第一章　信息管理的理论基础：信息科学.ppt

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1、1 1 信息管理的理论基础：信息科学信息管理的理论基础：信息科学1.1 1.1 信息的定义信息的定义 1.2 1.2 信息与物质、能量与意信息与物质、能量与意识识1.3 1.3 信息与感觉、知觉和思信息与感觉、知觉和思维维1.4 1.4 信息与载体、媒体信息与载体、媒体1.5 1.5 信息的层次信息的层次 1.6 1.6 信息的相关概念信息的相关概念1.7 1.7 信息的分类信息的分类1.8 1.8 信息的性质信息的性质1.9 1.9 信息的质量信息的质量1.10 1.10 信息的数量信息的数量1.11 1.11 信息论、信息科学与信息论、信息科学与信息方法信息方法课件主页面1.1 1.1 信

2、息的定义信息的定义（definitionsofinformation）唐朝诗人李中的暮春怀故人唐朝诗人李中的暮春怀故人 “梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台”。信息信息音信、消息。音信、消息。西方的西方的“信息信息”一词大多数来自于拉丁文一词大多数来自于拉丁文“informatio”英文“information”法文“la information”德文“die Information”西班牙文“information”其基本含义是指事物定型和构造，即关于某种事物的具体情况。这些词和“message”（消息）的含义有时也相同。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信

3、息的定义 1.1.1 1.1.1 从信息不是什么来定义从信息不是什么来定义 信息就是信息，既不是物质也不是能量。N.维纳（Wiener）物物质质能能量量信信息息客客观观物物质质世世界界物质资源物质资源能量资源能量资源信息资源信息资源三三要要素素说说信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义信息要素在不同社会形态中的地位与作用信息要素在不同社会形态中的地位与作用信息能量物质信息能量物质物质信息农业社会工业社会信息社会能量信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义1.1.2 1.1.2 从产生信息的客体来定义从产生信息的客体来定义 （客体论、本体论的信息定义）（客体论、本体论的

4、信息定义）信信息息就就是是事事物物（matterobject）运运动动的的状状态态及及其其状状态态变化的方式。变化的方式。事物可以泛指一切可能的研究对象（客体）客体是主体获得信息的来源和认识了的对象 本体论 ontology，the branch of philosophy concerned with the nature of existence信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义运运动动一切意义上的变化，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。运动状态运动状态事物运动在空间上所展示出的性状和态势。运动方式运动方式事物运动在时间上所呈现出的过程和规

5、律。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义1.1.3 1.1.3 从接收信息的主体来定义从接收信息的主体来定义 （主体论或认识论的信息定义）（主体论或认识论的信息定义）主主体体论论（认认识识论论epistemology epistemology）意意义义上上的的信信息息，就就是是主主体体所感知或由主体所表述的事物运动状态及其变化方式。所感知或由主体所表述的事物运动状态及其变化方式。主主体体（subjectsubject）广广义义的的主主体体包包括括人人类类、生生物物或或人人造造智智能能机机器；狭义的主体一般是指人类。器；狭义的主体一般是指人类。信息管理理论基础信息管理理论基础信息

6、的定义信息的定义认识论认识论层次的信层次的信息定义息定义层次的信息义定论体主论体客层次的信息义定认认识识论论、主主体体论论和和客客体体论论层层次次信信息息定定义义之之间间的的关关系系信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义1.1.41.1.4从主体与客体之间的信息联系来定义从主体与客体之间的信息联系来定义信息是人们在适应外部世界，并且使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。物 质 能 量？人环境信信息息信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义1.1.5 1.1.5 从传输中信息所依附的从传输中信息所依附的载体或媒体来定义载体或媒体来定义 人们

7、经常把信息看成是信号、数据、资料、情报、新闻、图象、符号、密码、语言、文字等的总称。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的定义信息的定义返回本章首页1.2 1.2 信息与物质、能量和意识信息与物质、能量和意识1.2.1 1.2.1 信息与物质信息与物质（informationandsubstance）信息来源于物质，但是它不是物质本身。认识利用物质离不开信息。1.2.2 1.2.2 信息与能量信息与能量（informationandenergy）信息不是能量，但信息离不开能量。驾驭能量离不开信息。1.2.3 1.2.3 信息与意识信息与意识（informationandconsciousnes

8、s）意识是人脑对客观物质世界的反映，是感觉思维等各种心理活动过程的总和。意识实际上就是信息在人脑中的运动过程返回本章首页信息管理理论基础信息管理理论基础信息与物质、能量和意识信息与物质、能量和意识 1.3 1.3 信息与感觉、知觉和思维信息与感觉、知觉和思维1.3.1 1.3.1 信息与感觉信息与感觉（informationandsensation）感觉是客观事物的个别特性在人脑中引起的反映，它一般包括触觉、味觉、嗅觉、视觉、听觉，是把从外部获得的信息传递到大脑中的手段。1.3.2 1.3.2 信息与知觉信息与知觉（informationandperception）知觉是反映事物的整体形象和表

9、面联系的心理过程。知觉是从信息汇集的世界中抽取有关信息的过程。1.3.3 1.3.3 信息与思维信息与思维（informationandthinking）思维是对周围的世界的间接的和概括的认识（反映）过程。思维是对信息的综合处理过程。返回本章首页信息管理理论基础信息管理理论基础信息与感觉、知觉和思维信息与感觉、知觉和思维1.4 1.4 信息与载体和媒体信息与载体和媒体1.4.1 1.4.1 信息与载体信息与载体（informationandcarrier）载体是载荷信息的物质实体。在一定情况下，实物本身也可以作为自身信息的载体。1.4.2 1.4.2 信息与媒体信息与媒体（informatio

10、nandmedium）媒体是用以表现信息的媒介，或者说是信息的表现形式。声音、图象、图形、文字等就是最常见的媒体形式。载体和媒体与信息之间的关系是形式与内容之间的关系。返回本章首页信息管理理论基础信息管理理论基础信息与载体和媒体信息与载体和媒体1.5 1.5 信息的层次信息的层次（levelsofinformation）1.5.1 1.5.1 语法信息语法信息（syntacticinformation）语法信息回答的是“事物的运动状态及其变化方式”是什么的问题，只是符号关系，是事物的表象。1.5.21.5.2 语义信息语义信息（semantic information semantic inf

11、ormation）语义信息回答的是“这种运动状态及其状态变化方式的含义是什么”，是符号所要表达的确切含义。1.5.31.5.3 语用信息语用信息（pragmatic informationpragmatic information）语用信息回答的是“这种含义的运动状态及其状态变化方式对观察者有什么样的价值和效用”，是信息的有用性。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的层次信息的层次举例：举例：语法信息语法信息语义信息语义信息语用信息语用信息信息管理理论基础信息管理理论基础信息的层次信息的层次人人具有感觉能力具有理解能力具有应用能力事物运动的状态及其状态变化的方式外在形式内在含义实用价值语法语法

12、信息信息语义语义信息信息语用语用信息信息全全信信息息信息的信息的3 3个层次和全信息个层次和全信息信息管理理论基础信息管理理论基础信息的层次信息的层次事物语法信息语义信息语用信息用户比较目标信息调整控制决策人与信息之间的关系人与信息之间的关系信息管理理论基础信息管理理论基础信息的层次信息的层次客体信息效用（主观）含义（主观+客观）形式（客观）语用信息语义信息语法信息全信息主体信息三个层次的相互关系信息三个层次的相互关系信息管理理论基础信息管理理论基础信息的层次信息的层次返回本章首页1.6 1.6 信息的相关概念信息的相关概念1.6.1 数据(datum,data)数据是说明客观事实的符号和编码

13、，是那些还没有根据特定目的进行评价的各种事实的表述。数据并不等于数字（数值），是数字、文字、符号、图形、图象和声音等的统称。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念数据只有经过解释才能成为信息 数据与信息之间的关系数数据据信信息息解 释描 述信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念1.6.2 1.6.2 信号、消息、文献和资料信号、消息、文献和资料1.6.2.1 1.6.2.1 信号信号(signal)信号是用来传递消息和命令等的光、电波、声音和动作。信号是信息的载体，信息是信号所载荷的内容。1.6.2.2 1.6.2.2 消息消息(message)消息

14、一般是指关于人或事等情况的报道，有时也有音信的含义。消息与信息之间是形式与内容的关系。1.6.2.3 1.6.2.3 文献文献 (document)文献是指记录有知识和信息的载体。1.6.2.4 1.6.2.4 资料资料(materials)资料狭义理解就是文献的同义语和代用词，经常指原始数据和信息或者是它们的某种组合。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念1.6.3 1.6.3 知识与情报知识与情报1.6.3.1 1.6.3.1 知识知识 (knowledge)广义地说，知识包括理论知识与经验知识狭义的知识主要指前者，它是系统化、理论化的信息理论知识具有可传授性，是人们

15、学习的主要对象知识可划分为显性知识和隐性知识，此外还可划分为：知道为什么（know why）知道是什么（know what）知道怎么样（know how）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念 1.6.3.2 1.6.3.2 情报情报 (informationorintelligence)情报是知识中的一个子集情报的特征是 动态的 按特定方式获取的 用特殊方式传递的 为特定目的服务的 常常带有一定的时效性和机密性信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念1.6.4 1.6.4 数据、信息、知识和情报之间的关系数据、信息、知识和情报之间的关系情 报信知识息

16、信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念知识信息数据知识信息数据战略的战术的操作的信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念情情报报知知识识信信息息数数据据信息管理理论基础信息管理理论基础信息的相关概念信息的相关概念返回本章首页1.7 1.7 信息的分类信息的分类1.7.1 按信息的生成领域：自然信息、机器信息和社会信息1.7.2 按照观察的过程：实在信息、实得信息和先验信息1.7.3 按照信息的流动方向：纵向信息、横向信息和网状信息。见下页图。1.7.4 按照信息的利用对象和作用层次，可将信息划分为战略信息、战术信息和业务信息信息管理理论基础信息管理理论

17、基础信息的分类信息的分类纵向信息横向信息网状信息信息管理理论基础信息管理理论基础信息的分类信息的分类1.7.5 1.7.5 按照信息的加工深度，可以将信息按照信息的加工深度，可以将信息划分为一次信息、二次信息和三次信息划分为一次信息、二次信息和三次信息 一次信息一次信息一般是指社会实践活动过程中产生的原始论文、报告、记录等。二次信息二次信息是在对一次信息进行加工的基础上产生的一类信息，如书目、索引、目录、题录、文摘和简介等。三次信息三次信息是在一次信息和二次信息的基础上经过研究者的综合、分析而产生的信息，常见的有综述、述评、年度总结、进展报告、数据手册、调查报告等。信息管理理论基础信息管理理论

18、基础信息的分类信息的分类1.7.6 按照信息的时间状态，可以将信息划分为历史信息、现状信息和预测信息1.7.7 按照信息对接受者的心理作用，信息可以划分为教育性信息、维持性信息和复原性信息1.7.8 按照信息是否已经被量化，可以将信息划分为定量信息和定性信息1.7.9 按照信息反映和描述的客观事物的范围，可以将信息划分为宏观信息和微观信息1.7.10 按照信息内容的性质，可以将信息划分为动态信息和静态信息 动态信息内容随着时间不断发生变化的、时间性强 静态信息内容具有相对的稳定性1.7.11 按照信息的获取方式，可以将信息划分为直接信息和间接信息信息管理理论基础信息管理理论基础信息的分类信息的

19、分类 1.7.12 1.7.12 根据信息的地位，信息可以划分为根据信息的地位，信息可以划分为客观信息和主观信息客观信息和主观信息 客观的含义客观的含义 在人的意识之外，而且不依赖主观意识而存在。按照事物本来面目去考察，而不加个人的偏见。客观信息客观信息主要包括观察对象的初始信息观察对象的初始信息以及经过观察者干预后的效果信效果信息息和环境信息环境信息。主观仅与自我意识有关，不依据实际情况，而完全凭自己的偏见。主观信息主要指人们在希望、愿望、想象、决心、决定、推测等的基础上提出或拟定的计划信息、目标信息、指令信息、决策信息、控制信息、推测信息。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的分类信息的分

20、类1.7.13 按照信息载体的类型，可以将信息划分为记录型信息、实物型信息、智力型信息和零次信息1.7.14 按照信息载体的性质，可以将信息划分为电子信息、光学信息和生物信息1.7.15 按照信息的内容是否与现实事物相符，可以将其划分为真实信息和虚假信息 信息管理理论基础信息管理理论基础信息的分类信息的分类1.7.16 1.7.16 前馈信息和反馈信息前馈信息和反馈信息现场控制前馈控制反馈控制执行过程输入输出信息流向纠正措施信息管理理论基础信息管理理论基础信息的分类信息的分类案案例例讨讨论论1：珍珍妮妮是是一一家家大大型型五五星星级级酒酒店店的的楼楼层层经经理理，负负责责二二楼楼四四十十间间客

21、客房房的的准准备备工工作作。房房间间每每天天清清洁洁，两两天天更更换换一一次次床床铺铺，有有新新客客人人入入住住前前也也必必须须更更换换，肥肥皂皂、毛毛巾巾、茶茶叶叶和和咖咖啡啡供供应应也也要要每每天天更更换换。宾宾馆馆外外包包给给外外面面的的一一家家洗洗衣衣店店，该该店店通通常常在在收收到到衣衣物物之之后后两两天天内内将将衣衣物物送送回宾馆。回宾馆。珍珍妮妮手手下下有有四四个个客客房房管管理理员员辅辅助助她她的的工工作作，另另外外在在这这些些职职员员休休假或告病期间还可以征用三个临时工。假或告病期间还可以征用三个临时工。最最近近几几周周，有有客客人人开开始始抱抱怨怨，入入住住前前客客房房接接

22、待待准准备备不不当当，甚甚至至有有两两次次储储藏藏室室的的肥肥皂皂供供给给告告缺缺。现现在在，洗洗衣衣店店又又告告知知收收到到衣衣物物三三天天后后才才能能送送返返。今今天天珍珍妮妮又又无无意意中中听听到到一一位位客客人人在在向向他他妻妻子子抱抱怨怨，说说他们房间的毛巾还没有更换。他们房间的毛巾还没有更换。珍珍妮妮一一直直觉觉得得她她的的客客房房管管理理小小组组可可靠靠又又能能干干，因因此此她她担担心心可可能能是她没有从别人那里了解到必要的信息。是她没有从别人那里了解到必要的信息。珍妮要改善她的工作需要哪些信息？珍妮要改善她的工作需要哪些信息？哪几项是内部信息，哪几项是外部信息？哪几项是内部信息

23、，哪几项是外部信息？信息管理理论基础信息管理理论基础信息的分类信息的分类返回本章首页1.8 1.8 信息的性质信息的性质（characteristics，properties，ornaturesofinformation）1.8.1 1.8.1 普遍性：普遍性：信息充满于客观世界，人类存在于信息的汪洋大海之中，即事事有信息，时时有信息，处处有信息。1.8.2 1.8.2 无限性：无限性：信息在量上是无边无际的。1.8.3 1.8.3 寄载性：寄载性：信息必须要依附在一定的实物上。1.8.4 1.8.4 动态性：动态性：信息的内容和数量是不断变化的。1.8.51.8.5客客观观性性：信息存在的客

24、观性，主观信息（决策、判断、指令、计划、目标等）也有客观实际背景信息管理理论基础信息管理理论基础信息的性质信息的性质1.8.6 1.8.6 传传递递性性：也称转移性，是指信息可在空间上从某一地点转移到另一地点，或在时间上从某一时刻保存到另一时刻。1.8.7 1.8.7 变换性：变换性：同样内容的信息可以运用不同的形式来描述。1.8.8 1.8.8 时时效效性性：脱离了母体的信息因不再能反映母体的新的运动状态及其状态变化方式，其效用将会降低，乃至完全丧失。1.8.9 1.8.9 不不完完全全性性：任何有关客观事物运动状态及其变化方式的认识都不可能包揽无余，在实际工作中人们所获得和运用的信息不可能

25、绝对完整。1.8.101.8.10可可伪伪性性：人在一定的条件下，可以按照自己的意志来生产、储存和传播假冒伪劣信息。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的性质信息的性质1.8.11 1.8.11 滞滞后后性性：信息是事物运动的状态及其状态变化的方式，因此，先有事物，后有信息。1.8.12 1.8.12 扩散性、扩充性与压缩性：扩散性、扩充性与压缩性：1.8.13 1.8.13 非非对对称称性性：指信息的分布在时间上和空间上呈现出来的不均匀性。1.8.14 1.8.14 共共享享性性：指同一内容的信息，可在相同的时间、相同或不同的地点，不同的时间、相同或不同的地点，为多个使用者所获取、掌握、占有

26、和使用。1.8.15 1.8.15 转转化化性性：信息在一定的条件下，可以完全或部分转变为物质、能量、时间等。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的性质信息的性质案例讨论2：小张是一家面包店的一名小组长，管理着四个面包师傅。在正常的工作周内，他必须完成以下工作：到总店为每位面包师取所需原料；保证烤箱正常工作；在每一批面包出炉后，监督烤箱的清洁；对所生产面包的质量和外观进行评定；制定每日的产量目标，并记录面包的实际生产数量；安排将成品面包送往商店。请讨论：1.小张是在哪个管理层工作？2.他所发送和接收的信息具有什么特点？3.如果面粉厂告诉小张下周他不能交付正常数量的面粉，那么他要怎样解决这一问题

27、？信息管理理论基础信息管理理论基础信息的性质信息的性质课堂讨论：请列出此时你最想得到的信息是什么？你认为信息满足哪些条件才是你想要的“好信息”？信息管理理论基础信息管理理论基础信息的性质信息的性质返回本章首页1.9 1.9 信息的质量信息的质量1.9.11.9.1信息质量的定义信息质量的定义 信信息息质质量量是指信息对事物运动状态和方式的反映、描述的准确性或真实性。准确性是指信息的内容与实际情况是否相符 真实性则是指信息的来源是否可靠。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的质量信息的质量1.9.2 1.9.2 信息的质量指标信息的质量指标1.9.2.1 1.9.2.1 信息模糊度信息模糊度也称

28、乏晰度，是指（人们在运用语言）描述、表示客观事物的状态及其状态变化的方式时，出现的没有精确规定的界限，以致表达不清楚、意思模糊。自然语言中的“好、高、大”信息管理理论基础信息管理理论基础信息的质量信息的质量1.9.2.2 1.9.2.2 信息多余度信息多余度信息中含有的某类（些）信息的量的多余程度与真正要表达的内容无关或无用成分的量的多余程度信息中无效成分的相对含量1.9.2.3 1.9.2.3 信息密集度信息密集度指信息中有效成分的相对含量用较少的符号表达较多的信息内容，可称为信息的密集度越大信息管理理论基础信息管理理论基础信息的质量信息的质量返回本章首页1.10 1.10 信息的数量信息的

29、数量（measurementofinformation）1.10.11.10.1 概率（概率（probabilityprobability）及其计算及其计算 概率是表示事件发生可能性大小的一个数。如果用X表示事件，则它的概率可用P（X）来表示。P（X）=1，表示事件X肯定会发生。P（X）=0，表示事件X肯定不会发生。通常，事件发生的概率满足0P（X）信息的数量信息的数量 例一例一 一个不透明的袋子中装有100个球，其中红球99个，白球一个。假定球的大小、形状、质量完全一样，则求：一、随意从袋子中摸到一个白球（记为事件A）的概率是多少？二、随意从袋子中摸到一个红球（记为事件B）的概率是多少？P（

30、A）=1/100 P（B）=99/100信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量1.10.2 1.10.2 信息量与可能性信息量与可能性（probability）可能性可用概率来表示概率与可能性间的关系是：可能性=概率可能性与信息量间的关系为：可能性=信息量概率可表示信息量：概率=信息量信息量是概率的递减函数信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量例二（A）客机坠毁；（B）卡车翻倒在路旁。例三（A）高材生W考取了大学；（B）高材生Z未考取大学。例四（A）营业员：这台冰箱的质量很高；（B）顾 客：这台冰箱的质量很高。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量1.

31、10.3 1.10.3 信息量与不确定性信息量与不确定性假如你从未来过安徽大学，也没有看过或听过任何有关安徽大学的介绍，那么安徽大学对你来说就是一个“未知数”，存在着所谓“不确定性”（uncertainty）当你考取安徽大学并来此报到学习后，就能通过耳闻目睹、接触交谈，了解安徽大学的具体情况“信息”“信息”将帮你逐渐解开头脑中的疑团，消除你对“安徽大学”认识的不确定性，并由不确定性变成较为确定或确定。如获得的“信息”越多，你对“安徽大学”的了解就越全面。不确定性的变化程度不确定性的变化程度能反映你所获 取的信息量的多少。只要能量度不确定性及其变化程 度，就可量度信息。信息管理理论基础信息管理理

32、论基础信息的数量信息的数量不确定性，亦称不肯定性、不定性，是指人脑 对客观事件能否发生的一种近似把握在简单的通信（如打电话、写信、面谈等）过 程中，它表现为以下的形式：告诉B一件事 打电话：A B B B的头脑中存在不确定性，因为的头脑中存在不确定性，因为他不知道他不知道A A 要告诉他的事件内容要告诉他的事件内容 向B打听一件事 打电话：A BA A的头脑中存在不确定性，因为的头脑中存在不确定性，因为他不知道他不知道B B要告诉他的事件内容要告诉他的事件内容 信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量不确定性不确定性的大小在数学中可用随机事件发生的概率表示，随机事件发生与否或者随机

33、变量的取值在事先是不确定的，其不确定性的大小在人们直觉中的反映就是：就单个事件而言，小概率事件小概率事件的不确定性小，但它一旦发生变成确定的，则由此而产生的从不确定性到确定性的变化幅度就大；概率为1的事件，其发生不足为奇，因此其不确定性的变化为0。概率为0的事件，永远不会发生，若真的发生了，则是从确定的发生到确定的不发生的最大变化，这将是不确定性变化的最大值，可视为无穷大。两个独立的随机事件独立的随机事件的不确定性是相互独立的，它们的不确定性变化也是相互独立的。故两者的不确定性变化幅度为其各自的不确定性变化幅度之和。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量设Xi，Xj 为随机事件，

34、P（Xi）为Xi 发生的先验概率，H（Xi）为Xi发生与否的不确定性到确定性的变化量，则可将上述三条用数学语言表示为：（一）H（Xi）是先验概率P（Xi）的单调递减函数，即 当 P（Xi）P（Xj）时，H（Xi）H（Xj）；（二）P（Xi）=1时，H（Xi）=0；当P（Xi）=0 时，H（Xi）=；（三）如果Xi与Xj相互独立，那么 H（XiXj）=H（Xi）+H（Xj）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量仙农仙农证明了满足上述三个条件的函数具有对数的形式：若取c=1，则H（Xi）=-log a P（Xi）上述公式描述随机事件Xi不确定程度的变化量。在该公式中，当a=2时，单位

35、为比特（bit）；当a=e时，单位为奈特（nat）；当a=10时，单位为哈特（hart，有的用迪西特decit）如不作特别说明，一般都把a取作2，此时信息量的单位为比特。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量1.10.4 1.10.4 自信息量自信息量所谓自信息量是指信息源（事物）X发出某一消息Xi时所含的信息量，消息不同，自信息量也不同。自信息量的含义是，如果事物X具有N种独立的可能状态（结果）为X1，X2，Xn，每一状态出现的概率分别为P（X1），P（X2），P（Xn），当然有：n P（Xi）=1 i=1 信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量如已知事件Xi已经

36、发生，则定义该消息中所 包含的信息量（即自信息量）为：H（Xi）=Xi的不确定性的变化量=-log a P（Xi）前面导出的公式实际上是自信息量计算公式。-log a P（Xi）的含义是：在事件发生之前，表示Xi发生与否的不确定性 如已知事件Xi已发生，则表示Xi所含有或所提供的信息量 H（Xi）=-loga aP（Xi）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量例五计算例一中两个事件的信息量。随意从袋子中摸到一个白球这一事件（状态）的信息量。H（白球）=-log2（1/100）6.64（比特）随意从袋子中摸到一个红球这一事件（状态）的信息量。H（红球）=-log2（99/100）0

37、.014（比特）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量例六 若估计在一次国际象棋比赛中谢军获得冠军的可能性为0.1（记为事件A），而在另一次国际象棋比赛中她得到冠军的可能性为0.9（记为事件B）。试分别计算当你得知她获得冠军时，从这两个事件中获得的信息量各为多少？H（A）=-log2（0.1）3.32（比特）H（B）=-log2（0.9）0.152（比特）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量 1.10.5 1.10.5 统计信息量（平均信息量）统计信息量（平均信息量）如果事物X具有n种独立的可能状态（结果）为X1，X2，Xn，每一状态出现的概率分别为P（X1），P

38、（X2），P（Xn），当然有：n P（Xi）=1 i=1 信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量则定义统计信息量的计算公式为：n n H H（X X）=-=-P P（X Xi i）loglog P P（X Xi i）i=1 i=1 式中：Xi 表示第i个状态（总共有n种状态）；P（Xi）表示第i个状态出现的概率；H（X）表示用以消除这个事物的不确定 性所需要的信息量。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量如信息源发出的消息有几种可能性，则其输出一个消息所提供的平均信息量平均信息量为H（X），它就是用于消除信息源不肯定性所需要的信息量。由于统计信息量的计算公式与热力学

39、第二定律中熵的计算公式完全一样，所以信息量又被称为“负熵”或“信息熵”。熵的增加就意味着信息的损失，物质系统无序性的增强。信息量增加，熵减少，系统有序程度就提高。因此，信息量是系统有序化程度的一种量度。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量 例七例七 向空中投掷硬币，落地后有两种可能的状态，一个是正面朝上，另一个是反面朝上，每个状态出现的概率为1/2。如投掷均匀的正六面体的骰子，则可能会出现的状态有6个，每一个状态出现的概率均为1/6。试通过计算来比较状态的不肯定性与硬币状态的不肯定性的大小。n H（硬币）=-P（Xi）log P（Xi）i=1 =-（21/2）log2（1/2）

40、1（比特）n H（骰子）=-P（Xi）log P（Xi）i=1 =-（1/6）log2（1/6）2.6（比特）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量 例八例八 设甲地的天气预报为晴（占4/8），阴（占2/8）小雨（占1/8），大雨（占1/8）；乙地的天气预报为晴（占7/8），小雨（占1/8）。试比较甲乙两地天气预报提供的平均信息量大小。n H（甲）=-P（Xi）log P（Xi）i=1 =-（4/8）log2（4/8）-（2/8）log2（2/8）-（21/8）log2（1/8）=1.75（比特）信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量 n H（乙）=-P（Xi）lo

41、gP（Xi）i=1 =-（7/8）log2（7/8）-（1/8）log2（1/8）=0.55（比特）可见甲地的天气预报提供的信息量比乙地大。推论1 当且仅当某个P（Xi）=1，其余的都等于0时，H（X）=0。推论2当且仅当某个P（Xi）=1/n，i=1，2，n时，H（X）有极大值log n。信息管理理论基础信息管理理论基础信息的数量信息的数量返回本章首页 1.11 1.11 信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法1.11.1 1.11.1 信息论信息论（informationtheory）信息论是一门用数理统计方法来研究信息的度量、传递和变换规律的科学。它是研究通信和控制系统中普

42、遍存在着的信息传递的共同规律及最佳地解决信息的获取、度量、变换、存储、传递等问题的基础理论。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法1.11.1.1 1.11.1.1 仙农通信系统模型仙农通信系统模型 信信源源 编编码码 信信道道 译译码码 信信宿宿噪音与干扰消息信号信号+噪音消息单向通信系统单向通信系统信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法（1 1）信息源（发信者）信息源（发信者）发出信息的地方，可以是人、生物、机器以及其他自然物。信息是信息源发出或传递出去的抽象的内容 消息是用以表示信息内容的符号 信

43、号是为了便于在信道中传输而将消息转变形成的声音、电磁或光 （2 2）编码）编码 将信息按照一定的规则变换成可供传输的信号，目的是便于传输（提高传输的效率）和抗干扰（提高可靠性）（3 3）信道）信道传递信号的物理设施（传输媒介）有线信道（电线、电缆、光缆）无线信道（如无线电波、声波和光波等 对同一信道而言，信道越长，信号在传输中受到的干扰就越大信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法（4 4）噪噪音音与与干干扰扰信号在信道中传输时所受到的各种不利影响，它会造成信息在传输中出现失真现象。噪音的类型：系统内部的噪音，比如电子设备内部的热噪音等，这是设备本身

44、固有的，很难全部消除；自然噪音，如雷电、大气辐射、太阳黑子等，这是无法消除的 干扰是人为的，是为了使对方的电台、通信、雷达等电子设备失去作用，而通过人工的方法施放的掩盖、扰乱对方通信的电磁信号（5 5）译译码码 编码的反变换。在接受部分，收到的是来自于信道中传来的带有干扰信号的混混合合信信号号，必须要将信号中的这些干扰成份尽可能地去除，并将其还原为信息。（6 6）信宿）信宿 信息的接受者。可以是人、生物、机器或其他自然物。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法1.11.1.2 1.11.1.2 信息论的研究内容信息论的研究内容 信源问题研究信息源究

45、竟包含有多少信息，也就是信息数量问题 信宿问题接收者能够收到或获得多少信息，但不涉及到信息是否有意义或是否有用的问题 信道问题研究信道容量（信道传输能力，即信道最多能够传递多少信息）和传递速率（传递信息的快慢）两个问题 编码问题从理论上解决如何编码才能使信息源的信息能够被充分表达，信道容量被充分利用，以及编码的方法问题信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法1.11.1.3 1.11.1.3 信息论的研究范围信息论的研究范围狭义信息论，即仙农信息论，以仙农理论为基础，研究信息的度量（消息的信息量），信道的容量以及编码等问题。一般信息论，研究信息传输的

46、一般理论，包括信号与噪音理论、信号的过滤与检测、调制与信息处理问题。广义信息论，内容除了包括狭义信息论和一般信息论外，还包括所有与信息有关的领域，如心理学、语言学、语义学等。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法1.11.2 1.11.2 信息科学信息科学 仙农信息论的局限性仅从量的角度来描述信息，未能解决：语义问题（语义信息或意义信息）任何信息源发出的信息除了有一定量的大小外，还具有一定的意义。5分钟的广播节目，不论是新闻节目还是娱乐节目，从仙农信息论来看，信息量是一样的，但是它们的意义却大不一样。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学

47、与信息方法信息论、信息科学与信息方法语用问题（价值信息、有效信息）信息源发出的信息被接收者接收后所产生的作用和效果，即信息的有效性问题。同样的信息对不同的接收者，价值可能不同。同样的信息对同一个人在不同的时候，价值可能也有很大的差异。考生甲收到“甲已被录取”和“乙已被录取”这两条消息时，从信息量上看完全一样，但从考生来看，前者的价值比后者要大得多。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法模糊信息 仙农信息论中给出的是对概率信息的定量描述，它是由普通集合（经典集合）的测度来定义的。客观世界还存在着另一种界限不明、模糊不清的事件，如“多云”、“头痛”等就

48、是一些无明确界限的模糊概念，反映这一类事件的信息叫模糊信息。随着科学技术的发展，研究对象越来越复杂，出现的和需要处理的模糊信息日益增多，但这类信息显然不能用仙农理论来处理。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法信息科学是以信息信息作为主要研究对象，以信息信息的运动规律的运动规律作为主要研究内容，以信息科学方法信息科学方法论论作为主要研究方法，以扩展人的信息功能扩展人的信息功能（特别是其中的智力功能）作为主要研究目标的一门科学。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法认识论意义的信息本本体体论论意意义义的的

49、信信息息认认识识论论意意义义的的信信息息主主体体对 象 信息科学研究内容的抽象模信息科学研究内容的抽象模型型信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法首先由对象产生本体论意义的信息其次通过主体的介入本体论意义的信息转变为认识论意义的信息第三主体再把经过自己的大脑加工过的信息反作用于对象客体，使其产生新的运动状态和方式。信息科学要研究的信息运动规律至少要包括信息产生的规律、信息获取的规律、信息再生的规律和信息施效的规律以及信息传递的规律等。信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法人类认识世界和改造世界的典型模人

50、类认识世界和改造世界的典型模型型信息信息存储存储信息信息检索检索信息信息处理处理信息信息再生再生信息信息表示表示信息信息变换变换信息信息传递传递信息信息变换变换信息信息识别识别信息信息传递传递信息信息检测检测信息信息处理处理信息信息感知感知信息信息施效施效对象对象主主体体信息管理理论基础信息管理理论基础信息论、信息科学与信息方法信息论、信息科学与信息方法1.11.3 1.11.3 信息方法信息方法信信息息科科学学研研究究的是高级运动形式，比如生物、人类、人类的智力活动，以及模拟他们行为的高级机器系统等，这和以物质和能量为研究对象的自然科学不同。对这些问题如只采用自自然然科科学学的研究方法，即运