第2章-信息及信息系统.ppt

北京理工大学 王 越 中国科学院院士、中国工程院院士 北京理工大学 内容 信息 信息系统 信息科技与信息系统的发展是人类永恒的主题之一 信息科技与信息系统发展的庞大支持体系 几种典型的信息系统举例 信息 “梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台” 有一位诗人名叫李申的人写了一首七言绝句诗，诗云“梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台” ，经考证这是世界上第一例涉及“信息”，出现“信息”一词之历史记载。 仙农教授 有关“信息”定义解释之详细记载，直到1948年参考了热力学熵的含义给出了“信息”之定义和定量描述。 信息的内涵与定义 直到1948年美国Shannon（仙农）教授针对通信领域，通过信号传输进而获得信息的过程，提出“信息”是不确定性的消除，借助于物理学“熵”概念定量地表示信息。 这是信息科技领域发展的一个里程碑 信息的内涵与定义 “信息是客观事物运动状态的表征和描述”，其中“表征”是客观存在的表征，而描述是人为的。 “信息”的重要意义在于客观存在，与人认识实践结合，进而与人类生存发展相结合，所以信息领域科技的发展体现了客观与人类主观相结合的一个重要方面。 对人而言，“获得信息”最基本的机理是映射（借助数学语言），即由客观存在的事物运动状态，经人的感知功能及脑的认识功能进行概括抽象形成“认识”，这过程就是“获得信息”，是一个由“客观存在”到人类主观认识的“映射”。 它必定是由反映各层次各剖面不同时段动态特征的信息片段组成，这是“信息”内部结构最基本的内涵。 信息的表征 “信息”的客观表征非常广泛，因其源于各种各样运动状态的特征，故信息的表征就是各种各样的“特殊性的表现”，也可认为“特征的表现”。 人还创造了“符号”来描述信息、记录信息、传递和交流、以研究利用“信息”，很多情况下，人是通过符号认识信息的。 信息的特征 “信息”的存在形式特征（直接层次） “信息”不守恒、可复制性、多次复用性、共享性、时间空间维有限度尺度 第二层次-人的理解利用“信息”层次特征 真实性、层次剖面特性、主体对象的信息选择性、附加义特征 四元组概略表达信息，以助于对“信息”认识和利用 I（信息）=[特征域特征，空间域特征，时间域特征，变化率特征] “信息”组成的信息集群（信息作品） 人类感知之信息媒体 人类传递、利用信息之历程 信息系统 帮助人们获得信息、传输信息、处理信息和利用信息的系统，是服务于人的一种工具。“服务”这词有广泛且越来越广泛的含义。 信息系统的系统理论特征 现代信息系统往往叠套多个交织之子系统。如现代信息系统包括卫星通信系统，公共骨干通信网，移动通信等组成，而卫星信通信系统又包括卫星(又包括转发器，卫星资态控制、太阳能电池系统，转发器再分子系统)，地面中心系统(包括地面控制分系统、上行信道等等)，小型用户地面站(再分子系统等)，移动通信系统、公共骨干通信网都是由多层子系统组成。 信息系统作为人类社会存在为人服务之系统，伴随社会进化而发展，并起积极作用共同进化，而且越发展越复杂高级。 每一种信息系统，当其研发成完后都不断局部改进(量变阶段)，当改进已不能适应情况下，则要发展一新型号(一种质变)，如此循环一定程度后，会发生更大结构性质变(系统体制变化)，如通信系统中之交换机变为程控式为体制变化，现又往“路由式”变化，也是体制变化，这种变化发展“永不停止”的。 每一种信息系统之存在发展都有一定的约束，新发展又会产生新约束，也会产生新矛盾，如性能提高算一种“获得”，得到它必付出一定的“代价”。 信息系统的功能组成 任何信息系统都是由下列部分交织或选择交织而组成。 信息的获取部分 信息的存贮部分 信息的传输部分 信息的交换部分 信息的变换处理部分 信息的管理控制部分 各部份都有以下特征 软硬件相结合、离散型数字与连续模拟相结合、各种功能部分交织融合支持形成主功能部分，如存贮部分内含处理部分，管理控制部分内含存贮、处理部分等。以上各部分发展都密切关联科学领域的新发现，技术领域的创新，延伸至经济相关领域的发展，以及科技经济领域的互动。 信息系统发展的基本情况 人类感知信息的种类及重要性 信息系统发展的基本情况 人对电磁（含光电）媒体利用的发展 信息系统发展的基本情况 永存的矛盾和正反向作用 信息科技、系统的发展是溶入人类进步过程中的共同进化，即是一种自组织的系统进化，人类存于自然中、在自然中发展并溶入自然中，即人类社会的内部环境与外部环境的多层次复杂的相互作用（包括结构内相互作用）形成了复杂的动态“关系”，每层次都有主要“关系”，其主宰方面决定了该层次的主要性质，这种性质在复杂的相互作用中又是在变化、演变着，这体现了人类内部，人类与自然界的对立统一矛盾运动，也是发展的根源 矛盾还体现在复杂性与同一类