第1章信息与信息技术14466.pptx

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1、信息技术基础 冯蓓蓓第1章 信息与信息 技术n n 1探索信息的真谛n n 2信息科学与信息n n 3信息化与信息社n n 4 信息产业与信息人才n n 5 关于大学信息技术教育的思考本章介绍 本章介绍了信息产业的概念和信息产业的特点，本章介绍了信息产业的概念和信息产业的特点，以及信息人才的结构需求与培养。从信息的定义以及信息人才的结构需求与培养。从信息的定义开始，介绍了香农理论对信息论的贡献、信息与开始，介绍了香农理论对信息论的贡献、信息与熵的联系，阐述了香农关于信息的计算公式。同熵的联系，阐述了香农关于信息的计算公式。同时指出香农公式应用的局限性，对狭义信息论和时指出香农公式应用的局限性，

2、对狭义信息论和广义信息论作了介绍。介绍了信息的属性与特征，广义信息论作了介绍。介绍了信息的属性与特征，以及信息与数据、消息、信号的联系与区别。最以及信息与数据、消息、信号的联系与区别。最后本章还针对大学信息技术与教育，探讨了信息后本章还针对大学信息技术与教育，探讨了信息教育的目标、内容和认识，以其引起读者的关注，教育的目标、内容和认识，以其引起读者的关注，共同推动大学信息教育的改革。共同推动大学信息教育的改革。1.1 探索信息的真谛 1.1.1 什么是信息 随着时间的推移，时代将赋予信息新的随着时间的推移，时代将赋予信息新的含义，是一个动态的概念。现代含义，是一个动态的概念。现代“信息信息”的

3、概念，已经与半导体技术、微电子技术、的概念，已经与半导体技术、微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术、多媒计算机技术、通信技术、网络技术、多媒体技术、信息服务业、信息产业、信息经体技术、信息服务业、信息产业、信息经济、信息化社会、信息管理、信息论等含济、信息化社会、信息管理、信息论等含义紧密地联系在一起。但信息的本质是什义紧密地联系在一起。但信息的本质是什么么,这仍然是需要进一步探讨的问题。这仍然是需要进一步探讨的问题。1.1 探索信息的真谛 1.1.2 从信息论到信息科学 香香农农的研究成果的研究成果标标志着信息志着信息论论（Information TheoryInformation T

4、heory）的）的诞诞生。由于香生。由于香农农提提出的信息出的信息论论是关于通信技是关于通信技术术的理的理论论，它是以数，它是以数学方法研究通信技学方法研究通信技术术中关于信息的中关于信息的传输传输和和变换变换规规律的一律的一门门科学。所以，人科学。所以，人们们又将其称又将其称为为狭狭义义信息信息论论，或经典信息论。，或经典信息论。信息信息论发论发展的第二个展的第二个阶阶段是一般信息段是一般信息论论。信息。信息论发论发展的第三个展的第三个阶阶段段是广是广义义信息信息论论。1.1 探索信息的真谛 1.1.3 香农对信息的定义 香农认为：信息是有秩序的量度，是人们对香农认为：信息是有秩序的量度，是

5、人们对事物了解的不确定性的消除或减少。信息是对事物了解的不确定性的消除或减少。信息是对组织程度的一种测度，信息能使物质系统有序组织程度的一种测度，信息能使物质系统有序性增强，减少破坏、混乱和噪音。性增强，减少破坏、混乱和噪音。一个系统的熵就是它的无组织程度的度量。一个系统的熵就是它的无组织程度的度量。而一个系统中的信息量是它的组织化程度的度而一个系统中的信息量是它的组织化程度的度量，这说明信息与熵恰好是一个相反的量，信量，这说明信息与熵恰好是一个相反的量，信息是负熵，所以在信息熵的公式中有负号，它息是负熵，所以在信息熵的公式中有负号，它表示系统获得后无序状态的减少或消除，即消表示系统获得后无序

6、状态的减少或消除，即消除不定性的大小。除不定性的大小。1.1 探索信息的真谛 1.1.4 信息的度量 量度信息多少的测度就是信息量。信息的量度信息多少的测度就是信息量。信息的度量反映了人们对于信息的定量认识。根据度量反映了人们对于信息的定量认识。根据香农有关信息的定义，信息如何测度呢？显香农有关信息的定义，信息如何测度呢？显然，信息量与不确定性消除程度有关。消除然，信息量与不确定性消除程度有关。消除多少不确定性，就获得多少信息量。用数学多少不确定性，就获得多少信息量。用数学的语言来讲，不确定就是随机性。不确定性的语言来讲，不确定就是随机性。不确定性的大小可以直观地看成是事先猜测某随机事的大小可

7、以直观地看成是事先猜测某随机事件是否发生的难易程度。件是否发生的难易程度。H为从信源发出信息总量的期望值。I=log后验概率先验概率从信宿角度代表收到信息后消除不定性的程度1.1 探索信息的真谛 1.1.5 香农信息论的局限性 随着信息概念的广泛应用，香农信息论的局随着信息概念的广泛应用，香农信息论的局限性逐渐暴露出来。其实，香农作为一个通信限性逐渐暴露出来。其实，香农作为一个通信科学家，所定义的仅仅是通信模型中的信息，科学家，所定义的仅仅是通信模型中的信息，是对信息定义的狭义解释。可是若把这一信息是对信息定义的狭义解释。可是若把这一信息量的计算机方法引入其他领域时，就会出现极量的计算机方法引

8、入其他领域时，就会出现极大的局限性。大的局限性。首先，香农对信息的定义的出发点是假定事首先，香农对信息的定义的出发点是假定事物状态可以用一个以经典集合论为基础的概率物状态可以用一个以经典集合论为基础的概率模型来描述。然而实际存在的某些事物运动状模型来描述。然而实际存在的某些事物运动状态要寻找一个合适的概率模型往往是非常困难态要寻找一个合适的概率模型往往是非常困难的。的。1.1 探索信息的真谛 其次，这个定义和度量考虑收信者的主观特性和主观意义，也撇开了信息的具体含义、具体用途、重要程度和引起后果等因素。1.1.6 数据、消息、信号与信息1.1 探索信息的真谛 从信息科学的角度来看，信息的含义则

9、从信息科学的角度来看，信息的含义则更为深刻和广泛，它是不能等同于数据、消更为深刻和广泛，它是不能等同于数据、消息、信号的。数据是对客观实体的一种描述息、信号的。数据是对客观实体的一种描述形式，是信息的载体。按照香农理论，在通形式，是信息的载体。按照香农理论，在通信过程中，信息总是经过编码信过程中，信息总是经过编码(符号化符号化)成为成为消息以后，才能经由媒介传播的，而信息的消息以后，才能经由媒介传播的，而信息的接收者收到信息后，总是要经过译码接收者收到信息后，总是要经过译码(解读解读)才获取其中的信息的。既然信息不同于消息，才获取其中的信息的。既然信息不同于消息，当然也不同于信号。信号是数据的

10、电磁或光当然也不同于信号。信号是数据的电磁或光脉冲编码。信号可以分为模拟信号和数字信脉冲编码。信号可以分为模拟信号和数字信号。号。1.1.7 信息的基本特性 u u 信息的普遍性、无限性和客观性信息的普遍性、无限性和客观性 u u 信息的可共享性信息的可共享性u u 信息的可存储性信息的可存储性 u u 信息的可传输性信息的可传输性 u u 信息的可扩散性信息的可扩散性 u u 信息的可转换性信息的可转换性 u u 信息的可度量性信息的可度量性 u u 信息的可压缩性信息的可压缩性 1.1.8 信息的基本作用 u u信息是人类认识客观世界及其发展规律信息是人类认识客观世界及其发展规律的基础的基

11、础 u u信息是客观世界和人类社会发展进程中信息是客观世界和人类社会发展进程中不可缺少的资源要素不可缺少的资源要素u u信息是科学技术转化为生产力的桥梁和信息是科学技术转化为生产力的桥梁和工具工具 u u信息是管理和决策的主要参考依据信息是管理和决策的主要参考依据 u u信息是国民经济建设和发展的保证信息是国民经济建设和发展的保证 1.2 信息科学与信息技术 1.2.1 科学的定义 一般地说，科学是人类认识客观世一般地说，科学是人类认识客观世界的知识，但并不是任何关于客观世界界的知识，但并不是任何关于客观世界的知识都是科学。科学包括自然科学、的知识都是科学。科学包括自然科学、社会科学等。德国物

12、理学家普朗克指出，社会科学等。德国物理学家普朗克指出，科学是内在的整体，它被分解为单独的科学是内在的整体，它被分解为单独的领域不是取决于事物的本质，而是取决领域不是取决于事物的本质，而是取决于人类认识能力的局限性。于人类认识能力的局限性。1.2 信息科学与信息技术 自然科学是研究自然界不同对象的运自然科学是研究自然界不同对象的运动、变化和发展规律的科学。社会科学是动、变化和发展规律的科学。社会科学是研究人类社会不同领域的运动、变化和发研究人类社会不同领域的运动、变化和发展规律的科学。哲学也是一门科学，它是展规律的科学。哲学也是一门科学，它是关于世界观的学说，是自然科学和社会科关于世界观的学说，

13、是自然科学和社会科学知识的概括和总结，也是自然界、社会学知识的概括和总结，也是自然界、社会和思维的最一般的规律。和思维的最一般的规律。1.2 信息科学与信息技术 1.2.2 信息科学 信息科学的崛起，是信息现象日趋复信息科学的崛起，是信息现象日趋复杂化、信息爆炸性增长、知识重要性增加、杂化、信息爆炸性增长、知识重要性增加、信息技术飞速发展等因素相互作用的结果。信息技术飞速发展等因素相互作用的结果。是信息时代的必然产物。是信息时代的必然产物。信息科学是以信息为基本研究对象，信息科学是以信息为基本研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，这是信息科学有

14、别于一切传统科学内容，这是信息科学有别于一切传统科学最基本的特征。最基本的特征。1.2 信息科学与信息技术 1.2.3 信息技术 所谓信息技术就是人类开发和利用信所谓信息技术就是人类开发和利用信息资源的所有手段的总和。信息技术既包息资源的所有手段的总和。信息技术既包括有关信息的产生、收集、表示、检测、括有关信息的产生、收集、表示、检测、处理和存储等方面的技术，也包括有关信处理和存储等方面的技术，也包括有关信息的传递、变换、显示、识别、提取、控息的传递、变换、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。制和利用等方面的技术。1.2 信息科学与信息技术 1.2.4 信息技术的核心 信息技术主要包括计

15、算机技术、微电子技信息技术主要包括计算机技术、微电子技术和通信技术，以及传感技术等。如果形像术和通信技术，以及传感技术等。如果形像地说，传感技术是扩展人的感觉器官收集信地说，传感技术是扩展人的感觉器官收集信息的功能；通信技术是扩展人的神经系统传息的功能；通信技术是扩展人的神经系统传递信息的功能；计算机技术是扩展人的思维递信息的功能；计算机技术是扩展人的思维器官处理信息和决策的功能。微电子技术可器官处理信息和决策的功能。微电子技术可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块，扩展了人对信息高精度的微电子结构模块，扩展了人对信息的控制和使用能

16、力。的控制和使用能力。1.2 信息科学与信息技术 1.2.5 信息技术的发展历史 迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技术革命。术革命。第一次革命是人类创造了语言和文字，第一次革命是人类创造了语言和文字，接着出接着出现 现了文献。了文献。第二次革命是造纸和印刷术的出现。第二次革命是造纸和印刷术的出现。第三次革命是电报、电话、电视及其他第三次革命是电报、电话、电视及其他通信技术的发明和应用。通信技术的发明和应用。第四次革命是电子计算机和现代通信技第四次革命是电子计算机和现代通信技术在信息工作中的应用。术在信息工作中的应用。1.3 信息化与信息社会 1.3.1

17、 信息化社会的标志 对于什么是信息化社会的主要标志，由于对于什么是信息化社会的主要标志，由于各国信息化发展水平的不平衡，达到的目标也各国信息化发展水平的不平衡，达到的目标也不尽一致，目前当然不可能有统一的和完整的不尽一致，目前当然不可能有统一的和完整的定义。有学者认为：信息化社会具有知识含量定义。有学者认为：信息化社会具有知识含量高高(Highly Knowledge Based)(Highly Knowledge Based)、技术多样性、技术多样性(Abundance of Technologies)(Abundance of Technologies)、业务综合性、业务综合性(Integ

18、rity of Services)(Integrity of Services)、行业融合性、行业融合性Convergence of Industries)Convergence of Industries)、市场竞争性、市场竞争性(Competition of Market)(Competition of Market)、用户选择性、用户选择性(Choice of Users)(Choice of Users)等主要特征。等主要特征。1.3 信息化与信息社会 1.3.2 构建信息化社会的信息高速公路 信息高速公路旨在建立一个能提供超量信息信息高速公路旨在建立一个能提供超量信息的，由通信网络、

19、多媒体联机数据库以及网络的，由通信网络、多媒体联机数据库以及网络计算机组成的一体化高速网络，向人们提供图、计算机组成的一体化高速网络，向人们提供图、文、声、像信息的快速传输服务，并实现信息文、声、像信息的快速传输服务，并实现信息资源的高度共享。信息高速公路之资源的高度共享。信息高速公路之“路路”，是，是指铺设由光导纤维组成的光缆。信息高速公路指铺设由光导纤维组成的光缆。信息高速公路上行驶之上行驶之“车车”，是巨量的多媒体信息，包括，是巨量的多媒体信息，包括电话通信的话音信息、计算机通信的数据信息、电话通信的话音信息、计算机通信的数据信息、高清晰度电视和电影等的图像、视频信息等。高清晰度电视和电

20、影等的图像、视频信息等。1.3 信息化与信息社会 1.3.3 知识经济成为信息化社会主要标志之一 知识经济具体体现为知识经济具体体现为：1.1.知识经济和信息相伴相生。知识经济和信息相伴相生。2.2.知识经济培育了新一代巨富，孕育着知识经济培育了新一代巨富，孕育着“知识知识=财富财富”新分配观念的诞生。新分配观念的诞生。3.3.知识经济时代，人才的显著特征是知识经济时代，人才的显著特征是“创新创新”，创新成为经济增长的最重要的动力创新成为经济增长的最重要的动力。1.3 信息化与信息社会 1.3.4 社会信息化的基础是企业信息化 企业的信息化程度决定了国家和社会的信企业的信息化程度决定了国家和社

21、会的信息化程度，因此首先应加强和重视企业信息化息化程度，因此首先应加强和重视企业信息化的发展。企业信息化是电子商务的基础平台，的发展。企业信息化是电子商务的基础平台，发展电子商务需要良好的信息化体系作为支撑，发展电子商务需要良好的信息化体系作为支撑，如果企业没有信息化，电子商务无法开展，电如果企业没有信息化，电子商务无法开展，电子商务是建立在企业信息化的基础之上也是信子商务是建立在企业信息化的基础之上也是信息化发展的必然结果。息化发展的必然结果。1.4 信息产业与信息人才 1.4.1 信息产业的概念 1.4.2 信息产业的特点 u u 信息产业是战略性先导产业信息产业是战略性先导产业 u u

22、科技创新含量高科技创新含量高u u 知识、智力、技术密集知识、智力、技术密集 u u 高投入、高风险高投入、高风险 u u 增长快、变动大增长快、变动大v v 高度渗透性高度渗透性 v v 高度增值性高度增值性 v v 高度带动性高度带动性 1.4.3 信息产业对人才的需求 在信息时代里，一切竞争，归根结底是在信息时代里，一切竞争，归根结底是人才的竞争。要想快速发展信息产业，在国人才的竞争。要想快速发展信息产业，在国际竞争中增强实力，就必须广泛培养和拥有际竞争中增强实力，就必须广泛培养和拥有大批优秀的大批优秀的ITIT人才、软件工人，形成信息人人才、软件工人，形成信息人才的资源优势，使信息产业

23、发展有一个坚实才的资源优势，使信息产业发展有一个坚实的人才基础。的人才基础。IT IT行业是智力、人才密集型行行业是智力、人才密集型行业，人才一直是业，人才一直是ITIT业竞争的焦点。业竞争的焦点。1.4.4 IT人才的职业划分与人才培养 在IT业存在这样一座“金字塔”，它是由信息人才的职业结构划分而成的。处在顶层的是少数复合型高级管理人才和高级技术人才，处在中间层的是系统分析师、系统设计师及中层管理人员，处在金字塔基层支撑整座金字塔的则是大量的软件开发人员和应用人员。1.5 关于大学信息技术教育的思考 以计算机技术、网络与通信技术和微电子技以计算机技术、网络与通信技术和微电子技术为代表的现代

24、信息技术，正在改变人们传统术为代表的现代信息技术，正在改变人们传统的生活、学习和工作方式，同时也影响着教育的生活、学习和工作方式，同时也影响着教育的内容与方法。信息技术教育的本质是利用信的内容与方法。信息技术教育的本质是利用信息技术培养信息素质。以适应信息社会对人才息技术培养信息素质。以适应信息社会对人才培养标准的要求。其中，大学信息技术教育更培养标准的要求。其中，大学信息技术教育更是我们关注的焦点。是我们关注的焦点。1.5.1 信息能力与信息素养 信息能力是一种基本的信息素养，它是信息能力是一种基本的信息素养，它是一种在技术层面、操作层面和能力层面上一种在技术层面、操作层面和能力层面上的素养

25、，它是信息素养的重要内容。除信的素养，它是信息素养的重要内容。除信息能力外，信息素养还应包括在认识、态息能力外，信息素养还应包括在认识、态度层面上的内容，即对信息、信息社会、度层面上的内容，即对信息、信息社会、参与信息过程和信息社会的认识和态度层参与信息过程和信息社会的认识和态度层面上的内容，这也是每一个信息社会的成面上的内容，这也是每一个信息社会的成员所必须具备的素养。员所必须具备的素养。1.5.2 信息技术教学的目标 信息技术教育是一种以培养学生信息能力，信息技术教育是一种以培养学生信息能力，提高学生的信息素养为目标的学科教育。提高学生的信息素养为目标的学科教育。大学信息技术教育的教学目标

26、应包括以下大学信息技术教育的教学目标应包括以下的三个方面：的三个方面：1.1.对信息科学的理解对信息科学的理解 2.2.信息活用的实践能力信息活用的实践能力 3.3.对信息、信息社会的认识，态度与参与对信息、信息社会的认识，态度与参与1.5.3 大学信息技术教育包括的内容 大学信息技术教育包括两个方面的内容大学信息技术教育包括两个方面的内容：1.1.信息技术课信息技术课 2.2.与其他学科的整合与其他学科的整合 1.5.4 对信息技术课程性质的认识 信息技术教育是一门有关信息科学基本信息技术教育是一门有关信息科学基本知识和基本技术的学科教育，它也是一种知识和基本技术的学科教育，它也是一种培养学生信息素养的素质教育。信息技术培养学生信息素养的素质教育。信息技术教育中，应是相关信息科学基本理论和基教育中，应是相关信息科学基本理论和基本方法的学习。本方法的学习。