信息论第一讲

第一章绪论1.1 信息的概念研究信息及信息安全技术所面临的第一个问题是：什么是信息？在不同的时代，对于不同的研究对象，人们会定义不同的信息概念。

我们可以从文献中查到几十个信息定义，其中最有影响的是由美国科学家香农(C. E. Shannon)和语言学家所定义的信息。

香农把问题限定在通信活动之中，因此他所定义的信息概念以通信模型为基础。

从人类原始的思想情感交流方式发展到现代通信技术，经历了漫长的历史过程。

但是任何通信过程都符合一个基本的模型，即发送者发出的消息经过传输后被接收者所接收，正如图1-1所示。

在这个最简单的通信模型中，信源是消息之源，通常指提供消息的人或设备，例如打电话时的说话人、广播节目的电视台等；信道是传递消息的通道，包括电缆、光纤，以及传输电磁波的空间等；而信宿则是指消息的接收者。

图1-1 最简单的通信模型信源发出的消息可能是符号、文字、图像或者声音，传送它们需要借助于载体，通过载体的传输完成消息的传递。

对于电子通信来说，不可能使用物质载体，只能借助于能量载体，后者以电磁信号的形式完成携带消息的任务。

接收者从收到的信号中检测出信源发出的原始消息。

如果接收者早已知道这个消息，就失去了这次通信的意义，接收者感兴趣的是收到新消息，收到原来不知道的内容。

在这个意义上，把信息定义为：定义1.1接收到的原来不知道的内容叫做信息。

这样定义的信息概念可以进行度量，它在通信技术发展过程中发挥了重要作用。

《辞海》中对信息一词的解释显然受到上述影响：通信系统传输和处理的对象，泛指消息和信号的具体内容和意义，通常需通过处理和分析来提取。

信息、物质和能量被称为系统的三大要素。

信息的量值与信息的随机性有关，因此在接收端无法预估消息或者信号中蕴涵的内容或意义，预估的可能性越小，信息量就越大。

然而在网络时代，通信效率和通信速率不再是人们关心的唯一问题，人们常说的信息概念也远远超出了上述定义。

另一方面，对定义1.1的理解提出了一个问题，即当一个熟记小提琴协奏曲《梁祝》的人再次欣赏那优美乐章时，他是否收到了信息？依据不同的基准会有不同的答案。

信息论第一章第一章1-1 信息.消息和信号的定义是什么？三者的关系是什么？答：定义：信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。

用文字、符号、数据、语言、音符、图片、图像等能够被人们感觉器官所感知的形式，把客观物质运动和主观思维活动的状态表达出来就成为消息。

把消息换成适合信道传输的物理量，这种物理量称为信号。

三者的关系：消息包含信息，是信息的载体，但不是物理性的。

信号是信息的载体，是物理性的。

1-3 写出信息论的定义（狭义信息论和广义信息论）.答：狭义信息论：信息论是在信息可以度量的基础上有效地和可靠地传递信息的科学，它涉及信息的度量、信息的特性、信息传输速率、信道容量、干扰对信息传输的影响等方面的知识。

广义信息论：信息论包括通信的全部统计问题的研究、香农信息论、信号设计、噪声理论、信号检测与估值等，还包括如医学、生物学、心理学、遗传学、神经生理学、语言学甚至社会学和科学管理学中有关信息的问题。

1-5信息有哪些分类？答：( 1 )按信息的性质分类：语法信息，语义信息和语用信息；（2）按观察过程分类：实在信息，先验信息和实得信息；（3）按信息的地位分类：客观信息（效果信息、环境信息）和主观信息（决策信息，指令、控制和目标信息）；（4）按信息的作用分类：有用信息、无用信息和干扰信息；( 5）按信息的逻辑意义分类：真实信息、虚假信息和不定信息；（6）按信息的传递方向分类：前馈信息和反馈信息；( 7）按信息的生成领域分类：宇宙信息、自然信息、思维信息和社会信息；（8）按信息的信息源性质分类：语言信息、图像信息、数据信息、计算信息和文字信息；（9）按信息的信号形成分类：连续信息、离散信息和半连续信息。

09电子2 22 何清林。

第一章信息的定性描述第一节对信息的初步认识一. 信息社会当今，世界上信息革命的热潮一浪高过一浪。

近年来，移动电话、个人电脑和网络用户正以高于摩尔定律的速度迅猛增长。

人们都在谈论着信息社会、信息革命和网络时代，信息似乎成了个很时髦的字眼儿。

就连中国人平常打招呼的话“你吃饭了吗？”也被有些人改成“你上网了吗？”但这绝不是什么赶时髦，也绝不是什么偶然现象，而是社会发展的必然趋势。

因为在信息社会里，人们最关心的是信息问题，而不是吃饭问题。

“民以食为天”的信条将会逐渐被“民以信为天”所代替。

社会学家和未来学家普遍认为，20世纪末和21世纪初，是信息革命爆发的时期。

一些新技术的突破和新产业的出现，使社会生产力发生了新的飞跃，人们的生活也发生了新的变化，人类社会正在进入信息化社会。

所谓信息化社会，就是以信息产业为中心，使社会生产、生活和经济都发展起来的社会。

在这种社会中，◆信息成了比物质或能源更为重要的资源，◆对信息产业成了重要的产业。

◆从事信息工作者成了主要的劳动者。

◆信息和知识成了生产力发展的决定因素。

二. 信息的普遍性其实，信息并不是什么新鲜东西，信息无时不在，无处不有。

人们生活在信息的海洋里，天天都要通过自己的感觉器官感受各种外界信息。

例如，衣食住行，读书看报，听广播，看电视等等。

人们要进行社会活动就需要有信息交流。

例如，除了书信、电话、电报之外，天天都要同许多人交谈、交往。

人们还要进行信息处理和存储。

例如，要把观察、接收到的大量事物、数据和资料进行分类、分析、整理和纪录。

不仅如此，信息也是人类自身进化的一个基本条件。

恩格斯对于人类的进化过程，曾有过这样一段极其精彩的描述：“……这些猿类，大概是首先由于它们生活方式的影响……渐渐直立行走……手变得自由了……随着手的发展，随着劳动而开始的人对自然的统治，在每一个新的发展中扩大了人的眼界。

……另一方面，劳动的发展必然促使社会成员更加紧密地互相结合起来，因为它使互相帮助和共同协作的场合增多了，并且使每个人都清楚地意识到这种共同协作的好处。