现代信息科学与药学信息技术课件.ppt

第一章现代信息科学与药学信息技术 了解现代信息科学与药物信息技术的发展历程，理解基本概念，深刻理解现代信息科学与药物信息技术的未来发展方向 第一节现代信息科学概述 狭义信息论的产生过程和标志 1928年，哈特利发表了《信息传输》，第一次把信息和消息区别开来，并首次提出信息量的概念，同时指出可以用消息出现的概率的对数来度量信息量。 香农信息论 1948年香农《通信的数学理论》和1949年《噪声中的通信》集中了香农的研究成果，系统的论述了信息理论，奠定了现代信息论的基础。 维纳信息论 1948年维纳《控制论－动物和机器中的通信与控制问题》从控制和通信的角度研究了信息问题，以自动控制的观点解决了信号被噪声干扰时的处理问题，建立了“维纳滤波理论”，从而扩大了信息论的研究范围。 这几篇论文的相继发表，标志着信息论的正式诞生 仅限于通信领域——狭义信息论，通信的数学理论，主要研究狭义信息的度量方法，研究各种信源、信道的描述和信源、信道的编码定理。 二狭义信息的概念 通信系统模型 香农认为通信应该是信息在系统中识别、传输、变换、存储、处理、显示的过程。因此通信系统必须是一个发送与接收，输入与输出两者相互联系的不可分割的统一体。 自然现象的分类 必然事件：在一定条件下必然发生的现象 不可能事件：在一定条件下不会发生的现象 随机事件：在一定条件下可能发生，也可能不发生的现象 概率信息是表示关于事物的随机运动状态和方式的信息，它与事物的运动方式有关，不同的方式有不同信息表示。 香农信息定义：信息是用来消除不确定性的东西 维纳信息定义：信息就是人和外界相互作用的过程中相互交换的内容总称。 （三）狭义信息度量 概率空间 由随机试验中的基本事件及其发生的相应的概率组成，即： 其中Xi表示事物运动的n种可能状态；Pi则是相应的运动状态发生的概率，且P1＋P2＋…＋Pn＝1 实例： 掷骰子有六个基本事件，即出现一点、二点、三点、四点、五点、六点的状态，分别记做X1、X2、X3、X4、X5、X6 ，其相应的概率分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、，且P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＝1，则掷骰子的概率空间为 先验信息概率空间 香农理论（经典信息学）数学基础 狭义信息论的局限性 只考虑了信息的形式方面，不考虑其含义与价值方面，而语义和语用是不能回避的（与主观有关） 局限于“消除不确定性”范畴，不能解决模糊问题 只考虑了统计信息，没有考虑其他的原理和规律 二、广义信息论的产生过程和标志 广义信息论. 包括所有与信息有关的自然和社会领域,如模式识别,计算机翻译,心理学,遗传学,神经生理学,语言学,语义学甚至包括社会学中有关信息的问题. 广义信息论，包括信息论在自然和社会中的新的应用，如模式识别、机器翻译、自学习自组织系统、心理学、生物学、经济学、社会学等一切与信息问题有关的领域。 （二）哲学范畴的广义信息 信息普遍存在于自然界、人类社会和思维领域中，是客观事物之间相互作用和联系的表征，是客观事物经过感知或认识后的再现 它是客观事物自身存在的方式和状态的信息——本体信息。 三、现代信息科学的产生过程和发展方向 （一）现代信息科学的概念 信息科学是以信息为主要研究对象，以信息的性质、运动规律和利用为研究内容，以计算机和通信网络为主要技术工具，以提高人类获取和利用信息的能力为主要目标的一门新兴的横 断学科。 信息科学的内容范围包括①信息论、通信理论②控制论、系统论③计算机科学④电子学⑤情报科学、信息管理学和传播学⑥生物信息学⑦智能科学 （二）现代信息科学理论 信息科学理论的三大支柱：全信息理论、信息科学基本原理以及信息科学方法论。 信息科学是包含香农信息论、全信息论、识别论、智能论、控制论、信息系统论的统一理论。 信息的基本运动过程和相应理论： 产生与获取→传递→处理与再生→调节与控制→组织与优化→思维与认知 （三）现代信息科学方法论 包括两个基本原则和三个基本方法 1物质、能量、信息三位一体原则：现实是物质和能量的有机综合体 2结构、功能、行为辩证相依准则： 3信息分析方法 4信息综合方法 5信息进化方法 信息进化法 信息进化法就是在变革、改善或优化一个高级复杂系统的时候首先从信息的观点出发，利用信息技术的方法和手段获得该系统现实的运用状态及方式、内容和效用，从中判断出系统的优度，且与目标优度相比较，通过控制作用改变系统的状态，使它逐步逼近目标，实现功能优化，完成系统优化的过程。 第二节现代信息技术概述 一、现代信息技术的概念 从技术的本质来说，信息技术是指能够扩展和延伸人类信息器官功能的技术的