2024年信息技术和信息系统

信息技术和信息系统1.1数据、信息和信息技术的基本概念在计算机和信息处理领域，数据、信息是常常使用的概念，它們有著各自的特定内涵。本节将給以简朴简介。1.1.1数据和信息1．数据和信息数据和信息是信息系统中最基本的术語，数据是指记录下来的事实，是客观实体属性的值。数据不仅包括以数量形式体現的属性值，也包括以文字形式体現的属性值。其记载方式可以是多种多样的。例如書面上的文字、卡片上的孔位、商品上印刷的条码、磁盘上磁介质的状态等等。国际原则化组织（ISO）對数据所下的定义是“数据是對事实、概念或指令的壹种特殊体現形式，這种特殊体現形式可以用人工的方式或者用自動化的装置進行通信，翻译转换或者進行加工处理。”根据這個定义，就人类活動而言，常规意义下的数字、文字、图形、声音、图像（静态和活動图像）等，經编码後都被视為数据。信息是构成壹定含义的壹组数据。信息论的奠基人维纳說過：“信息就是信息，不是物质、也不是能量。”“信息是人們在适应外部世界并且使之反作用于外部世界的過程中，同外部世界進行互换内容的名称。”由此可見，信息是對多种事物的特性、事物运動变化的反应，又是事物之间互相作用和联络的表达。當事物之间互相联络、互相作用時就产生了信息。信息以其不停扩展的内涵和外延渗透到人类社會和科學技术的众多领域，且与材料、能源壹起，被列為現代社會和科技发展的3大支柱。信息的增長速度和运用程度，已成為現代社會文明和科技進步的重要標志之壹。壹种事物由于另壹种事物的影响而使自身的某种属性发生变化，從信息的观點来看，是由于该事物從後者得到某种信息。壹般把信息的发生者称為信源，信息的接受者称為信宿，传播信息的媒介称為载体，信源和信宿之间信息互换的途径与设备称為通道。信源和信宿是相對的，這就是說，壹种信源也許就是某個信源的信宿，壹种信宿也也許是壹种新的信源。2．信息的传递信息的传递与能源和物资不壹样，能源与物资在运送時，當发出點发出能源或物资後，发出點既有的数量将減少，它的減少許与接受點所得到的数量相等（假定在运送途中没有损失）。壹定数量的能源或物资，接受點愈多，每個接受點所得到的数量就對应地減少。信息的传递则不壹样，當信源发出信息後，它自身的信息量并不減少，而信宿都可以得到信息。同壹信源可以供应多种信宿，每個信宿都可以得到同样多的信息，并不由于信宿的增長而使得每個信宿所得到的信息減少。信息在传递中的這壹特性使得同壹信息的作用在時间和空间上能得到很大的扩展。3．信息的特性（1）信息必须依附于某种载体進行传播。承载信息的物体称為载体。信息由信源发出後，可以借助于载体以相對独立的形式运動，即信息可以脱离信源進行传播，且在传播過程中可以转换载体而不影响信息的内容。（2）信息是可以识别的。信息可以采用直接观测、比较和间接识别等方式給以识别。（3）信息是可以处理的。信息可以通過壹定的手段進行处理，如扩充、压缩、分解、综合、抽取、排序、决策、发明等。（4）信息可以以不壹样的形式進行传递，還原再現。信息可以通過不壹样的措施進行处理，然後可以用不壹样的形式進行传播，抵达信宿後，通過對应的处理還原再現。例如人与人之间進行信息传递，则以感情、声音、文字、動作、图像、表格等形式，通過视覺、听覺、嗅覺、仪器、仪表和多种传感器来传递和再現。（5）信息是可以共享的。信息具有扩散性，如前所說，同壹信源可以供应多种信宿，因此信息是可以共享的。（6）信息有時效性和時滞性。某些信息在壹定的時间内是有效的信息，在此時间之外就是無效信息。信息如不能及時反应事物的最新变化，其時效性就會減少。任何信息從信源传播到信宿都需要通過壹定的時间。信宿得到的信息都是反应信源已經出現的状态。信息時滞性是与载体运動特性和通道的性质有关。（7）信息是可多次运用的。如前所說信息不會因信宿的多少而減少，并且壹种信息是可以多次被反复运用。（8）信息是可以存储的。信息可以用不壹样的方式存储在不壹样的介质上。人类发明的文字、摄影、录音、录像、各式各样的存储器等都可以進行信息存储。（9）信息是可以转换的。信息可以從壹种形态转换為另壹种形态。如自然信息可转换為語言、文字、图像等形态，也可转换為電信号或代码。（10）信息是有价值的。信息是壹种资源，因而信息是有价值的。信息的价值与信息反应事物的時间快慢有关，反应的時间愈快，信息的价值就愈大。4．信息的形态信息壹般有4种形态：数据、文本、声音、图像。這4种形态又可以互相转化。例如乐谱被乐師演奏，就把图像（乐谱符号）转化成声音；壹幅图画被扫描仪扫描進入计算机，就把图像转化成数字，通過打印机（或绘图仪）又把数字转换成图像；速录師记录了他人的語言，就把声音转化成文本（或数字）。5．信息类型信息可以從不壹样角度被分类。按照重要性可分為战略信息、战术信息和作业信息；按照应用领域可分為管理信息、社會信息、科技信息和軍事信息；按照加工次序可分為壹次信息、二次信息和三次信息等；按照反应形式可分為数字信息、图像信息和声音信息等。6．数据和信息的关系数据和信息既有联络又有区别。数据是记录客观事物的可以被鉴别的符号（或载荷信息的特性符号），其自身并無意义，信息则是数据所蕴含的有关客观事物的知识。数据只有通過处理和解释後并赋予壹定的意义才成為信息。数据可以表达信息，但并不是任何数据都可以表达信息。信息不随载荷它的物理介质变化而变化，数据却否则，由于载体的不壹样，数据的体現形式也可以不壹样。例如同壹数据在壹般紙上、穿孔卡片上、磁盘和光盘上的体現形式是不壹样的。在某些数据处理場所，数据和信息具有相對性，它們既是前壹处理過程的成果（信息），又是下壹处理過程的数据。如图1-1所示。图1-1数据与信息的关系1.1.2信息处理信息处理（InformationProcessing）是指获取原始信息，采用某种措施和设备，按壹定的目的和环节對原始信息進行加工，使之转变成為可运用的有效信息過程的總称。可見，信息处理包括了信息的采集（获取）、存储、加工和传播。1．信息的采集信息的采集是信息处理链中的第壹种基本环节。没有好的信息采集技术，信息处理過程就會成為無米之炊，無本之木。信息采集過程壹般分為三個阶段：=1\*GB3①信息的识别，以得到對的的信息。=2\*GB3②根据不壹样的目的需求，采用不壹样的信息采集措施進行信息的采集。=3\*GB3③信息的体現，采用文字或符号、数字或编码和声像三种信息体現形式對采集到的信息進行体現。2．信息的存储采集到的信息根据需要進行存储。信息存储中需要确定存储的内容、存储的時间、存储的方式及存储的介质。3．信息的加工現今信息的加工是指以计算机為工具對信息進行鉴别、选择、比较、分类、归并、查询、记录、预测、模拟以及進行多种数學计算等工作，使采集到的信息成為有用的信息。4．信息的传播信息的传播是运用装置和设备，实現信息有目的流動，满足人們對信息的需求。1.1.3信息技术信息技术是現代高技术中发展最快的具有带頭性作用的技术，它正在把人类数仟年来的种种梦想变成現实，并為信息能在當今社會政治經济发展中发挥关键作用提供了必不可少的支撑条件。正因如此，研究、開发运用信息技术就成了我們這個時代的重要特性。1．信息技术定义信息技术定义有多种。下面是某些常用的信息技术定义。信息技术就是可以扩展人的信息器官功能的壹类技术。信息技术是指可以完毕信息的获取、传递、加工、再生和施用等功能的壹类技术。信息技术是应用信息科學的原理和措施有效地运用信息资源的技术体系。信息技术也許是机械的，也也許是激光的；也許是電子的，也也許是生物的。現今人們更趋向用“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。它們分别延伸了人体的信息器官：感覺器官、神經网络、思维器官、效应器官。”来定义信息技术。感测技术包括测量技术和传感技术，如遥感和遥测技术等。感测技术的任务是延長人的感覺器官搜集信息的功能，使人們可以更好地從外部世界获取多种有用的信息。人类捕捉信息壹般用眼、耳、鼻、舌和身几种感覺器官。伴随光學技术和電子技术的发展，借助于观测仪器可以获取更多、更微小、更精确的信息。如使用放大镜、显微镜、望遠镜、摄影机、摄像机、侦察卫星和扫描仪等协助我們识别微小的、遥遠的或高速运動的物体；電话机、收音机、声波测量仪等则可以看做是人耳功能的延伸；電子鼻以及其他测量多种气味的装置可以看做是人的嗅覺器官功能的延伸；温度表、湿度表以及多种测量振動、压力的仪表可以看做是人的皮肤温度感覺和压力感覺功能的延伸。現代感测技术设备，不仅能替代人的感覺器官捕捉多种信息，并且還能從人力不及的微观世界和宏观世界以中获取信息。上述這些技术使人类更以便和更精确地從外部世界获得信息。此外，現代感测技术捕捉的信息常常是精确的数字化数据，尤其适合于電子计算机处理。图1-2描述了人的信息器官和与之相對应的信息技术。图1-2信息器官与信息技术對应关系在當今和未来信息社會中，通信是人們获取、传递、互换和分派信息的重要手段。通信技术是人們传导神經网络功能的延長，包括信息的空间传递和時间传递技术，它是人們能更有效地运用信息资源的技术。信息只有通過交流才能发挥效益。信息的交流直接影响著人类的生活和社會的发展。人类历史上曾用烽火狼烟、击鼓飞鸿和飞馬传書等措施传递信息，到了近代才開始使用電报、電话、電视和广播等通信手段。近几拾年，微波、光缆、卫星和计算机网络、手持移動通信等通信技术的迅猛发展，使得“任何人可以在任何時间、任何地方同任何人通信”的時代已經到来。智能技术包括计算机技术、人工智能技术和人工神經网络技术等。智能技术是人們思维器官处理信息和决策能力的延長，使人們能更好地加工和再生信息。作為壹门新兴的技术，计算机技术在短短的几拾年内获得了空前的发展，其应用已渗透到社會生产、生活的各個方面。计算机技术的应用不仅正在变化著人类生产和生活的方式，并且在壹定程度上决定著許多學科的新发展。人工神經网络是由大量简朴的神經元互相连接而成的自适应非线性動态系统，其作為生物控制论的壹种成果，其触角几乎已延伸到各個工程领域。图1-3描述了智能技术在社會生产中的作用。图1-3智能技术在社會生产中的作用控制技术则根据输入的指令信息（决策信息）對外部事物的运動状态和方式進行干预，即信息施效。控制技术是效应器官的延長，包括壹般的伺服调整技术和自動控制技术，其目的是更好地应用信息，使信息可以在改造自然的過程中发挥作用。感测、通信、智能和控制這4大技术在信息系统中虽然各司其职，不過從技术要素层次上看，它們又是互相包括、互相交叉、互相融合的。感测、通信、智能都离不開控制；感测、智能、控制也都离不開通信；感测、通信、控制更是离不開智能。2．信息技术的分类按照信息技术与否可转化為实物形态，可将其划分為“硬”信息技术和“软”信息技术两大类。前者壹般是指多种已經或即将转化為信息设备的信息技术，如复印机、计算机、通信卫星等；後者壹般是指那些人类在長期從事信息活動過程中积累而形成的有关信息处理的經验、知识、措施与技能，如語言、文字、信息压缩技术、信息组织技术、记录技术、预测技术、决策技术等。按照专业信息工作的基本环节可将信息技术划分為信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息检索技术、信息加工技术、信息原则化技术。信息获取技术是把人們的感覺器官不能精确感知或不能感知的信息转化為人能感知的信息，如显微镜、望遠镜、气象卫星、行星探测器、温度计等；信息存贮技术是指跨越時间保留信息的技术，如印刷术、摄影术、录音机、录像机、磁盘、光盘等；信息检索技术是精确、迅速地從信息库中找出所需信息的技术，或称技巧、方略、措施，它重要包括手工检索技术、机械检索技术和電子计算机检索技术3大类，信息加工技术是對信息進行分类、排序、转换、压缩、扩充等的技术，老式的信息加工重要是通過人脑和手工来進行，電子计算机的发明与使用逐渐变化了這种状况，目前它已成信息加工的重要工具；信息原则化技术是使信息获取、传递、存储、检索、加工等环节有效衔接的技术，如文献原则、中文编码、检索語言等。按照人們平常所使用的信息设备的种类或其用途可将信息技术划分為電话技术、電报技术、電视技术、广播技术、缩微技术、复制技术、卫星技术、電子计算机技术等众多的门类。從信息系统功能的角度可将信息技术划分為信息输入输出技术、信息描述技术、信息存贮检索技术、信息处理技术、信息传播技术。根据人的信息器官种类来划分，這是壹种比较科學的分类措施。人的信息器官大体可分為4类：壹是感覺器官，包括视覺、听覺、嗅覺、味覺、触覺等器官，此类器官的重要任务是获取外界事物的信息；二是神經器官，包括导入神經网络、中间传导神經网络和导出神經网络，通過导入神經网络把感覺器官获得的信息传递給思维器官，通過导出神經网络把思维器官加工产生的信息传递給效应等器官；三是思维器官，即人的大脑，它可以對传入其中的信息進行记忆、比较、运算、分析、推理并以這些成果為根据進行决策、指挥；四是效应器官，包括操作器官（手）、行走器官（脚）、語言器官（喉、舌、嘴）等，它們重要是执行思维器官发出的指令信息或是通過語言器官把大脑产生的信息体現出来以使這些信息對外发挥作用。与此相對应，信息技术就有感测技术、通信技术、智能技术和控制技术之分。1.2信息系统1.2.1信息系统的概念信息系统是与信息加工，信息传递，信息存贮以及信息运用等有关的系统。任何壹类信息系统都是由信源、信道和信宿（通信终端）三者构成。先前的信息系统并不波及计算机等現代技术，不過，現代通信与计算机技术的发展，使信息系统的处理能力得到很大的提高。目前多种信息系统中已經离不開現代通信与计算机技术，我們目前所說的信息系统壹般均指人、机共存的系统。信息系统壹般包括数据处理系统，管理信息系统、决策支持系统和办公自動化系统。数据处理系统是由设备、措施、過程，以及人所构成并完毕特定的数据处理功能的系统。它包括對数据進行搜集、存储、传播或变换等過程，如数据的识别、复制、比较、分类、压缩、变形及计算等。管理信息系统是搜集、存储和分析信息，并向组织中的管理人员提供有用信息的系统。它的特點是面向管理工作，提供管理所需要的多种信息。按照管理信息系统所面向的管理工作的级别，可以分為面向高层管理、面向中层管理和面向各操作级管理3种类型。按其组织和存取数据的方式，可以分為文献系统和数据库系统。按其处理作业方式，可以分為批处理和实時处理系统。按其各部分之间的联络方式，可以分集中式和分布式两种类型。决策支持系统是把数据处理的功能和多种模型等决策工具結合起来，以协助决策的電子计算机信息处理系统。它可以在复杂的迅速变化的外部环境中，給各级管理人员或决策者提供有关的信息资料，并协助决策者制定和分析决策。决策支持系统使用的電子计算机技术是数据库、模型库以及也許進行实時处理的计算机网络系统。办公自動化系统是由计算机、办公自動化软件、通信网络、工作站等设备构成使办公過程实現自動化的系统。计算机是整個系统的关键，包括硬件设备、操作系统、数据库和网络软件等。办公自動化软件具有办公、信息管理以及决策支持等功能。通信网络：可采用局域网、以太网或其他网络，以适于不壹样部门、不壹样区域的需要。工作站：可以是简朴的字符终端或图形终端，也可以是数据、文字、图像、語音相結合的多功能的工作站，壹种比较完整的办公自動化系统具有信息采集、信息加工、信息传播、信息保留4個基本环节，其关键任务是向它的各层次的办公人员提供所需的信息，因此该系统综合体現了人、机、信息资源三者之间的关系。1.2.2信息系统的发展在近半個世纪人类文明進步的历程中，信息系统饰演了壹种至关重要的角色，大到国家政府机关办公、高科技研究，小到個人事务处理等，信息系统為他們节省時空，提高效率。從20世纪60年代信息系统产生以来，信息系统經历了電子处理系统、管理信息系统、决策支持系统和专家系统几种阶段。我們所生存的世界已經走入壹种新的時代——知识經济時代。在知识經济時代，以知识為中心，知识成為最高生产力，成為财富和文明的源泉、動力；成為生产的发明、创立、创新力量。运用知识，我們可以提高工作人员的自身素质，提高专业技能和专家知识的运用效率。知识經济對信息系统提出了時代规定，新型的信息系统即知识管理系统应运而生。知识管理，简朴地說就是對壹种组织所拥有的和所能接触到的知识资源，怎样進行识别、获取、评价，從而充足有效地发挥作用的管理過程。這個過程的实現离不開信息系统的支持。在這個過程中，知识管理的基本活動都要在信息系统上展開，首先将获得的知识以文献的形式存入信息系统中，然後通過信息加工工具将知识分类，组合，以产生新的知识，最终通過网络通信系统将新知识分派給组织组员，使知识真正转化為生产力。知识管理系统作為信息系统发展的新阶段，目前仍是壹种新的研究领域。但伴随管理理论和信息技术的发展，尤其是人們观念的更新，知识管理系统将會逐渐完善与成熟起来。1.3网络信息信息技术的飞速发展，带来了全球信息资源不可逆转的网络化发展趋势。當今，世界上任何地點、任何時候发生的事件，即刻可以传播到世界的任何壹种角落，這壹切都归功于网络Internet的飞速发展。Internet上的网络信息资源极其丰富多彩。人們從网络中得到信息，反之又更新了信息。网络信息资源与老式形式的信息资源相比，其记录载体、体現形式以及传播手段等有本质上的不壹样，其最明显的特性是以数字化形式存贮于网络节點中。网络信息具有如下的特點。1．内容上的特點信息数量上的海量化。每天世界各地的成仟上萬条信息随時随地的被添加到网络上，与以往的信息构成了世界最大的、以最快的速度更新扩充的数据库。网络信息资源以几何指数增長。种类上繁多。在信息网络中流動的信息，除文本信息外，還包括大量的非文本信息，如图形、图像、声音信息等。信息展現出多类型、多媒体、非规范、跨地理、跨語种等特點。信息资源既分布開放，又互相关联。网络信息被寄存在网络计算机上，首先信息资源分布分散、開放，显得無序化；另首先由于网络特有超文本链接方式，强大的检索功能，使得内容之间又有极强的关联程度。2．形式上的特點信息的非线性。信息的非线性编排是超文本技术的壹大特性，在這种特性下，信息组织成某种网状构造。浏览超文本信息時可根据需要，或以线性次序依次翻阅，或沿著信息單元之间的链接進行浏览。信息的交互性。网络信息资源中基于電子平台、数字编码基础上的新型信息组织形式——多媒体不仅集中了語言、非語言两类符号，并且又超越了老式的信息组织方式。它能從壹种媒介流動到另壹种媒介；它能以不壹样的方式述說同壹件事情；它能触感人类的不壹样感官經验。多媒体本质上是互動的媒体。信息的動态性。信息的展現方式從開始的静态文本格式发展到現今動态多模式的链接。3．效用上的特點信息的共享性。Internet信息除了具有壹般意义上的信息资源的共享性外，還体現為壹种Internet网页可供所有的Internet顾客随時访問，不存在老式媒体信息由于副本数量的限制所产生的信息不能获取現象。信息的時效性。网络信息的時效性遠遠超過其他任何壹种信息，网络媒体的信息传播速度及影响范围使得信息的時效性增强。网络信息增長速度快，更新频率高也是其他媒体信息所不能企及的。Internet信息都是以网页的形式展現，所有的信息均有壹种详细的URL地址或IP地址作為ID区别与其他网上信息的標志，這是不壹样于其他数字或電子信息的。信息的强转移性。网络环境下的信息转化是高效的，這就使信息资源得以充足运用。信息的强选择性。网上信息比老式信息具有更强的可选择性。信息的高增值性。由于网络信息资源具有共享性、時效性、强转移性、强选择性，使得它是壹种成本低，产出高的可再生资源，具有高增值性。1.4信息安全及法规1.4.1信息安全1．信息安全概念信息安全（InformationSecurity）是指信息的保密性（confidentiality）、完整性（integrity）和可用性（availability）的保持。信息的保密性是指保障信息仅仅為那些被授权使用的人获取。保密性针對信息被容許访問（access）對象的多少而不壹样，所有人员都可以访問的信息為公開信息，需要限制访問的信息壹般為敏感信息或秘密，秘密可以根据信息的重要性及保密规定分為不壹样的密级，例如国家根据秘密泄露對国家經济、安全利益产生的影响（後果）不壹样，将国家秘密分為秘密、机密和绝密3個等级。對于详细的保密信息是有時效性的，秘密信息到期将會解密。信息的完整性是指保护信息及其处理措施的精确性和完整性。首先是指信息在运用、传播、贮存等過程中不被篡改、丢失、缺损等，另首先是指信