第1章信息科学与技术基础.ppt

* “科学”是指探知事物的本质、特征、内在规律以及与其他事物的联系, 是关于自然、社会和思维的发展与变化规律的知识体系。 “技术”则是运用科学规律解决实现某一目的的手段和方法,泛指根据生产实践经验和科学原理而发展形成的各种工艺操作方法、技能和技巧。 “工程”是指将科学原理应用到工农业等生产部门中去而形成的各门学科的总称。 1.2.2 科学、技术与工程的界定 * 信息科学由信息论、控制论、计算机科学、仿生学、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相结合而形成的。 关于什么是信息科学（Information science），有着不同的定义： 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。 1.2.3 信息科学 * 可将信息科学研究的基本内容归纳为五个方面： (1)探讨信息的基本概念和本质。 (2)研究信息的数值度量方法。 (3)阐明信息感知、识别、变换、传递、存储、检索、处理、再 生、表示、施效(控制)等过程的一般规律。 (4)揭示利用信息来描述系统和优化系统的方法和原理 (5)寻求通过加工信息来生成智能的机制和途径。 1.2.4 信息科学的研究内容与体系 * 信息科学体系的三个层次 思想者 研究者 行动者 哲学层次，其中包括信息的哲学本质、智能的哲学本质、信息与反映的关系、信息与认识的关系、人工智能与人类智能的关系等等。 信息科学的基础理论层次，它的主要任务是研究信息的一般理论。 信息科学的技术应用层次，主要研究如何应用信息科学理论在技术上拓展人类的信息功能（特别是其中的智力功能）的问题。 * 1.3 信息技术 1.3.1 信息技术的定义 人们对信息技术的定义，因其使用的目的、范围、层次不同而有不同的表述： 定义1：信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。 定义2：现代信息技术“以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征”。 * 定义3：信息技术是指在计算机和通信技术支持下用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像以及声音信息，包括提供设备和提供信息服务两大方面的方法与设备的总称。 定义4：信息技术指“应用在信息加工和处理中的科学，技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方法和技巧的应用；计算机及其与人、机的相互作用，与人相应的社会、经济和文化等诸种事物。” * 定义5：信息技术包括信息传递过程中的各个方面，即信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、控制、加工和利用等技术。 定义6：从技术的本质意义上讲，信息技术就是能够扩展人的信息器官功能的一类技术。 * 1.人类的信息器官与功能 人的信息器官主要包括以下四类： 感觉器官，包括视觉器官、听觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触觉器官和平衡感觉器官等； 传导神经网络；它又可以分为导入神经网络利导出神经网络等； 思维器官，包括记忆系统、联想系统、分析推理和决策系统等； 效应器官，包括操作器官(手)、行走器官(脚)和语言器官(口)等。 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术 * * ------根据上面给出的信息技术的定义和相应的分析，我们可以明确信息技术的四项基本内容，这就是“信息技术四基元”，即： (1)感测技术——感觉器官功能的延长。 (2)通信技术——传导神经网络功能的延长。 (3)计算机和智能技术——思维器官功能的延长。 (4)控制技术——效应器官功能的延长。 2.信息技术的“四基元” * 既然信息技术是人的信息器官功能的延长，信息技术四基元的关系也应当视作一个有机的整体，它们和谐有机地合作，共同完成扩展人的智力功能的任务。下图显示出它们之间的这种联系。 * 于是，由上面给出的信息技术的定义6还可以引出两个比较具体的定义，即： ?信息技术是指能够完成信息的获取、传递、加工、再生和施用等功能的—类技术； ?信息技术是指感测、通信、计算机和智能以及控制等技术的整体。 * 1.3.3 信息技术的发展 远古 口耳相传或借助器物 信息传递速度慢、不精确古代 靠驿差长途跋涉 信息传递速度慢、信息形式单一。 近代 依靠交通工具的邮政系统 信息传递速度相对快一些、距离远相对就慢、且费用高。 现代 电报、电话 速度快、信息单一文字。 当代 计算机网络 传递的信息量大、信息多样化，传递速度极快、不受地域阻。 * 迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技术革命。 第一次革命是人类创造了语言