的的社会活动或过程，通过管理，使社会或组织能够有效地实现自己的目标，它是一种包含调查研究、运筹决策、协调控制、检查改进等环节的高级复杂过程。而从信息学角度看，管理过程实际上就是信息的采集、处理和利用信息进行决策的过程。

管理与管理过程管理者（管理主体）：具有施行管理职能的主体。管理对象（管理客体）：接受和执行管理者的一切管理职能者。管理系统的要素及相互作用只有当这两个基本要素之间发生了相互作用和相互联系，并在这个基础上产生了整体的功能，才形成了管理系统。信息是管理者和管理对象之间的纽带，这种信息作用和信息联系一旦正确地建立起来，管理系统就能发挥自己的功能即实现管理的目标。调查研究信息采集管理者(主体)检查改进阶段(信息再加工)：由于管理对象本身的复杂性，管理所得到的管理对象初始信息不一定充分完备；由于环境的干扰，初始对象信息和环境信息在收集和传递过程中还可能存在噪音；由于管理者信息加工的能力的限制，初始对象和环境信息可能没有得到有效利用。运筹决策阶段(信息处理)：对所获得的信息进行加工，产生相应的管理策略(指令信息)，指明应当通过什么样的途径和步骤把管理对象的当前运动状态和运动方式转变到所期望的运动状态和方式。管理系统过程(信息学模型)管理对象(客体)环境图2.11管理的信息模型运筹决策信息处理对象初始信息环境信息协调控制信息利用指令信息目标信息反馈信息检查改进信息再加工效果信息调查研究阶段(信息采集)：获取管理对象和外部环境的信息协调控制阶段(信息利用)：把指令信息反作用于管理对象，甚至环境，使管理对象和环境的运动状态和运动方式按照指令信息的规定来改变，实施具体的管理职能2.7信息的度量2.7.1概率信息的描述2.7.2不确定性与自信息量2.7.3信息熵2.7.4哈特莱信息度量方法2.7.5香农定理2.7.6信息熵的性质2.7信息的度量

信息的度量就是从数量关系上把握信息。日常生活的经验告诉我们，信息是可以度量的。比如人们在得到不同的信息时，往往会做出不同的反应和评价，“这个信息对我很重要，有很大帮助”，或“这个信息没什么用，我早就知道了”，这就说明不同的信息带有不同的信息量。

对信息的定量把握，是进一步探讨信息的科学规律的基础，也是信息处理和利用的基础。幽默案例韦小宝赌博：为什么韦小宝投骰子赌钱十赌九赢？

概率空间：设X表示一个离散随机事件，X={xi│i=1,…,n}为随机事件中所有可能状态的集合，P={pi│i=1,…,n}表示每个状态出现的概率的集合，则(X,P)={(xi，pi)

│i=1,…,n}为随机事件的概率空间。概率空间（X,P）的各元（xi,pi）正好描述了事物的运动状态和方式：状态xi出现的概率为pi

。2.7.1概率信息的描述随机事件的概率空间为：随机事件的概率空间其中：随机事件的概率空间

假定随机事件X有n种可能的状态x1,x2,…,xn。如果在没有任何信息的情况下已知这些状态出现的概率为分别为p1,p2,…,pn，称为先验概率。在得到信息之后，发现这些状态的出现概率为p1*,p2*,…,pn*，称为后验概率。先验概率空间和后验概率空间可以按下式变换：

{xi,pi│i=1,…,n}→{xi,pi*│i=1,…,n}

先验概率空间描述了随机事件的先验不确定性，后验概率空间描述了随机事件的后验不确定性。

例如：

X={xi│i=1,2},其中x1表示“正面朝上”这一状态，x2表示“反面朝上”这一状态。在试验之前，观察者无法知道x1和x2状态哪个会出现，根据常识，认为两者出现的概率均等，即pi=1/2,i=1,2。X的先验概率空间为：或投掷硬币试验投掷硬币试验

假定观察结果为正面朝上，即状态x1出现，后验概率空间为则观察者的实得信息量为：2.7.2不确定性与自信息量

不确定性指的是：在没有得到信息之前，我们不能确定某一随机事件的最终状态。这种不确定性是客观存在的，只有当得到信息之后，才能够减少或消除。如果随机事件的某一状态出现的不确定性越大，一旦它真的出现并被我们所知后，消除的不确定性就越大，反之则越小。因此，获得信息量的大小，是与不确定性消除的多少有关。

用数学的语言来讲，不确定性就是随机性，可以用概率论与随机过程来测定不确定性大小。如果知道状态xi已发生，则该信息所含有的自信息量定义为：其中I(xi)代表两种含义：状态xi出现以前，表示xi出现的不确定性；在状态xi出现以后，表示该观察

所含有的信息量。自信息自信息例题1例：假设彩票中大奖的概率是十万分之一。当得知某人买彩票没中大奖/中大奖时，试问分别获得多少信息量？

解：令a1代表彩票未中大奖，a2代表彩票中大奖则：P(a1)=0.999999，P(a2)=0.000001当得知某人买彩票没中大奖时，获得的信息量为：I(a1)=-log0.999999=1.44*10-6(bits)当得知某人买彩票中大奖时，获得的信息量为：I(a2)=-log0.000001=19.9(bits)例：同时扔一对色子，当得知“两色子面朝上点数之和为8”时，获得多少信息量？解：

I(两色子面朝上点数之和为8)=

-log(5/36)自信息例题22.7.3

信息熵

自信息量指的是随机事件中某种状态的不确定性，或者说是在这种状态出现的情况下，我们所得到的信息量。随机事件的状态不同，所含有的自信息量也是不同的。那么，如何衡量一个随机事件的平均不确定性呢？下面要介绍信息科学中的一个重要概念—信息熵。

信息熵表达了信源的统计特征。它是香农把热力学中熵的概念与熵增原理引入信息论的结果。熵、熵增的概念

热力学中的熵增原理：存在一个态函数－熵，只有不可逆过程才能使孤立系统的熵增加，而可逆过程不会改变孤立系统的熵可以看出：（1）熵及熵增是系统