信息与通信通信漫谈课件

信息信息的概念信息的性质信息的作用信息信息的概念1

一、信息的概念

1．信息的由来

信息一词由来已久，古今中外都使用它，而且使用频率相当高。据考证，“信息”二字最早出现在我国南唐文人李中的《碧云集·暮春怀故人》一诗（上海古籍出版社《全唐诗》第1864页）中：一、信息的概念1．信息的由来2暮春怀故人——南唐李中

池馆寂寥三月尽，落花重叠盖莓苔。惜春眷恋不忍扫，感悟心情无计开。梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台。琅轩绣瑕安可得，流水浮云共不回。暮春怀故人池馆寂寥三月尽，3梅花——南宋陈亮疏枝横玉瘦，小萼点珠光。一朵忽先变，百花皆后香。欲传春信息，不怕雪埋藏。玉笛休三弄，东君正主张。梅花疏枝横玉瘦，4李清照《上枢密韩肖胄诗》：“不乞随珠与和璧，只乞乡关新信息。”此处信息被当作消息用。诗人认为“乡关新信息”比随珠、和璧更为宝贵，其意与杜甫“家书抵万金”如出一辙。周密《木兰花漫·西湖十景》：“觅梅花信息，拥吟袖，暮鞭寒。”此处信息被当作一种迹象。诗人“觅梅花信息”，把花色花香也当作信息，比起用声音和文字传播消息来，其含义宽泛多了。

我国古人就已经知道信息的重要，认为信息是可以寻觅的、获取的，信息还可以贮存积累。李清照《上枢密韩肖胄诗》：“不乞随珠与和璧，只乞乡关新信息。5

2．信息的解释

《辞海》：“信息，如通风报信”。

《辞源》：“信息：消息”。

《现代汉语词典》：“信息：口信儿，通风报信”。

《新英汉词典》：Information译为“通知，报告，消息，报道，情报，知识，见闻，资料等”。

《牛津英汉词典》：“某人被通知或告知的内容，情报，消息”。

Information一词在我国台湾省被译为“资讯”。2．信息的解释6英国《牛津英语辞典》对信息的概念是这样表述的：通过各种方式可以被传递、传播、传达、感受的，以声音、图象、文字所表征，并与某些特定的事实、主题或事件相联系的消息、情报、知识都可以泛称为信息。美国的《韦伯斯特词典》认为，信息是知识和情报的通信和接受，并将信息表述如下：①由调查、研究和学习所得到的资料和知识；②知识、学问和新闻；③事实、情况和数据；④表示数据的记号、信息和标识。日本的《广辞苑》将信息表述为：关于事物的内容和情况的通报。[信息与通信]通信漫谈课件73．信息的含义

在信息科学中人们从不同的角度出发，对信息给出了各种各样的定义：哈特雷香农维纳钟义信……3．信息的含义在信息科学中人们从不同的角度出发，对信8哈特雷(1888-1970)信息是指有新内容、新知识的消息。R.V.L.Hartley.TransmissionofInformation.BellSystemTechnicalJournal,7(4):535--563,1928.哈特雷信息是指有新内容、新知识的消息。9香农(1916--2001)信息是二次不定性之差。不定性就是对事物认识不清楚，不知道。信息就是消除人们认识上的不定性。C.E.Shannon,``Amathematicaltheoryofcommunication,''BellSystemTechnicalJournal,vol.27,pp.379-423and623-656,JulyandOctober,1948.

香农信息是二次不定性之差。不定性就是对事物认识不清楚，不知道10维纳(1894-1964)信息就是我们在适应外部世界，并把这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。信息既不是物质又不是能量，信息就是信息。维纳信息就是我们在适应外部世界，并把这种适应反作用于外部世界11钟义信教授北京邮电大学所谓信息，并非指事物本身，而是指用来表现事物特征的一种普遍形式，是事物存在的方式或运动的状态，以及这种方式或状态的直接或间接的表述。本质上：信息是事物自身（显示其存在方式或运动状态）的属性，是客观存在的现象与认知主体的关系：通过主体的主观认知才能被反映和揭示结论：信息是一种比运动、时间、空间等更高级的哲学范畴。钟义信教授12

其他各种各样的定义：

（1）信息就是信息，不是物质也不是能量。（2）信息是事物的差异，不是事物本身。（3）信息是一种场，弥散在整个空间。（4）信息是物质和能量在时空中的不均匀性。（5）信息是用以消除不定性的东西。（6）信息是负熵。（7）信息是系统有序性的度量。其他各种各样的定义：13信息概念的两个重要层次没有任何约束条件的本体论层次本体论层次上考察：信息是客观存在的现象，事物的运动状态及其变化方式，本体论意义上的信息在不断地产生（运动的绝对性）受主体约束的认识论层次站在主体的立场上来考察：信息是主体所感知或表述的事物的运动状态和变化方式，是反映出来的客观事物的属性信息概念的两个重要层次14

总之，信息是客观事物运动状态的表征与描述，是自然界、人类社会和人类思维活动普遍存在的一切物质和事物的属性。信息很难用数学模型来描述。所谓获得了某个事物的信息，就是了解了该事物运动的状态及其状态改变的方式。总之，信息是客观事物运动状态的表征与描述，是自然界、15信息与物质的关系区别：（1）信息不是物质也不是意识，而是物质与意识的中介。（2）物质具有质量，且遵循质量守恒定律，信息本身没有质量，也不遵循质量守恒定律。（3）信息内容可以共享，其性质与物质载体的变换无关。联系：（1）物质是信息存在的基础；任何信息都离不开物质，要以物质为载体。（2）信息是一切物质的基本属性，认知主体对于客观物质世界的反映都是通过信息实现的。信息与物质的关系区别：16信息与能量的关系区别：（1）能量的传递与转换遵循能量守衡定律，信息不服从守衡定律。（2）信息效用的大小并不由其消耗的能量决定。联系：（1）能量是信息运动的动力。信息的传递和获取离不开能量，信息必须与能量结合才具有活力。（2）能量的驾驭与转换需要信息。（3）各种形式的能量或信息在传递过程中可以相互转换。信息与能量的关系区别：17信息与知识、情报和文献之间的关系信息是事物存在和运动状态的反应；知识是人类在实践中对大量信息进行思维、提炼、优化和系统化的结果；情报是活化了的有用的知识；文献则是纪录有知识的一切载体，文献是重要的知识源、情报信息源，它是知识、情报信息存储的重要方式。

信息知识情报信息与知识、情报和文献之间的关系信息是事物存在和运动状态的反18二、信息的性质1．普遍性

信息在宇宙间是普遍存在的。既然信息是事物运动的状态与方式，那么只要有运动的事物存在，就必定会有信息的存在。宇宙间没有绝对的真空，也没有绝对静止的事物，故信息普遍存在。

二、信息的性质1．普遍性192．无限性在整个宇宙的时空中，信息是无限的，即使在局部宇宙空间中，信息也是无限的。在宇宙空间中，事物呈无限多样化，所产生的信息便是无限丰富的。在时间长河里，事物的发展变化是无限的，故信息也是无限的。2．无限性在整个宇宙的时空中，信息是无限的，即使在局部宇宙空203．相对性虽然客观上信息是无限的，但相对于认知主体来说获得的信息总是有限的。也就是说，对于同一事物，不同的观察者所获得的信息是不同的。虽然事物的内在信息不因观测者而变化。但由于观察者的先验信息不同，所持观点不同，等等，使得对同一事物所获取的信息量不同，故具有相对性。3．相对性虽然客观上信息是无限的，但相对于认知主体来说获得的214．转移性信息可以在时空上实现转移。信息一旦产生出来，就可以把它表示到适当的载体（有形载体如纸张、胶卷、磁带和磁盘等，无形载体如文字、符号、图像和电磁波等）上，这就是信息的表示（记录和复制）。存储和传输信息只需要存储和传输载有这种信息的载体。故只要适当的选择载体，就可以方便的实现信息在时空上的转移。4．转移性信息可以在时空上实现转移。225．共享性信息可以被大量用户所共享。因为信息是事物运动的状态和方式，而不是事物本身，这就可以把这种状态和方式表示到不同的载体上，进行信息的多重复制，供多个用户同时共享。5．共享性信息可以被大量用户所共享。236．变换性（可加工、可干扰性）为了便于利用信息，信息的载体和信息本身的形式关系可以进行适当的变换处理。由于信息可以荷载于适当的载体上。故在不同的场合，信息可以选用不同的载体，称为信号处理。同时为了达到某种目的，可以对信息本身的形式进行适当的处理，如舍弃某些次要成分等，称为信息处理。信号处理和信息处理都有可能导致原有信息的损失，绝对不会使原有信息量增加。6．变换性（可加工、可干扰性）为了便于利用信息，信息的载体和247．动态性任何信息都有动态性和时效性。事物本事是在不断运动变化的，因此信息也在不断的发展更新。7．动态性任何信息都有动态性和时效性。258．转化性在适当的条件下，信息是可以转化的。

信息知识智慧能量资源物质资源+物质能量时间信息、知识、智慧、物质、能量、时间转化图8．转化性在适当的条件下，信息是可以转化的。信息知26

三、信息的作用信息是人类认识世界和改造世界的源泉。人类认识世界的过程，实际上是获得外部世界的信息，并对这些信息进行加工处理的过程。人类改造世界的过程，则是人类把目标信息与策略信息反作用于外部世界，并按照策略信息不断地引导外部世界来达到目标信息的过程。三、信息的作用信息是人类认识世界和改造世界的源泉。27信息传递信息加工信息再生信息传递信息提取信息施用信源/信宿事物信息目标和决策信息感觉器官外部事物效应器官传导神经思维器官传导神经人类认识世界和改造世界的抽象模型信息传递信息加工信息再生信息传递信息提取信息施用信源/信28信息的八大功能1．生存的要素达尔文的进化论为选择进化论，即优胜劣汰，适者生存。任何生物要想不被环境所淘汰，就必须不断地从外部世界获得信息，以便采取正确的措施来调整自己。只有这样，才能适应环境的不断变化，不被环境所淘汰。信息的八大功能1．生存的要素29信息的八大功能2．社会的资源材料、能源和信息是人类社会的三大资源。材料是物质资源，能源是动力资源，信息则是知识和智慧的资源，非物质形态的社会财富。开发新材料，可以改进生产工具；对能源的开发、转换和利用，可以使生产工具获得巨大驱动力；对信息的研究与利用，可以大大提高劳动生产率，改进产品质量，增强生产工具的适应能力和灵活性。信息的八大功能2．社会的资源303．认识的导向认识的第一步是获取必要的信息，然后进行分析、加工和处理。没有信息，就没有认识，更无从谈起正确的认识。信息的八大功能3．认识的导向信息的八大功能31信息的八大功能4．实践的指南实践的过程实质上就是依据目标信息和策略信息，对外部事物进行控制和调节的过程。而目标信息和策略信息则是外部事物和环境信息在人们头脑中加工的产物。信息的八大功能4．实践的指南32信息的八大功能5．决策的依据决策是对外部事物和环境信息，以及目标信息综合加工的结果。没有信息，决策就没有依据。信息的八大功能5．决策的依据33信息的八大功能6．控制的基础控制是对事物运动状态和方式所施加的有目的的干预，或者说控制是根据系统的初始信息和给定的目的信息而对系统施加的调节。实现控制必须获得必要信息，系统信息、目的信息、决策信息，并运用这些信息把系统由当前的现实状态引导到所追求的目的状态。信息的八大功能6．控制的基础34信息的八大功能7．智慧的源泉人类的智慧是在认识世界和改造世界的过程中不断积累和升华的。而这个过程的主线正是信息发展的过程。信息是知识的毛坯，智慧的原材料。信息的八大功能7．智慧的源泉35信息的八大功能8．系统的灵魂系统是指相互联系，相互作用，具有一定整体功能的诸要素的有机综合体。贯穿整个系统的灵魂是信息，没有信息，就不会有组织性，更不会形成良好的系统。信息的八大功能8．系统的灵魂36信息技术信息技术的概念信息技术的内容主体技术四基元信息技术信息技术的概念37一、信息技术的概念信息技术是指完成信息的获取、传输、加工、再生和施用等功能的技术。也可以说，信息技术是扩展人类信息器官功能的技术。人类的信息器官包括感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身，功能是获取信息），传导神经网络（导入、导出和中间神经网络，功能是传递信息），思维器官（记忆、联想、分析、决策、推理等系统，功能是加工和再生信息），效应器官（手、脚、口，功能是施用信息）。一、信息技术的概念信息技术是指完成信息的获取、传输、加工、再38二、信息技术的内容

信息技术一般分为四个层次：应用技术层主体技术层支撑技术层基础技术层

二、信息技术的内容信息技术一般分为四个层次：39基础技术层是其肥沃的扎根土壤支撑技术层是其发达旺盛的根系主体技术层是其强劲的躯干应用技术层是其茂盛的枝叶和花果信息技术之树基础技术层是其肥沃的扎根土壤支撑技术层是其发达旺盛的根系主体401．基础技术层技术基础层主要是指新材料技术和新能源技术。因为信息技术的发展，取决于材料技术和能源技术的发展。如电子信息技术由真空管向电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路的发展，其根本原因是硅、锗、金属氧化物、砷化镓等半导体材料的发展。没有这些新材料的发明，就不会有新器件的出现，更不会推动电子信息技术的发展。再如激光信息技术的出现是依赖于各种激光材料的开发和激光能量的利用1．基础技术层技术基础层主要是指新材料技术和新能源技术。因为412．支撑技术层支撑技术层主要包括机械技术，电子技术，微电子技术，激光技术，生物技术等等。机械的物理参量；电信号的基本参量；光信号的基本参量；以及生物电参量的变化等都可以方便地描述和表征事物的运动状态和方式。2．支撑技术层支撑技术层主要包括机械技术，电子技术，微电子技423．主体技术层主体技术层的基本内容是“信息技术四基元”，即：感测技术通信技术智能技术控制技术3．主体技术层主体技术层的基本内容是“信息技术四基元”，即：434．应用技术层应用技术层是指针对实用目的，而繁衍出来的形形色色的具体技术群类。如：电子信息技术生物信息技术激光信息技术……4．应用技术层应用技术层是指针对实用目的，而繁衍出来的形形色44三、主体技术四基元主体技术四基元是人类信息器官的具体延伸。通信技术[传递信息]信息技术四基元的关系智能技术[加工、再生信息]通信技术[传递信息]感测技术[获取信息]控制技术[施用信息]外部世界[信源/信宿]三、主体技术四基元主体技术四基元是人类信息器官的具体延伸。通451．感测技术感测技术包括传感技术和测量技术。它们是感觉器官功能的延伸，使人们可以更好地从外部世界获得各种有用信息。1．感测技术感测技术包括传感技术和测量技术。462．通信技术通信技术包括各种有线、无线通信技术。它们的功能是传递信息，是传导神经网络功能的延伸。2．通信技术通信技术包括各种有线、无线通信技术。473．智能技术智能技术包括计算机硬件技术、软件技术、人工智能技术和人工神经网络等等。它们是思维器官功能的延伸，可以更好地加工和再生信息。3．智能技术智能技术包括计算机硬件技术、软件技术、人工智能技484．控制技术控制技术的功能是根据输入的指令信息（决策信息）对外部事物的运动状态和方式实行干预，是效应器官功能的延伸。4．控制技术控制技术的功能是根据输入的指令信息（决策信息）对49信息技术的发展多媒体化数字化宽带化综合化个人化信息技术的发展多媒体化50一、多媒体化

多媒体化就是要充分利用声音、文字、图形、图象、数据、符号、颜色等来表示信息，以提供声、像、图、文并茂的信息服务。这是人类最乐意接受的信息形式，也是综合业务最完美、最高程度的体现。

一、多媒体化多媒体化就是要充分利用声音51二、数字化

数字化是指在信息的传输过程中，全面使用数字技术。包括数字传输，数字交换，数字终端等。二、数字化数字化是指在信息的传输过程中，52用脉冲传送声音信号在脉冲上附加了杂音脉冲经“再生”后杂音被消除，还原成“干净”的原脉冲（b）数字通信数字交换机数字交换机内藏CODEC内藏CODEC用户线数字中继线用户线（a）模拟通信声音信号附加了杂音的信号

将带有杂音、畸变的信号原封不动传出去用户线模拟中继线用户线模拟交换机模拟交换机用脉冲传送声音信号在53三、宽带化

宽带化是指信息传输速率越来越高，传送容量越来越大。目前，信息技术已跨越（G，n）时代，进入了（T，p）时代，即传输速度从吉比特每秒（Gbit/s）量级发展到太比特每秒（Tbit/s）量级，信息量的存储能力从吉位元（GB）提高到太位元（TB）水平，信息处理速度突破纳秒（ns）门槛，进入皮秒（ps）的境界。三、宽带化宽带化是指信息传输速率越来越高，传送容量54四、综合化

综合化就是把来自各种信息源的业务综合在一个数字网中进行传输。

如许多国家建立的综合业务数字网。分为窄带（N-ISDN）和宽带（B-ISDN）两代。．四、综合化综合化就是把来自各种信息源的业务综合在一55五、个人化

个人化就是要实现个人通信，提供五“W”功能。即：保证任何人（whoever）在任何时间（whenever）、任何地点（wherever）能同任何人（whomeve