信息系统工程02.ppt

1、4.什么是信息？什么是信息？1q信息的计量信息的计量世世界界上上的的一一切切事事物物都都处处在在永永恒恒的的运运动动之之中中，因因而而所所有有事事物物的的运运动动方方式式和和状状态态都都是是随随机机的的（确确定定事事件件是是概概率率为为1的的事事件件，不可能发生的事件是概率为不可能发生的事件是概率为0的事件）。的事件）。为为了了定定量量地地研研究究信信息息，必必须须解解决决信信息息的的计计量量问问题题。首首先先引引入不定度的概念。入不定度的概念。4.什么是信息？什么是信息？2q不定度是关于某事物运行方式和状态的不确定程度不定度是关于某事物运行方式和状态的不确定程度。理理解解：用用随随机机变量量

2、 X 表表示示“事事物物运运行行方方式式和和状状态”值，其其可可能能取取值的的集集合合为 a1,a2,a3,a4,an,对应的的概概率率为p1,p2,p3,pn(若若X是是离离散散随随机机变量量)，那那么么“事事物物运运行行方方式式和和状状态”为某某个个具具体体值（比比如如 ai,即即 X=ai）存存在在不不确确定定性性，其其不不确确定定性程度性程度为不定度。不定度。H(X=ai)=K(1/P(X=ai)其中：其中：H(X=ai)事件事件x=ai的不定度的不定度P(X=ai)事件事件x=ai出现的概率出现的概率K 某种关系某种关系4.什么是信息？什么是信息？3q掷硬币只有掷硬币只有“正面正面”

3、、“反面反面”两种情况，正、反面出现的两种情况，正、反面出现的概率均为概率均为1/2；掷骰子时；掷骰子时1-6出现的概率均为出现的概率均为1/6。故掷骰子出现。故掷骰子出现某个点数的不定度比掷硬币出现正反面要大。某个点数的不定度比掷硬币出现正反面要大。q规定：出现概率为规定：出现概率为 1/2 的事件（的事件（P(x=ai）=1/2)的不定度为的不定度为1，计量单位定义为，计量单位定义为 bit（比特）。（比特）。q计算不定度的公式为：计算不定度的公式为：4.什么是信息？什么是信息？4q信息量的大小等于被消除掉的不定度的大小。信息量的大小等于被消除掉的不定度的大小。理解理解：信息是对信息是对事

4、物的运动状态和存在方式的描述，即事物的运动状态和存在方式的描述，即“事物的运动状态和存在方式事物的运动状态和存在方式”值值 X=ai.X=ai.信息是对接受信息是对接受者而言的。在没接受到信息之前，者而言的。在没接受到信息之前，X=ai X=ai是一个随机事是一个随机事件，存在不定度；而在接受之后，件，存在不定度；而在接受之后，X=ai X=ai成为确定事实，成为确定事实，不定度为不定度为0.0.因此，接受者接受的一条信息因此，接受者接受的一条信息(X=ai)(X=ai)的信的信息量实际上等于在这个信息没有接受之前的不定度，息量实际上等于在这个信息没有接受之前的不定度，计量计量单位仍然是单位仍

5、然是bit（比特）（比特）4.什么是信息？什么是信息？5例例1.设一幅彩色图像由约设一幅彩色图像由约78万个像素组成，每个像素有万个像素组成，每个像素有10级亮级亮度和度和10种色彩。试求该幅图像所含的信息量？种色彩。试求该幅图像所含的信息量？78万个像素，每个像素有万个像素，每个像素有10X10种组合，故全部可能出种组合，故全部可能出现的图像是：现的图像是：个，个，设所有可能出现的图像以等概率出现，这某一幅具体的设所有可能出现的图像以等概率出现，这某一幅具体的图像图像x出现的概率为出现的概率为 信息量为：信息量为：4.什么是信息？什么是信息？6例例2.设一播音员用来描述一幅图像的用语总数为设

6、一播音员用来描述一幅图像的用语总数为1万条，这个播万条，这个播音员用了音员用了1000条语句条语句(可重复可重复)来介绍某一幅图像，求这些语句来介绍某一幅图像，求这些语句的信息量？的信息量？因为因为1000条语句中的每一条都有条语句中的每一条都有10000种可能，故全部语句种可能，故全部语句的组合有的组合有 种，种，对于某一特定的对于某一特定的1000条语句的事件条语句的事件y出现的概率为出现的概率为 比较例比较例1和例和例2的信息量，的信息量，“百闻不如一见百闻不如一见”4.什么是信息？什么是信息？7q互信息互信息I(X=ai,Y=bj)是表示当收到信息是表示当收到信息Y=bi时，所，所获得

7、的关于得的关于事件事件X=ai的信息量。的信息量。I(X=ai,Y=bj)=H(X=ai)-H(X=ai|Y=bj)H(X=ai)表示信息表示信息X=ai的不定度；的不定度；H(X=ai|Y=bj)表示当收到信息表示当收到信息Y=bj时，对信息信息X=ai仍存在的不仍存在的不定度。定度。4.什么是信息？什么是信息？8q平均信息量平均信息量 若事件若事件x由由n个独立的状个独立的状态变量量x1,x2,xn组成，其相成，其相应出出现的概率的概率为P(x1),P(x2),P(xn)，各状，各状态的信息量乘上的信息量乘上该状状态的的发生概率之生概率之总和，称关于事件和，称关于事件x的平均信息量。的平均

8、信息量。且且 平均信息量也称平均信息量也称为香香农(shannon)信息。信息。4.什么是信息？什么是信息？9例例1.对常用常用汉字（如一字（如一级字字库3755个）分个）分别进行使用行使用频度度统计，然后加，然后加权求和，得到求和，得到汉字的平均信息量字的平均信息量例例2.对英文的英文的26个字母和空格也个字母和空格也进行使用行使用频度度统计，得到英文的平均信息，得到英文的平均信息量量4.什么是信息？什么是信息？10q平均信息量最大原理平均信息量最大原理 如果事件如果事件 x 的的 n 个独立状态都以等概率出现，则关于个独立状态都以等概率出现，则关于x的的平均信息量最大，且平均信息量最大，且

9、q平均信息量最大原理平均信息量最大原理 如如果果事事件件 x 的的 n 个个独独立立状状态态都都以以等等概概率率出出现现，则则关关于于 x 的平均信息量是其状态数的平均信息量是其状态数 n 的单调增函数。的单调增函数。4.什么是信息？什么是信息？11？思考题？思考题信息量与信息价值之间是什么关系？信息量与信息价值之间是什么关系？根据信息量与平均信息量的定义，思考其可能的应用？根据信息量与平均信息量的定义，思考其可能的应用？两个人玩猜数字游戏：甲在纸上写上一个两个人玩猜数字游戏：甲在纸上写上一个1到到N（如（如100）之间的随机整数，乙猜这个数字，每猜一次，甲会）之间的随机整数，乙猜这个数字，每

10、猜一次，甲会告诉乙所说数字与实际数字的大小关系，问最小用多少次告诉乙所说数字与实际数字的大小关系，问最小用多少次必定能猜到结果并计算猜到次数的概率分布。设计必定能猜到结果并计算猜到次数的概率分布。设计MATLAB仿真实验，验证此结果，仿真实验，验证此结果，5.什么是知识？什么是知识？12q数数据据是是原原料料，信信息息是是产产品品。知知识识是是信信息息的的再再加加工工，是是信信息息的结晶。数据和信息是知识的源泉。的结晶。数据和信息是知识的源泉。q知知识识是是以以各各种种方方式式把把一一个个或或多多个个信信息息关关联联在在一一起起的的信信息息结结构构系系统统，是是人人类类在在改改造造客客观观世世

11、界界的的实实践践中中所所获获得得的的认认识识与与经经验的总结验的总结,是概念、规则、规律、模式、约束等的集合。是概念、规则、规律、模式、约束等的集合。5.什么是知识？什么是知识？13q信息关联方式：信息关联方式：关联词；关联方向：一对一；一对多；多对一；多对多。关联词；关联方向：一对一；一对多；多对一；多对多。q按照关联方式使用正确与否，可把知识分为三类：按照关联方式使用正确与否，可把知识分为三类：正确的知识正确的知识错误的知识错误的知识不知真假的知识不知真假的知识5.什么是知识？什么是知识？14例如：例如：qIF“内错角相等内错角相等”THEN“两条直线平行两条直线平行”信息信息 信息信息q

12、IF 时代特征：社会主义初级阶段时代特征：社会主义初级阶段分配方式：绝对平均主义分配方式：绝对平均主义 THEN经济发展要素：社会生产力经济发展要素：社会生产力发展趋势：下降发展趋势：下降6.什么是信息系统？什么是信息系统？15q信息系统的定义信息系统的定义由人、计算机硬件、软件、网络和数据资源等组成，目的由人、计算机硬件、软件、网络和数据资源等组成，目的是及时、正确地收集、加工、存储、传递和提供决策所需是及时、正确地收集、加工、存储、传递和提供决策所需的信息，的信息，(实现组织中各中各项活活动的管理、的管理、调节和控制和控制)。广。广义上说，任何系统中信息流的总和都可视为信息系统。义上说，任

13、何系统中信息流的总和都可视为信息系统。（广（广义）信息系）信息系统可以不涉及可以不涉及计算机等算机等现代技代技术，甚至可，甚至可以是以是纯人工的。人工的。6.什么是信息系统？什么是信息系统？16q信息系统的功能信息系统的功能a.信息采集：把分布在各部门、各处、各点的有关信息收集起来，记录数据，并转换成信息系统所需的形式。b.信息处理信息处理：对进入信息系统的数据进行加工处理，如排序、分类、归并、查：对进入信息系统的数据进行加工处理，如排序、分类、归并、查询、统计、预测、模拟以及进行各种数学运算，从而得到管理所需的各种综合指询、统计、预测、模拟以及进行各种数学运算，从而得到管理所需的各种综合指标

14、。标。c.信息存储信息存储：对加工处理后的有用信息，进行存储保管。存储介质主要有纸、：对加工处理后的有用信息，进行存储保管。存储介质主要有纸、胶卷、光盘、硬盘等。胶卷、光盘、硬盘等。d.信息管理：信息管理：为了保证信息的准确、及时、安全、保密，其主要内容是：规定应为了保证信息的准确、及时、安全、保密，其主要内容是：规定应采集数据的种类、名称、代码等，规定应存储数据的存储介质、逻辑组织方式，采集数据的种类、名称、代码等，规定应存储数据的存储介质、逻辑组织方式，规定数据传输方式、保存时间等。规定数据传输方式、保存时间等。6.什么是信息系统？什么是信息系统？17e.信息检索信息检索为了方便使用者查询

15、，查询方法简便、易于掌握、响应速度满足要求。数据为了方便使用者查询，查询方法简便、易于掌握、响应速度满足要求。数据库的组织方式和检索方法决定了检索速度的快慢。库的组织方式和检索方法决定了检索速度的快慢。f.信息传输信息传输包括从信息采集点采集到的数据传送到处理中心、经处理的数据送到使用者包括从信息采集点采集到的数据传送到处理中心、经处理的数据送到使用者手中等。手中等。6.什么是信息系统？什么是信息系统？18q从用户角度认识信息系统从用户角度认识信息系统 用户关心系统功能，因此不同的功能就对应着不同的信息系统。6.什么是信息系统？什么是信息系统？19q从系统角度认识信息系统从系统角度认识信息系统

16、信息系统的特点信息系统是一种“人机”系统 信息系统是一个动态系统 信息系统是一个相对封闭的系统 信息系统是闭环系统 信息系统是综合性系统 信息系统是多种系统类型的综合信息系统体现了对组织的全面综合管理 信息系统体现了管理思想与信息技术的综合 6.什么是信息系统？什么是信息系统？20q从技术角度认识信息系统从技术角度认识信息系统从技术角度，信息系统一般由人、硬件、软件、数据库、工作规程组成。6.什么是信息系统？什么是信息系统？21q从组织或企业角度看信息系统的类型从组织或企业角度看信息系统的类型信息系统类型信息系统类型服务的群体服务的群体管理层管理层战略层战略层知识层知识层操作层操作层高级管理者高级管理者中级管理者中级管理者知识知识/数据数据工作者工作者生产生产/制造制造销售销售/营销营销人力资源人力资源财务财务/会计会计运作管理者运作管理者主要目的是跟踪组织的销售、开支、物主要目的是跟踪组织的销售、开支、物流等日常活动，并回答一些结构性较高流等日常活动，并回答一些结构性较高的常规问题。如：超市收银台的终端系的常规问题。如：超市收银台的终端系统统帮助企业收集新的知识，帮助帮助企业收集新的