信息、信息科学与信息技术.ppt

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1、信息技术导论信息技术导论主讲教师主讲教师:郑蔚郑蔚2第一章第一章信息、信息科学与信息技术信息、信息科学与信息技术2 2 学时学时第二章第二章计算与计算科学1.5 学时第三章第三章信息处理机器：计算机系统3 学时第四章第四章计算机软件系统 3 学时第五章第五章信息媒体的表示及数字化1.5 学时第六章第六章数据的组织结构与算法3 学时第七章第七章数据库技术3 学时第八章第八章信息的传输计算机通信与网络技术3 学时第九章第九章信息资源管理3 学时第十章第十章信息资源管理3 学时第十一章第十一章 信息系统安全与保护3 学时 信息技术导论信息技术导论共共5454学时，其中理论学时学时，其中理论学时272

2、7，实验学时，实验学时2727，理论学时分配如下：，理论学时分配如下：课程学时分配课程学时分配纲要纲要第第1 1章章 信息、信息科学与信息技术信息、信息科学与信息技术1.1 1.1 探索信息的真谛探索信息的真谛1.2 1.2 信息科学信息科学1.3 1.3 信息技术信息技术1.4 1.4 信息科学（技术）与相关学科的关系信息科学（技术）与相关学科的关系3一、一、教学目的教学目的1了解信息的来源和发展历史；了解信息科学与信息技术了解信息的来源和发展历史；了解信息科学与信息技术的基本概念的基本概念2掌握信息的概念、数据、消息、信号与信息的区别。掌握信息的概念、数据、消息、信号与信息的区别。3掌握信

3、息技术的核心及支撑技术。掌握信息技术的核心及支撑技术。二二、教学重点及难点、教学重点及难点1重点：数据、消息、信号与信息的区别；信息技术的核重点：数据、消息、信号与信息的区别；信息技术的核心及支撑技术。心及支撑技术。2难点：信息的概念及度量。难点：信息的概念及度量。41.1 1.1 探索信息的真谛探索信息的真谛p什么是信息什么是信息？n就一般意义而言，信息可以理解成消息、情报、知识、就一般意义而言，信息可以理解成消息、情报、知识、见闻、通知、报告、事实、数据等等。见闻、通知、报告、事实、数据等等。51.1 1.1 探索信息的真谛探索信息的真谛 最早对信息进行科学定义的是最早对信息进行科学定义的

4、是哈特莱哈特莱（Ralph V.L.Ralph V.L.HartleyHartley）。他在）。他在19281928年发表的年发表的信息传输信息传输一文中，首先一文中，首先提出信息这一概念。他认为，提出信息这一概念。他认为，信息就是他在通信符号表中选信息就是他在通信符号表中选择符号的具体方式，并主张用所选择的自由度来度量信息择符号的具体方式，并主张用所选择的自由度来度量信息。哈特莱首先提出消息是代码、符号而不是信息内容能够本身，哈特莱首先提出消息是代码、符号而不是信息内容能够本身，使信息与消息区分开来。使信息与消息区分开来。他的思想和研究结果，为信息论的他的思想和研究结果，为信息论的创立奠定了

5、基础。创立奠定了基础。6香农香农（Claude Elwood Claude Elwood Shannon)Shannon)19161916年年4 4月月3030日出生日出生于美国密歇根州，于美国密歇根州，20012001年年2 2月月2626日去世。日去世。美国数学家、信息美国数学家、信息论的创始人。论的创始人。信息信息就是不确定性的消除量。信就是不确定性的消除量。信息量即不确定性减少的程度。息量即不确定性减少的程度。信息信息被看作是用以消除信宿被看作是用以消除信宿(信息的接受者信息的接受者)对于信源对于信源(信息信息的发出者的发出者)发出消息的不确定性。发出消息的不确定性。香农香农还用概率统

6、计的数学还用概率统计的数学方法，来度量不确定性被消除的量的大小。方法，来度量不确定性被消除的量的大小。1.11.1 探索信息的真谛探索信息的真谛71.1 1.1 探索信息的真谛探索信息的真谛维纳维纳18941894年年1111月月2626日生于密苏日生于密苏里州的哥伦比亚，里州的哥伦比亚，19641964年年3 3月月1818日去世。日去世。美国数学家，控制美国数学家，控制论的创始人。论的创始人。信息信息就是在人们在适应外部世就是在人们在适应外部世界，并且使这种适应反作用于界，并且使这种适应反作用于外部世界的过程中，外部世界的过程中，同外部世同外部世界进行交换的内容的名称。界进行交换的内容的名

7、称。8意大利学者朗格意大利学者朗格(G.Longe):(G.Longe):信息是事物之间的差异，而不是信息是事物之间的差异，而不是事物本身。即信息是反映事物的形式、关系和差别的东西。事物本身。即信息是反映事物的形式、关系和差别的东西。包含在事物的差异之中。包含在事物的差异之中。所谓信息量就是对事物差异度的所谓信息量就是对事物差异度的量度量度。钟义信钟义信:信息是事物的运动状态和过程以及关于这种状态和信息是事物的运动状态和过程以及关于这种状态和过程的知识。过程的知识。1.1 1.1 探索信息的真谛探索信息的真谛91.1 1.1 探索信息的真谛探索信息的真谛 1.1.1 1.1.1 什么是信息什么

8、是信息 随着时间的推移，时代赋予了信息新的含义，信息随着时间的推移，时代赋予了信息新的含义，信息是一个是一个动态动态的概念。的概念。现代现代“信息信息”的概念，已经与半导的概念，已经与半导体技术、微电子技术、计算机技术、通讯技术、网络技体技术、微电子技术、计算机技术、通讯技术、网络技术、多媒体技术、信息服务业、信息产业、信息经济、术、多媒体技术、信息服务业、信息产业、信息经济、信息化社会、信息管理、信息论等含义紧密地联系在一信息化社会、信息管理、信息论等含义紧密地联系在一起起。最典型的应用是广告。最典型的应用是广告。10 香香农农的研究成果的研究成果标标志着信息志着信息论论（Informati

9、on TheoryInformation Theory）的）的诞诞生。生。香香农农提出的信息提出的信息论论是关于通是关于通讯讯技技术术的理的理论论，它是以数学方法，它是以数学方法研究通研究通讯讯技技术术中关于信息的中关于信息的传输传输和和变换规变换规律的一律的一门门科学。所以，科学。所以，人人们们又将其称又将其称为为狭狭义义信息信息论论，或经典信息论，或经典信息论。信息信息论发论发展的第二个展的第二个阶阶段是段是一般信息一般信息论论。一般信息。一般信息论论特特别别关心信号被噪音干关心信号被噪音干扰时扰时的的处处理理问题问题。信息信息论发论发展的第三个展的第三个阶阶段是段是广广义义信息信息论论。

10、它以各种系它以各种系统统、各各门门学科中的信息学科中的信息为对为对象，广泛地研究信息的本象，广泛地研究信息的本质质和特点，以及和特点，以及信息的信息的获获取、取、计计量、量、传输传输、处处理、控制和利用的一般理、控制和利用的一般规规律。律。1.1.2 1.1.2 从信息论到信息科学从信息论到信息科学11香农认为：香农认为：信息是有秩序的量度，是人们对事物了解的不确信息是有秩序的量度，是人们对事物了解的不确定性的消除或减少。定性的消除或减少。信息是对组织程度的一种测度，信息信息是对组织程度的一种测度，信息能使物质系统有序性增强，减少破坏、混乱和噪音。能使物质系统有序性增强，减少破坏、混乱和噪音。

11、香农引入：香农引入：“熵熵”表示一个系统的无组织程度表示一个系统的无组织程度。而一个系而一个系统中的信息量是它的组织化程度的度量，这说明统中的信息量是它的组织化程度的度量，这说明信息与熵信息与熵恰好是一个相反的量，信息是负熵，恰好是一个相反的量，信息是负熵，所以信息量的公式中所以信息量的公式中有负号，它表示系统获得信息后无序状态的减少或消除。有负号，它表示系统获得信息后无序状态的减少或消除。1.1.3 1.1.3 香农对信息的定义香农对信息的定义12n由于信息源发出的消息是随机的，可以用随机变量来表示。由于信息源发出的消息是随机的，可以用随机变量来表示。如果用符号如果用符号 表示信息源发出的信

12、息，假设事件的基本空间表示信息源发出的信息，假设事件的基本空间 包含包含 m m个元素，即个元素，即 =x1,x2,xmx1,x2,xm,且每一个等可能值且每一个等可能值的概率为：的概率为：n P P（X=xiX=xi）=p i=1,2,m =p i=1,2,m n那么定义一个随机事件那么定义一个随机事件 所含的信息量称为所含的信息量称为x x的自信息量，即：的自信息量，即：（公式公式1-11-1）1.1.4 1.1.4 信息的度量信息的度量13n 只能表示信息源发出的某一特定消息只能表示信息源发出的某一特定消息x x的自信息量，而对于不同的自信息量，而对于不同的消息则有不同的自信息量，所以的

13、消息则有不同的自信息量，所以 不足以作为整个信息源不足以作为整个信息源的总体信息测度，那么可以定义平均信息量来作为信息总体的测度，的总体信息测度，那么可以定义平均信息量来作为信息总体的测度，即信息熵。即信息熵。n设设X X为一离散随机变量，在集合为一离散随机变量，在集合 中取值，其概中取值，其概率分布为：率分布为：1.1.4 1.1.4 信息的度量信息的度量14n信息熵：信息熵：是从整个信息源的统计特性来考虑的，它从是从整个信息源的统计特性来考虑的，它从平均的意义上来表示信息源的总体信息测度，它表示平均的意义上来表示信息源的总体信息测度，它表示信息源信息源 X X 在没有发出消息以前，信宿对信

14、息源在没有发出消息以前，信宿对信息源 X X 存存在着平均不确定性。香农的信息度量公式排除了对信在着平均不确定性。香农的信息度量公式排除了对信息主观上的含意。根据上述公式，同样一个消息对任息主观上的含意。根据上述公式，同样一个消息对任何一个收信者来说，所得到的信息量都是一样的。何一个收信者来说，所得到的信息量都是一样的。1.1.4 1.1.4 信息的度量信息的度量15以上就是香农关于信息的度量。通常也称为概率信息。它以上就是香农关于信息的度量。通常也称为概率信息。它是一个科学的定义，有明确的数学模型和定量计算。在公是一个科学的定义，有明确的数学模型和定量计算。在公式中，对数的底数从理论上而言可

15、以取任何数。当底数为式中，对数的底数从理论上而言可以取任何数。当底数为2 2时，信息的计量单位为比特（时，信息的计量单位为比特（bitbit），即二进制单位。），即二进制单位。1.1.4 1.1.4 信息的度量信息的度量16n首先，香农对信息的定义的出发点是假定事物状态可以首先，香农对信息的定义的出发点是假定事物状态可以用一个以经典集合论为基础的概率模型来描述。然而实用一个以经典集合论为基础的概率模型来描述。然而实际存在的某些事物运动状态要际存在的某些事物运动状态要寻找一个合适的概率模型寻找一个合适的概率模型往往是非常困难的往往是非常困难的。n其次，这个定义和度量考虑收信者的主观特性和主观意其

16、次，这个定义和度量考虑收信者的主观特性和主观意义，也撇开了信息的具体含义、具体用途、重要程度和义，也撇开了信息的具体含义、具体用途、重要程度和引起后果等因素。引起后果等因素。1.1.5 1.1.5 香农信息论的局限性香农信息论的局限性17n以上问题的出现，主要是由于狭义信息论没有解决信以上问题的出现，主要是由于狭义信息论没有解决信息的语义问题和有效性问题。语义信息是指当认知主息的语义问题和有效性问题。语义信息是指当认知主体在获得信息时，不仅要知道体在获得信息时，不仅要知道“是什么形式是什么形式”，而且，而且还要理解还要理解“是什么意思是什么意思”。也就是说，信息的具体含。也就是说，信息的具体含

17、义是什么。香农定义并没有解决语义信息的度量问题。义是什么。香农定义并没有解决语义信息的度量问题。这样，它的适用范围就受到严重的限制。这样，它的适用范围就受到严重的限制。1.1.5 1.1.5 香农信息论的局限性香农信息论的局限性181.1.数据数据数据是对客观实体的一种描述形式，是信息的载体。数据是对客观实体的一种描述形式，是信息的载体。数据（原材料木头）与信息（加工以形成的结构）的关系数据（原材料木头）与信息（加工以形成的结构）的关系数据是未加工的信息，信息是数据的内容或诠释。数据是未加工的信息，信息是数据的内容或诠释。将数据加工为信息的过程即信息加工或处理。将数据加工为信息的过程即信息加工

18、或处理。1.1.6 1.1.6 数据、消息、信号与信息的区别数据、消息、信号与信息的区别192.消息消息在通信过程中，信息总是经过编码在通信过程中，信息总是经过编码(符号化符号化)成为消息成为消息以后，才能经由媒介传播的，以后，才能经由媒介传播的，而信息的接收者收到信而信息的接收者收到信息后，总是要经过译码息后，总是要经过译码(解读解读)才获取其中的信息。才获取其中的信息。信息是包含在消息中的抽象量，消息是具体的，其中信息是包含在消息中的抽象量，消息是具体的，其中蕴涵着信息。蕴涵着信息。1.1.6 1.1.6 数据、消息、信号与信息的区别数据、消息、信号与信息的区别203.3.信号信号消息消息

19、须变换成适合信道传输的物理量，这种物理量即须变换成适合信道传输的物理量，这种物理量即信信号。号。信号携带消息，是消息的运载工具。信号携带消息，是消息的运载工具。信号是数据的电磁或光脉冲编码。信号是数据的电磁或光脉冲编码。信号可以分为模拟信号和数字信号。信号可以分为模拟信号和数字信号。p模拟信号是一种随时间而连续变化的信号。模拟信号是一种随时间而连续变化的信号。p数字信号则是在时间上的一种离散信号。数字信号则是在时间上的一种离散信号。1.1.6 1.1.6 数据、消息、信号与信息的区别数据、消息、信号与信息的区别211.2 1.2 信息科学信息科学p1.2.1 1.2.1 科学的定义科学的定义n

20、达尔文对科学的定义：达尔文对科学的定义：“就是整理事实，从中发现规律，就是整理事实，从中发现规律，做出结论。做出结论。”n规律规律则是指客观则是指客观科学科学事物之间内在的本质的必然联系。事物之间内在的本质的必然联系。n一般地说：是人类认识客观世界的知识，但并不是任何关一般地说：是人类认识客观世界的知识，但并不是任何关于客观世界的知识都是科学。科学包括自然科学、社会科于客观世界的知识都是科学。科学包括自然科学、社会科学。学。22n科学：科学：是指探知事物的本质、特征、内在规律以及与其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。他事物的联系。是关于自然、社会和思维的发展与变化是关于自

21、然、社会和思维的发展与变化规律的知识体系。规律的知识体系。n技术：技术：则是运用科学规律解决实现某一目的的手段和方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。种工艺操作方法、技能和技巧。n工程：工程：是指将科学原理应用到工农业等生产部门中去而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。形成的各门学科的总称。1.2.2 1.2.2 科学、技术与工程的界定科学、技术与工程的界定23n信息和控制是信息科学的基础和核心。信息和控制是信息科学的基础和核心。n关于什

22、么是信息科学（关于什么是信息科学（Information scienceInformation science），有着不同的定义：），有着不同的定义：u定义定义1 1：信息科学是研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、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、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生物和人文等基础学科的新兴与综合性学科”。u定义定义2 2：以信息为主要研究对象，以信息的以信息为主要研究对象，以信息的运动规律运动规律和和应用方法应用方法为为主要研究内容，

23、以主要研究内容，以计算机等技术计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息为主要研究工具，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。功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。1.2.3 1.2.3 信息科学信息科学24n可将信息科学研究的基本内容归纳为五个方面：可将信息科学研究的基本内容归纳为五个方面：(1)(1)探讨信息的基本概念和本质。探讨信息的基本概念和本质。（物质或精神范畴的问题）（物质或精神范畴的问题）(2)(2)研究信息的数值度量方法。研究信息的数值度量方法。（信息的度量方法）（信息的度量方法）(3)(3)阐明信息感知、识别、变换、传递、存储、检索、处理、再阐明信息感知、识

24、别、变换、传递、存储、检索、处理、再生、表示、施效生、表示、施效(控制控制)等过程的一般规律。等过程的一般规律。（信息的运动规（信息的运动规律）律）(4)(4)揭示利用信息来描述系统和优化系统的方法和原理揭示利用信息来描述系统和优化系统的方法和原理（控制论：（控制论：包括信息仿生学和人工智能）包括信息仿生学和人工智能）(5)(5)寻求通过加工信息来生成智能的机制和途径。寻求通过加工信息来生成智能的机制和途径。（系统论：包（系统论：包括运筹学、系统工程、耗散结构和协同学）括运筹学、系统工程、耗散结构和协同学）1.2.4 1.2.4 信息科学的研究内容与体系信息科学的研究内容与体系25p从信息科学

25、的研究内容来划分，我们可以将信息科学的基本科从信息科学的研究内容来划分，我们可以将信息科学的基本科学体系分为三个层次（图学体系分为三个层次（图1-61-6）：）：n信息科学的哲学层次，其中包括信息的哲学本质、智能的哲学信息科学的哲学层次，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。智能的关系等等。n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。论。n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信息科学的

26、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。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。1.2.4 1.2.4 信息科学的研究内容与体系信息科学的研究内容与体系26图图1-6 信息科学体系的三个层次信息科学体系的三个层次这样，这样，信息哲学、基础理论和技术应用三者就构信息哲学、基础理论和技术应用三者就构成了成了个和谐的学科体系。个和谐的学科体系。271.2.4 1.2.4 信息科学的研究内容与体系信息科学的研究内容与体系1.3 1.3 信息技术信息技术p1.3.1 1.3.1 信息技术的定义信息技术的定义n人们对信息技术的定义

27、，因其使用的目的、范围、层次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：不同而有不同的表述：u定义定义1 1：信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、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、分析和利用等的变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。技术。u定义定义2 2：现代信息技术现代信息技术“以计算机技术、微电子技术和以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征通信技术为特征”。28n定义定义3 3：信息技术是指在计算机和通信技术支持下用以获取、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

28、、数值、图像以及声音信加工、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。称。n定义定义4 4：信息技术指信息技术指“应用在信息加工和处理中的科学，技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。等诸种事物。”1.3.1 1.3.1 信息技术的定义信息技术的定义29n定义

29、定义5 5：信息技术包括信息传递过程中的各个方面，即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、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。提取、控制、加工和利用等技术。n定义定义6 6：从技术的本质意义上讲，信息技术就是能够扩：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。展人的信息器官功能的一类技术。1.3.1 1.3.1 信息技术的定义信息技术的定义30p人类的信息器官与功能人类的信息器官与功能n人的信息器官主要包括以下四类：（如图人的信息器官主要包括以下四类：（如图1-71-7所示）所

30、示）u感觉器官：感觉器官：包括视觉器官、听觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触包括视觉器官、听觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触觉器官和平衡感觉器官等；觉器官和平衡感觉器官等；u传导神经网络：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；它又可以分为导入神经网络利导出神经网络等；u思维器官：思维器官：包括记忆系统、联想系统、分析推理和决策系统等；包括记忆系统、联想系统、分析推理和决策系统等；u效应器官：效应器官：包括操作器官包括操作器官(手手)、行走器官、行走器官(脚脚)和语言器官和语言器官(口口)等。等。1.3.2 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术扩展人类的信息器官功能的信息技术

31、311.3.2 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术扩展人类的信息器官功能的信息技术322.2.信息技术的信息技术的“四基元四基元”n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，这就是信息技术的四项基本内容，这就是“信息技术四基元信息技术四基元”，即：，即：(1)(1)感测技术感测技术感觉器官感觉器官(视、听、嗅、味、触、平衡视、听、嗅、味、触、平衡)功能的延功能的延长。长。(2)(2)通信技术通信技术传导神经网络传导神经网络(导入、导出导入、导出)功能的延长。功能的延长。(3)(3)计算机和智能技

32、术计算机和智能技术思维器官思维器官(记忆、联想、分析、推理、记忆、联想、分析、推理、决策决策)功能的延长。功能的延长。(4)(4)控制技术控制技术效应器官效应器官(手、脚、口手、脚、口)功能的延长。功能的延长。1.3.2 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术扩展人类的信息器官功能的信息技术33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。图扩展人的智力功能的任务。图1-81-8示出了它们

33、之间的这种联系。示出了它们之间的这种联系。1.3.2 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术扩展人类的信息器官功能的信息技术34p于是，由上面给出的信息技术的定义于是，由上面给出的信息技术的定义6 6还可以引出两个比还可以引出两个比较具体的定义，即：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施用等功能的类技术；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。的整体。351.3.2 1.3.2 扩展人类的信息器官功能的信息技术扩展人类的

34、信息器官功能的信息技术n迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技术革命。迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技术革命。u第一次革命第一次革命是人类创造了是人类创造了语言语言和和文字文字，接着出现了，接着出现了文文献献。u第二次革命第二次革命是是造纸造纸和和印刷术印刷术的出现。的出现。u第三次革命第三次革命是电报、电话、电视及其他是电报、电话、电视及其他通讯技术通讯技术的发的发明和应用。明和应用。u第四次革命第四次革命是是电子计算机电子计算机和现代通讯技术在信息工作和现代通讯技术在信息工作中的应用。中的应用。1.3.3 1.3.3 信息技术的发展信息技术的发展36n信息技术的核心技术就是它的信息技

35、术的核心技术就是它的“四基元四基元”：计算机与智能：计算机与智能技术、通信技术、感测技术及控制技术。技术、通信技术、感测技术及控制技术。1.1.计算机与智能技术计算机与智能技术1.3.4 1.3.4 信息技术的核心及支撑技术信息技术的核心及支撑技术37p2.2.通信技术通信技术n现代通信技术主要包括数字通信、卫星通信、微波通信、光现代通信技术主要包括数字通信、卫星通信、微波通信、光纤通信等。纤通信等。图图1-11 卫星通信卫星通信1.3.4 1.3.4 信息技术的核心及支撑技术信息技术的核心及支撑技术383.3.传感技术传感技术 是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、是测量技术、半

36、导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高技术密集型前沿技术之一。众多学科相互交叉的综合性高技术密集型前沿技术之一。1.3.4 1.3.4 信息技术的核心及支撑技术信息技术的核心及支撑技术39p4.控制技术控制技术 计算机控制技术是计算机与控制理论、自动计算机控制技术是计算机与控制理论、自动化技术相结合的产物。化技术相结合的产物。图图1-13 控制系统框图控制系统框图1.3.4 1.3.4 信息技术的核心及支撑技术信息技术的核心及支撑技术404.4.智能控制技术智能控制技术当

37、前主要包括以下几个方面：当前主要包括以下几个方面：模糊控制技术模糊控制技术 专家控制技术专家控制技术 机器学习技术机器学习技术1.3.4 1.3.4 信息技术的核心及支撑技术信息技术的核心及支撑技术415.5.信息技术主要支撑技术信息技术主要支撑技术微电子技术微电子技术信息技术的发展必须具备两个基本的条信息技术的发展必须具备两个基本的条件：件：一是快速，即短时间里可收集或传输大一是快速，即短时间里可收集或传输大量信息；量信息；二是体积小，携带起来方便，在任何场二是体积小，携带起来方便，在任何场合都能使用。合都能使用。微电子技术诞生的标志是微电子技术诞生的标志是19471947年发明的年发明的晶

38、体管，但微电子产业的快速发展则是晶体管，但微电子产业的快速发展则是在在1958 1958 年出现第一块集成电路（年出现第一块集成电路（ICIC）以后。以后。1.3.4 1.3.4 信息技术的核心及支撑技术信息技术的核心及支撑技术421.4 1.4 信息科学（技术）与相关学科的关系信息科学（技术）与相关学科的关系1.4.1 1.4.1 计算科学计算科学n计算科学（或计算机科学）是对描述和变换信息的算法过计算科学（或计算机科学）是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统的研究。统的研究。43 系统科学系统科学

39、是以系统思想为中心的一类新型的科学群。是以系统思想为中心的一类新型的科学群。它包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同论以它包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同论以及运筹学、系统工程、信息传播技术、控制管理技术等许及运筹学、系统工程、信息传播技术、控制管理技术等许多学科在内，发展最快的一大类综合性科学。多学科在内，发展最快的一大类综合性科学。1.4.2 1.4.2 系统科学系统科学441.4.2 1.4.2 系统科学系统科学 图图1-16 系统科系统科学的层次结构学的层次结构45 信息哲学的研究领域主要包括以下几方面：信息哲学的研究领域主要包括以下几方面：（1 1）核心）核心 （2 2）创新）创新 （3 3）体系）体系 （4 4）方法论）方法论1.4.4 1.4.4 信息哲学：信息与哲学的联姻信息哲学：信息与哲学的联姻46p认知科学与认知心理学认知科学与认知心理学研究人脑或心智工作机制的认知科学研究人脑或心智工作机制的认知科学 1.4.5 1.4.5 认知科学与认知心理学认知科学与认知心理学47