单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,信息技术导论,主讲教师,:,郑蔚,2,第一章,信息、信息科学与信息技术,2,学时,第二章,计算与计算科学,1.5,学时,第三章,信息处理机器：计算机系统,3,学时,第四章,计算机软件系统,3,学时,第五章,信息媒体的表示及数字化,1.5,学时,第六章,数据的组织结构与算法,3,学时,第七章,数据库技术,3,学时,第八章,信息的传输,计算机通信与网络技术,3,学时,第九章,信息资源管理,3,学时,第十章,信息资源管理,3,学时,第十一章,信息系统安全与保护,3,学时,信,息,息,技,技,术,术,导,导,论,论,共,54,学,时,时,，,，,其,其,中,中,理,理,论,论,学,学,时,时,27,，,实,实,验,验,学,学,时,时,27,，,理,理,论,论,学,学,时,时,分,分,配,配,如,如,下,下,：,：,课,程,程,学,学,时,时,分,分,配,配,纲,要,要,第,1,章信,息,息,、,、,信,信,息,息,科,科,学,学,与,与,信,信,息,息,技,技,术,术,1.1,探,索,索,信,信,息,息,的,的,真,真,谛,谛,1.2,信,息,息,科,科,学,学,1.3,信,息,息,技,技,术,术,1.4,信,息,息,科,科,学,学,（,（,技,技,术,术,）,）,与,与,相,相,关,关,学,学,科,科,的,的,关,关,系,系,3,一,、,、,教,学,学,目,目,的,的,1,了,了,解,解,信,信,息,息,的,的,来,来,源,源,和,和,发,发,展,展,历,历,史,史,；,；,了,了,解,解,信,信,息,息,科,科,学,学,与,与,信,信,息,息,技,技,术,术,的,的,基,基,本,本,概,概,念,念,2,掌,掌,握,握,信,信,息,息,的,的,概,概,念,念,、,、,数,数,据,据,、,、,消,消,息,息,、,、,信,信,号,号,与,与,信,信,息,息,的,的,区,区,别,别,。,。,3,掌,掌,握,握,信,信,息,息,技,技,术,术,的,的,核,核,心,心,及,及,支,支,撑,撑,技,技,术,术,。,。,二,、,教,教,学,学,重,重,点,点,及,及,难,难,点,点,1,重,重,点,点,：,：,数,数,据,据,、,、,消,消,息,息,、,、,信,信,号,号,与,与,信,信,息,息,的,的,区,区,别,别,；,；,信,信,息,息,技,技,术,术,的,的,核,核,心,心,及,及,支,支,撑,撑,技,技,术,术,。,。,2,难,难,点,点,：,：,信,信,息,息,的,的,概,概,念,念,及,及,度,度,量,量,。,。,4,1.1,探,索,索,信,信,息,息,的,的,真,真,谛,谛,1.1.1,什,么,么,是,是,信,信,息,息,？,就,一,一,般,般,意,意,义,义,而,而,言,言,，,，,信,信,息,息,可,可,以,以,理,理,解,解,成,成,消,消,息,息,、,、,情,情,报,报,、,、,知,知,识,识,、,、,见,见,闻,闻,、,、,通,通,知,知,、,、,报,报,告,告,、,、,事,事,实,实,、,、,数,数,据,据,等,等,等,等,。,。,5,1.1,探,索,索,信,信,息,息,的,的,真,真,谛,谛,最,早,早,对,对,信,信,息,息,进,进,行,行,科,科,学,学,定,定,义,义,的,的,是,是,哈特,莱,莱,（,RalphV.L.Hartley,）。,他,他在,1928,年发,表,表的,信息,传,传输,一文,中,中，,首,首先,提,提出,信,信息,这,这一,概,概念,。,。他,认,认为,，,，,信息,就,就是,他,他在,通,通信,符,符号,表,表中,选,选择,符,符号,的,的具,体,体方,式,式，,并,并主,张,张用,所,所选,择,择的,自,自由,度,度来,度,度量,信,信息,。,哈特,莱,莱首,先,先提,出,出消,息,息是,代,代码,、,、符,号,号而,不,不是,信,信息,内,内容,能,能够,本,本身,，,，使,信,信息,与,与消,息,息区,分,分开,来,来。,他的,思,思想,和,和研,究,究结,果,果，,为,为信,息,息论,的,的创,立,立奠,定,定了,基,基础,。,。,6,香农,（,ClaudeElwoodShannon),1916,年,4,月,30,日出,生,生于,美,美国,密,密歇,根,根州,，,，,2001,年,2,月,26,日去,世,世。,美国,数,数学,家,家、,信,信息,论,论的,创,创始,人,人。,信息,就是,不,不确,定,定性,的,的消,除,除量,。,。信,息,息量,即,即不,确,确定,性,性减,少,少的,程,程度,。,。,信息,被看,作,作是,用,用以,消,消除,信,信宿,(,信息,的,的接,受,受者,),对于,信,信源,(,信息,的,的发,出,出者,),发出,消,消息,的,的不,确,确定,性,性。,香农,还用,概,概率,统,统计,的,的数,学,学方,法,法，,来,来度,量,量不,确,确定,性,性被,消,消除,的,的量,的,的大,小,小。,1.1,探索,信,信息,的,的真,谛,谛,7,1.1,探索,信,信息,的,的真,谛,谛,维纳,1894,年,11,月,26,日生,于,于密,苏,苏里,州,州的,哥,哥伦,比,比亚,，,，,1964,年,3,月,18,日去,世,世。,美国,数,数学,家,家，,控,控制,论,论的,创,创始,人,人。,信息,就是,在,在人,们,们在,适,适应,外,外部,世,世界,，,，并,且,且使,这,这种,适,适应,反,反作,用,用于,外,外部,世,世界,的,的过,程,程中,，,，,同外,部,部世,界,界进,行,行交,换,换的,内,内容,的,的名,称,称。,8,意大,利,利学,者,者朗,格,格,(G.Longe):,信息,是,是事,物,物之,间,间的,差,差异,，,，而,不,不是,事,事物,本,本身,。,。即,信,信息,是,是反,映,映事,物,物的,形,形式,、,、关,系,系和,差,差别,的,的东,西,西。,包,包含,在,在事,物,物的,差,差异,之,之中,。,。,所谓,信,信息,量,量就,是,是对,事,事物,差,差异,度,度的,量,量度,。,钟义,信,信,:,信息,是,是事,物,物的,运,运动,状,状态,和,和过,程,程以,及,及关,于,于这,种,种状,态,态和,过,过程,的,的知,识,识。,1.1,探索,信,信息,的,的真,谛,谛,9,1.1,探索,信,信息,的,的真,谛,谛,1.1.1,什么,是,是信,息,息,随着,时,时间,的,的推,移,移，,时,时代,赋,赋予,了,了信,息,息新,的,的含,义,义，,信,信息,是,是一,个,个,动态,的概,念,念。,现代,“,“信,息,息”,的,的概,念,念，,已,已经,与,与半,导,导体,技,技术,、,、微,电,电子,技,技术,、,、计,算,算机,技,技术,、,、通,讯,讯技,术,术、,网,网络,技,技术,、,、多,媒,媒体,技,技术,、,、信,息,息服,务,务业,、,、信,息,息产,业,业、,信,信息,经,经济,、,、信,息,息化,社,社会,、,、信,息,息管,理,理、,信,信息,论,论等,含,含义,紧,紧密,地,地联,系,系在,一,一起,。,最典,型,型的,应,应用,是,是广,告,告。,10,香农,的,的研,究,究成,果,果标,志,志着,信,信息,论,论（,InformationTheory,）的,诞,诞生,。,。,香农,提,提出,的,的信,息,息论,是,是关,于,于通,讯,讯技,术,术的,理,理论,，,，它,是,是以,数,数学,方,方法,研,研究,通,通讯,技,技术,中,中关,于,于信,息,息的,传,传输,和,和变,换,换规,律,律的,一,一门,科,科学,。,。所,以,以，,人,人们,又,又将,其,其称,为,为,狭义,信,信息,论,论,，或,经,经典,信,信息,论,论,。,信息,论,论发,展,展的,第,第二,个,个阶,段,段是,一般,信,信息,论,论,。一,般,般信,息,息论,特,特别,关,关心,信,信号,被,被噪,音,音干,扰,扰时,的,的处,理,理问,题,题。,信息,论,论发,展,展的,第,第三,个,个阶,段,段是,广义,信,信息,论,论,。,它以,各,各种,系,系统,、,、各,门,门学,科,科中,的,的信,息,息为,对,对象,，,，广,泛,泛地,研,研究,信,信息,的,的本,质,质和,特,特点,，,，以,及,及信,息,息的,获,获取,、,、计,量,量、,传,传输,、,、处,理,理、,控,控制,和,和利,用,用的,一,一般,规,规律,。,。,1.1.2,从信,息,息论,到,到信,息,息科,学,学,11,香农,认,认为,：,：,信息,是,是有,秩,秩序,的,的量,度,度，,是,是人,们,们对,事,事物,了,了解,的,的不,确,确定,性,性的,消,消除,或,或减,少,少。,信息,是,是对,组,组织,程,程度,的,的一,种,种测,度,度，,信,信息,能,能使,物,物质,系,系统,有,有序,性,性增,强,强，,减,减少,破,破坏,、,、混,乱,乱和,噪,噪音,。,。,香农,引,引入,：,：,“熵,”,”表,示,示一,个,个系,统,统的,无,无组,织,织程,度,度,。而一,个,个系,统,统中,的,的信,息,息量,是,是它,的,的组,织,织化,程,程度,的,的度,量,量，,这,这说,明,明,信息,与,与熵,恰,恰好,是,是一,个,个相,反,反的,量,量，,信,信息,是,是负,熵,熵，,所以,信,信息,量,量的,公,公式,中,中有,负,负号,，,，它,表,表示,系,系统,获,获得,信,信息,后,后无,序,序状,态,态的,减,减少,或,或消,除,除。,1.1.3,香农,对,对信,息,息的,定,定义,12,由于信,息,息源发,出,出的消,息,息是随,机,机的，,可,可以用,随,随机变,量,量来表,示,示。如,果,果用符,号,号 表,示,示信息,源,源发出,的,的信息,，,，假设,事,事件的,基,基本空,间,间,包含,m,个元素,，,，即,=,x1,x2,xm,且每一,个,个等可,能,能值的,概,概率为,：,：,P（X=xi,）,）=pi=1,2,m,那么定,义,义一个,随,随机事,件,件 所,含,含的信,息,息量称,为,为,x,的自信,息,息量，,即,即：,（,公式,1-1,）,1.1.4,信息的,度,度量,13,只能表,示,示信息,源,源发出,的,的某一,特,特定消,息,息,x,的自信,息,息量，,而,而对于,不,不同的,消,消息则,有,有不同,的,的自信,息,息量，,所,所以,不,不足,以,以作为,整,整个信,息,息源的,总,总体信,息,息测度,，,，那么,可,可以定,义,义平均,信,信息量,来,来作为,信,信息总,体,体的测,度,度，即,信,信息熵,。,。,设,X,为一离,散,散随机,变,变量，,在,在集合,中,中取,值,值，其,概,概率分,布,布为：,1.1.4,信息的,度,度量,14,信息熵,：,：是从整,个,个信息,源,源的统,计,计特性,来,来考虑,的,的，它,从,从平均,的,的意义,上,上来表,示,示信息,源,源的总,体,体信息,测,测度，,它,它表示,信,信息源,X,在没有,发,发出消,息,息以前,，,，信宿,对,对信息,源,源,X,存在着,平,平均不,确,确定性,。,。香农,的,的信息,度,度量公,式,式排除,了,了对信,息,息主观,上,上的含,意,意。根,据,据上述,公,公式，,同,同样一,个,个消息,对,对任何,一,一个收,信,信者来,说,说，所,得,得到的,信,信息量,都,都是一,样,样的。,1.1.4,信息的,度,度量,15,以上就,是,是香农,关,关于信,息,息的度,量,量。通,常,常也称,为,为概率,信,信息。,它,它是一,个,个科学,的,的定义,，,，有明,确,确的数,学,学模型,和,和定量,计,计算。,在,在公式,中,中，对,数,数的底,数,数从理,论,