大学信息基础第1章.ppt

第1章 信息、信息技术与计算科学 1.1.1 什么是信息? 1.1.1 什么是信息? 1.1.2 从信息论到信息科学 1.1.3 香农对信息的定义 信息是有秩序的量度，是人们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性增强，减少破坏、混乱和噪音。 将热力学中的“熵”应用到信息领域 1.1.3 香农对信息的定义 1.1.4 信息的度量 定义：一个随机事件x所含的信息量称为x的自信息量。 1.1.4 信息的度量 信息熵定义：平均信息量作为信息总体的测度。从整个信息源的统计特性来考虑 1.1.4 信息的度量 例：在试验甲和乙中，两种结果A和B出现的概率如下 1.1.4 信息的度量 1、如甲地共有8种状态，如果甲处4种状态的概率全为0，其余4种状态各为1/4，这时甲传给乙的总信息量是多少？ 2、掷一个骰子，任一面朝上这一事件的发生都是等概率分布的，任一面朝上这一事件所获得的自信息量是多少？ 1.1.5 数据、消息、信号与信息的区别 数据是对客观实体的一种描述形式，是信息的载体。 1.1.5 数据、消息、信号与信息的区别 1.1.5 数据、消息、信号与信息的区别 1.2.1 信息科学的产生与定义 定义1：信息科学是研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、处理、显示、识别和利用的科学，是一门结合了数学、物理、天文、生物和人文等基础学科的新兴与综合性学科。 定义2:以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。 1.2.2 信息科学的研究内容与体系 从信息科学的研究内容来划分，将信息科学的基本科学体系分为三个层次 1.3.1 信息技术的发展与定义 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术 信息器官分类： (1)感觉器官 (2)传导神经网络 (3)思维器官 (4)效应器官 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术 1.3.3 信息技术的核心技术 1.3.4 信息技术主要支撑技术——微电子技术 所谓微电子是相对“强电”、“弱电”等概念而言，指它处理的电子信号极其微小。它所研究的核心是集成电路或集成系统的设计和制造。 1.4.1 探索计算之源 人类文明的进化历史，从某种意义上讲，最早是始于计算的。 计算就是符号串的变换 算法是求解某类问题的通用法则或方法，即符号串变换的规则。 1.4.2 计算模型与图灵机 图灵机是一种抽象计算模型，用来精确定义可计 算函数。为现代计算机的出现提供重要依据。 图灵理论：凡可计算的函数都可用图灵机来实现。 1.4.3 计算思维 周以真教授总结了计算思维的6大特征: （1）概念化,不是程序化; （2）根本的,不是刻板的技能; （3）是人的,不是计算机的思维方式; （4）数学和工程思维的互补和融合; （5）是思想,不是人造物; （6）面向所有的人,所有地方。 1.4.4 计算机科学的研究领域 1.5 计算机的信息表示与编码 1.5.1 信息在计算机中的表示 1.5.1 信息在计算机中的表示 1.5.1 信息在计算机中的表示 1.5.1 信息在计算机中的表示 1.5.2 信息的编码 所谓编码，是指采用约定的基本符号，按照一定的组合规则，表示出复杂多样的信息，从而建立起信息与编码之间的对应关系。 一切信息编码都包括基本符号和组合规则这两大要素。 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 1.5.2 信息的编码 Unicode是一种标准的编码格式，其主要目的是希望将国际上各主要文字的字符统一在一起，建立一种统一的编码系统，让网络上的文本及软件应用能被全球各地读懂。 1.5.3 数制的基及其表示 1.5.3 数制的基及其表示 1.5.3 数制的基及其表示 （S）R= 1.5.3 数制的基及其表示 例： (10110.01)2 =1×24+1×22+1×21+1×2-2 =(22.25)D (2B7.F)16 =2×162+11×161+7×160+15×16-1 =(695.9375)D 1.5.3 数制的基及其表示 1.5.3 数制的基及其表示 十?二（八，十六） 整数部分：除2（8，16）取余，结果倒序； 小数部分：乘2（8，16）取整，结果正序。 例:(83.375)D 1.5.3 数制的基及其表示 1.5.3 数制的基及其表示 1.5.3 数制的基及其表示 1.2.2 数制及其转换