《信息科学技术导论》课件02 基础概念.ppt

1、23.5.22什么是信息？什么是信息？消息？消息？信号？信号？数据？数据？情报？情报？N.Wiener:Neither matter,nor energy.C.Shannon:Something that can reduce uncertainty.知识？知识？狭义的信息狭义的信息用来表示信息的载体用来表示信息的载体信息的一种记录和表示信息的一种记录和表示一种专门领域的信息一种专门领域的信息由信息提炼的高级产物由信息提炼的高级产物23.5.22什么是信息？什么是信息？梦断美人沉信息，梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台。目穿长路倚楼台。唐代诗人唐代诗人 李中李中 暮春怀故人暮春怀故人N.Wiene

2、r:Neither matter,nor energy.控制论：动物与机器中的通信与控制问题控制论：动物与机器中的通信与控制问题（1948年）年）C.Shannon:Something that can reduce uncertainty.通信的数学理论通信的数学理论（1948年）年）23.5.22什么是信息？什么是信息？信息就是负熵。信息就是负熵。Brillouin 科学与信息论科学与信息论（1956年）年）信息就是使概率分布发生变动的东西。信息就是使概率分布发生变动的东西。M.Tribes能量与信息能量与信息（1971年）年）信息是反映事物的形式、关系和差别的东西，它包含在事信息是反映事

3、物的形式、关系和差别的东西，它包含在事物的差异之中，而不在事物本身。物的差异之中，而不在事物本身。G.Longo信息论：新的趋势与挑战信息论：新的趋势与挑战（1975年）年）23.5.22试回答一个问题：试回答一个问题：在人类出现之前，地球上是否存在信息？在人类出现之前，地球上是否存在信息？可见，信息的定义不简单。关键要看定义所依赖的条件。依据可见，信息的定义不简单。关键要看定义所依赖的条件。依据定义的定义的条件条件不同，信息的概念就会不同。不同，信息的概念就会不同。复杂对象有许多不同的观察角度，成为许多不同的定义条件。复杂对象有许多不同的观察角度，成为许多不同的定义条件。因而会产生许多不同的

4、定义。因而会产生许多不同的定义。23.5.22定义复杂概念的一般方法定义复杂概念的一般方法约束条件约束条件 定义名称定义名称 定义层次定义层次 适用范围适用范围关注约束条件：条件不同，定义就不同；但可依条件而进退。关注约束条件：条件不同，定义就不同；但可依条件而进退。无无 最高最高 最广最广 最少最少 次高次高 次广次广 最多最多 最低最低 最窄最窄.23.5.22 定义信息概念的方法定义信息概念的方法约束条件约束条件 定义名称定义名称 定义层次定义层次 适用范围适用范围关注约束条件：条件不同，定义就不同；但可依条件而进退。关注约束条件：条件不同，定义就不同；但可依条件而进退。无无 本体论本体

5、论 最高最高 最广最广 主体主体 认识论认识论 次高次高 次广次广 最多最多 最低最低 最窄最窄.23.5.22本体论信息：本体论信息：事物本身所呈现的运动状态及其变化方式。事物本身所呈现的运动状态及其变化方式。认识论信息：认识论信息：认识主体所表述的事物运动状态及其变化方式。认识主体所表述的事物运动状态及其变化方式。由于认识主体具有：感知能力、理解能力、目的判断能力。由于认识主体具有：感知能力、理解能力、目的判断能力。因此，认识论信息的内涵变得更加丰富和复杂：可以定义为：因此，认识论信息的内涵变得更加丰富和复杂：可以定义为：认识主体所表述的事物认识主体所表述的事物运动状态及其变化方式运动状态

6、及其变化方式，包括它的，包括它的形式形式、内容内容和和价值价值，分别称为，分别称为语法信息语法信息、语义信息语义信息和和语用信息语用信息。它们的它们的整体整体则称为则称为全信息全信息。23.5.22 本体论信息概念的诠释本体论信息概念的诠释本体论信息：本体论信息：事物事物关于自身运动状态及变化方式关于自身运动状态及变化方式的表述的表述。-可能的运动状态可能的运动状态-状态变化的方式状态变化的方式S1SNSn1)事物：泛指物质客体和精神现象事物：泛指物质客体和精神现象2)运动：泛指一切意义上的变化运动：泛指一切意义上的变化23.5.22认识论信息概念的诠释认识论信息概念的诠释主体主体关于某事物运

7、动状态及其变化方式关于某事物运动状态及其变化方式的表述的表述：符号序列符号序列客体客体主体主体形式形式内容内容价值价值语义语义语法语法语用语用 全信息全信息23.5.22全信息的度量全信息的度量)2()1log()1(log)1log()1(log1)1(,loglog);,(1*11*nnnnNnnnnnNnNnnnnnNccccRI其中（其中（1）针对标准分布；（）针对标准分布；（2）针对广义分布）针对广义分布23.5.22 信息的特征信息的特征1，信息来源于物质，但又不是物质本身，因此，它从物质的运动，信息来源于物质，但又不是物质本身，因此，它从物质的运动中产生出来，又可以脱离物质而寄生

8、于其他物质（媒体），相对中产生出来，又可以脱离物质而寄生于其他物质（媒体），相对独立的存在。独立的存在。2，信息也来源于精神世界，但是又不限于精神领域。，信息也来源于精神世界，但是又不限于精神领域。3，信息与能量紧密相关，但是又与能量有质的区别。，信息与能量紧密相关，但是又与能量有质的区别。23.5.22 信息的特征信息的特征4，信息可以被提炼成知识，但信息本身不等于知识。（现象与本，信息可以被提炼成知识，但信息本身不等于知识。（现象与本质）质）5，信息是具体的，可以被主体所感知、处理和利用。，信息是具体的，可以被主体所感知、处理和利用。6，信息可以被复制，可以被共享。，信息可以被复制，可以被

9、共享。7，语法信息在传递和处理过程中永不增值。，语法信息在传递和处理过程中永不增值。8，在封闭系统中，语法信息的最大值不变。，在封闭系统中，语法信息的最大值不变。23.5.22 信息的性质信息的性质1，普遍性：信息是普遍存在的。，普遍性：信息是普遍存在的。2，无限性：在整个宇宙时空中，信息是无限的，即是是在有限空，无限性：在整个宇宙时空中，信息是无限的，即是是在有限空间中，信息也是无限的。间中，信息也是无限的。3，相对性：对于同一个事物，不同的观察者所获得的信息量可能，相对性：对于同一个事物，不同的观察者所获得的信息量可能不同。不同。4，传递性：信息可以在时空中从一点传递到另一点。，传递性：信

10、息可以在时空中从一点传递到另一点。23.5.22 信息的性质信息的性质6，有序性：信息可以用来消除系统的不定性，增加系统的有序性。，有序性：信息可以用来消除系统的不定性，增加系统的有序性。7，动态性：信息是有时效的、有，动态性：信息是有时效的、有“寿命寿命”的、随时间变化的。的、随时间变化的。8，转化性：在一定的条件下，信息可以转化为物质、能量、时间，转化性：在一定的条件下，信息可以转化为物质、能量、时间及其它。及其它。5，变换性：信息是可变换的，可以由不同载体用不同方法来载荷。，变换性：信息是可变换的，可以由不同载体用不同方法来载荷。23.5.22 为什么信息那么重要？为什么信息那么重要？物

11、质及其运动物质及其运动人类人类本体论信息本体论信息智能策略智能策略信息是一种资源，是人类一切智慧的源泉。信息是一种资源，是人类一切智慧的源泉。23.5.22 为什么信息那么重要？为什么信息那么重要？信息最重要的功能是：信息最重要的功能是：信息可以通过一定的算法被加工成知识，并针对信息可以通过一定的算法被加工成知识，并针对给定的目标被激活成为求解问题的智能策略，进给定的目标被激活成为求解问题的智能策略，进而按照策略求解实际的问题。这是信息的最核心、而按照策略求解实际的问题。这是信息的最核心、最本质的功能。最本质的功能。信息信息-知识知识-智能（策略），这是人类智慧的生智能（策略），这是人类智慧的

12、生长链，或智慧链。长链，或智慧链。23.5.22为什么信息科学技术那么重要？为什么信息科学技术那么重要？信息信息，是，是信息时代的信息时代的标志性标志性战略资源战略资源，信息科学技术信息科学技术，是信息时代的是信息时代的标志性标志性的科学技术领域。的科学技术领域。资源资源产品产品科学技术科学技术物质资源物质资源 材料科学技术材料科学技术 优质材料优质材料能量资源能量资源 能量科学技术能量科学技术 高效动力高效动力信息资源信息资源 信息科学技术信息科学技术 智能策略智能策略 资源，是人类生存发展的基础。资源，是人类生存发展的基础。把资源转换为产品，是科学技术的根本使命。把资源转换为产品，是科学技

13、术的根本使命。23.5.22重温信息科学与技术的定义重温信息科学与技术的定义信息科学是信息科学是以信息为研究对象、以信息为研究对象、以信息全部运动过程的规律为研究内容、以信息全部运动过程的规律为研究内容、以信息科学方法论为研究方法、以信息科学方法论为研究方法、以扩展人的全部信息功能（智能）为研究目标以扩展人的全部信息功能（智能）为研究目标的新型横断学科。的新型横断学科。信息技术是实现信息功能的工具与工艺。信息技术是实现信息功能的工具与工艺。23.5.22信息科学技术：最先进的社会生产工具信息科学技术：最先进的社会生产工具信息传递信息传递通信通信信息处理信息处理计算计算策略传递策略传递通信通信策

14、略执行策略执行控制控制信息获取信息获取传感传感信息源信息源-宿宿外部世界外部世界知识生成知识生成人工智能人工智能策略制定策略制定人工智能人工智能认识世界认识世界改造世界改造世界23.5.22信息科学的研究方法信息科学的研究方法信息系统分析方法：解决高级复杂事物的工作机信息系统分析方法：解决高级复杂事物的工作机制的认识问题。制的认识问题。信息系统综合方法：解决高级复杂事物的工作机信息系统综合方法：解决高级复杂事物的工作机制的实现问题。制的实现问题。信息系统进化方法：解决高级复杂事物的优化与信息系统进化方法：解决高级复杂事物的优化与发展问题。发展问题。功能准则功能准则整体准则整体准则23.5.22

15、附：信息科学与信息论的联系与区别附：信息科学与信息论的联系与区别基本概念基本概念 形式形式-内容内容-价值三位一体价值三位一体 概率型的形式信息概率型的形式信息基本内容基本内容 信息运动全程的规律信息运动全程的规律 信息传递的规律信息传递的规律基本方法基本方法 信息科学方法论信息科学方法论 统计方法统计方法基本目标基本目标 扩展人的全部信息功能扩展人的全部信息功能 扩展人的信息传递功能扩展人的信息传递功能应用范围应用范围 全部信息过程全部信息过程 随机场合（如通信等）随机场合（如通信等）信息论，原名信息论，原名“通信的数学理论通信的数学理论”，是信息科学的一个部分。，是信息科学的一个部分。信息科学信息科学 信息论信息论23.5.22思考题思考题1，什么是本体论信息？什么是认识论信息（全信息）？，什么是本体论信息？什么是认识论信息（全信息）？2，为什么要研究全信息？没有全信息会有什么问题？，为什么要研究全信息？没有全信息会有什么问题？3，什么是信息科学？它与信息论之间的关系是什么？，什么是信息科学？它与信息论之间的关系是什么？4，试论物质、能量、信息之间的相互关系。，试论物质、能量、信息之间的相互关系。