第1章信息系统综合知识 1.1 信息的定义和属性

news2024/11/18 7:44:12

第1章信息系统综合知识

1.1 信息的定义和属性

1.1.1 信息的基本概念

控制论创始人维纳认为：信息就是信息，既不是物质也不是能量。

信息论的奠基者香农认为：信息就是能够用来消除不确定性的东西。

其他流行说法：信息是事先不知道的报导。

哲学界认为：信息是事物普遍联系的方式。

1、本体论信息概念

事物的本体论信息，就是事物的运动状态和状态变化方式的自我表述。按照这个定义，所谓得到了某个事物的本体论信息，就是知道了这个事物处在什么样的运动状态，以及这个运动状态会按照什么方式发生变化。

2、认识论信息概念

主体关于某个事物的认识论信息，就是主体对于该事物的运动状态以及状态变化方式的具体描述，包括对于它的“状态和方式”的形式、含义和价值的概述。由于引入了主体的因素，认识论信息的内涵变得比本体论更丰富了。按照这个定义，所谓得到了某个事物的认识论信息，就是不仅知道了这个事物的运动状态和状态变化方式的表现形式，而且知道了这种“状态和方式”的含义以及它们对主体的价值。

2、本体论和认识论的关联

认识论信息与本体论信息是相通的，它们共同的核心都是“事物运动的状态和状态变化的方式”。不仅如此，两者还可以相互转化。转化的基本条件就是主体因素：引入主体因素，本体论信息就转化为认识论信息。人类认识世界的任务和先决条件之一，就是把本体论信息恰如其分的转化为认识论信息，为其后的决策提供依据。

1.1.2 信息的定量描述

在这里插入图片描述
香农用概率来定量描述信息：

H（X）表示事件X的信息熵

Pi是事件出现第i种状态的概率

在二进制的情况下，对数的底是2，此时信息熵可以作为信息的度量，称为信息量，单位是比特（bit）

1.1.3 信息的传输模型

在这里插入图片描述
信息是有价值的一种客观存在。信息技术主要为解决信息的采集、加工、存储、传输、处理、计算、转换、表现等问题而不断繁荣发展。信息只有流动起来，才能体现其价值，因此信息的传输技术（通常指通信、网络等）是信息技术的核心。信息的传输模型如下：

1、信源:产生信息的实体，信息产生后，由这个实体向外传播。如QQ使用者，他通过键盘录入的文字（如:你好!）是需要传播的信息。

2、信宿:信息的归宿或接收者，如使用QQ的另—方（当然这—方也是信源），他透过电脑屏幕接收QQ使用者发送的文字（如:你好!）。

3、信道:传送信息的通道’如TCP／IP网络。信道可以从逻辑上理解为抽象信道，也可以是具有物理意义的实际传送通道。TCP／IP网络是一个逻辑上的概念，这个网络的物理通道可以是光纤、铜轴电缆、双绞线，也可以是4G网络，甚至是卫星或者微波。

4、编码器:在信息论中是泛指所有变换信号的设备，实际上就是终端机的发送部分。它包括从信源到信道的所有设备’如量化器、压缩编码器、调制器等，使信源输出的信号转换成适于信道传送的信号。在QQ应用中’键盘敲击会使键盘的由不确定状态转换为某种确定状态’此时信息产生了，通过一系列的信号采集、加工、转换、编码，信息最终被封装为TCP／IP包，推入TCP／IP网络，开始传播之旅。从信息安全的角度出发，编码器还可以包括加密设备，加密设备利用密码学的知识，对编码信息进行加密再编码。

5、译码器:译码器是编码器的逆变换设备，把信道上送来的信号（原始信息与噪声的叠加）转换成信宿能接收的信号，可包括解调器、译码器、数模转换器等。在上述QQ应用中’TCP／IP包被解析’信息将显示在信宿的计算机屏幕上，发送者传送信息的不确定性消除了。

6、噪声:噪声可以理解为干扰，干扰可以来自于信息系统分层结构的任何—层，当噪声携带的信息大到—定程度的时候，在信道中传输的信息可以被噪声淹没导致传输失败。

—般情况下，信息系统的主要性能指标是它的有效性和可靠性。有效性就是在系统中传送尽可能多的信息;而可靠性是要求信宿收到的信息尽可能地与信源发出的信息—致，或者说失真尽可能小。为了提高可靠性，在信息编码时’可以增加冗余编码，犹如“重要的话说三遍”’恰当的冗余编码可以在信息受到噪声侵扰时被恢复’而过量的冗余编码将降低信道的有效性和信息传输速率。

概括起来，信息系统的基本规律应包括信息的度量、信源特性和信源编码、信道特性和信道编码、检测理论、估计理论以及密码学。