第 1 章信息化知识1.1 信息系统与信息化工业化不仅造就了高速发展的生产力，更重要的是造就了一支规模宏大的人才队伍，其主要力量是工程师。
信息化是一场比工业化更加深刻和更加广泛的社会变革，它要求在产品或服务的生产过程中实现管理流程、组织机构、生产技能和生产工具的变革。
在这场变革中，一定要造就一支规模更为宏大的人才队伍，这支队伍不但有业务专家与技术专家，还得有项目管理专业人员。
这是因为，作为信息化主体的计算机信息系统工程是一项复杂的社会和技术工程，无论是内容、规模、深度和广度，还是技术、工具、业务和流程，都在不断地在发展和创新。
信息是一种客观事物，它与材料、能源一样，都是社会的基础资源。
但是，理性认识信息却只有几十年的历史。
1948年，美国科学家香农（ E. ）在对通信理论深入研究的基础上，提出了信息的概念，创立了信息理论。
此后，人们对信息的研究迅速增加，形成了一个新的学科――信息论。
至今，信息论已发展成为一个内涵非常丰富的学科，与控制论和系统论并称为现代科学的“三论”。
计算机技术和网络技术的迅速发展和普及，更加重了“三论”在现代科学技术中的地位。
同时，信息论为计算机技术和网络技术的发展提供了方向上的指导，为信息化提供了较好的理论支撑。
1.1.1 信息的基本概念香农指出，信息就是能够用来消除不确定性的东西。
香农不但给出了信息的定义，还给出了信息的定量描述，并确定了信息量的单位为比特（）。
一比特的信息量，在变异度为2的最简单情况下，就是能消除非此即彼的不确定性所需要的信息量。
这里的“变异度”是指事物的变化状态空间为2，例如，大和小、高和低、快和慢等。
香农将热力学中的熵引入信息论。
在热力学中，熵是系统无序程度的度量，而信息与熵正好相反，信息是系统有序程度的度量，表现为负熵，计算公式如下：1. 信息的特征香农关于信息的定义揭示了信息的本质，同时，人们通过深入研究，发现信息还具有很多其他的特征，列举如下：（1）客观性。
信息是客观事物在人脑中的反映，而反映的对象则有主观和客观的区别，因此，信息可分为主观信息（例如，决策、指令和计划等）和客观信息（例如，国际形势、经济发展和一年四季等）。
主观信息必然要转化成客观信息，例如，决策和计划等主观信息要转化成实际行动。
因此，信息具有客观性。
（2）普遍性。
物质决定精神，物质的普遍性决定了信息的普遍存在。
（3）无限性。
客观世界是无限的，反映客观世界的信息自然也是无限的。
无限性可分为两个层次，一是无限的事物产生无限的信息，即信息的总量是无限的；二是每个具体事物或有限个事物的集合所能产生的信息也可以是无限的。
（4）动态性。
信息是随着时间的变化而变化的。
（5）相对性。
不同的认识主体从同一事物中获取的信息及信息量可能是不同的。
（6）依附性。
信息的依附性可以从两个方面来理解，一方面，信息是客观世界的反映，任何信息必然由客观事物所产生，不存在无源的信息；另一方面，任何信息都要依附于一定的载体而存在，需要有物质的承担者，信息不能完全脱离物质而独立存在。
（7）变换性。
信息通过处理可以实现变换或转换，使其形式和内容发生变化，以适应特定的需要。
（8）传递性。
信息在时间上的传递就是存储，在空间上的传递就是转移或扩散。
（9）层次性。
客观世界是分层次的，反映它的信息也是分层次的。
（10）系统性。
信息可以表示为一种集合，不同类别的信息可以形成不同的整体。
因此，可以形成与现实世界相对应的信息系统。
（11）转化性。
信息的产生不能没有物质，信息的传递不能没有能量，但有效地使用信息，可以将信息转化为物质或能量。
另外，根据各行业信息的不同，信息还可以具有安全性和及时性等特性，而且，信息应用的场合不同，其侧重面也不一样。
例如，对于金融信息而言，其最重要的特性是安全性；而对于市场信息而言，其最重要的特性是及时性。
2. 信息的功能信息在人类认识世界和改造世界的过程中，与物质、能源一样，发挥着十分重要的作用。
其主要功能如下：（1）为认识世界提供依据。
人们认识世界，首先要获取认识对象的有关信息，并通过对这些信息的加工获得有关知识，从而形成正确的认识。
（2）为改造世界提供指导。
人们认识世界的目的是改造世界，而改造世界就必须有正确的观念作指导。
这些观念包括活动的计划、环境分析、结果的预测和发展变化的对策等，这些都离不开信息的指导。
（3）为有序的建立提供保证。
人们所有活动的目的都是使得客观世界变得更加有序。
这种有序至少要包括两种情况，一是使得本来有序的客观世界得到改善，变得更加有序；二是打破原来的有序，建立一种新的有序。
无论哪种情况，都需要有信息的保证。
（4）为资源开发提供条件。
人类社会的生存和发展要建立在资源之上，所有这些资源可分为两类，即有形资源和无形资源。
有形资源包括物质和能量，物质供给材料、能量供给动力，是人类发展的基础；无形资源主要是信息资源，信息供给智力，是人类发展的精神力量。
无论是开发有形资源还是无形资源，都需要信息。
（5）为知识生产提供材料。
生产是人类生存和发展的基础和前提，既包括物质产品的生产，也包括精神产品的生产，其中知识的生产是精神产品生产的主要内容，而信息则为知识的生产提供材料。
3. 两个相关概念与信息相关的概念主要有两个，分别是数据和知识。
（1）信息与数据。
信息是经过加工后的数据，数据是信息生成的材料，是信息的存在形式和状态，即信息是被解释或被理解的数据。
例如，有一条数据库记录“张友生，博士，永州，……”，其中，“张友生”、“博士”和“永州”等都是数据，但它们组合起来是关系数据库中的一条记录，三者之间是有逻辑关系的，从谓词演算的角度来看，就容易理解为“张友生博士是永州人”。
至此，三者就成为信息了。
（2）信息与知识。
知识是经过加工的信息。
例如，有两条数据库记录，分别为“张友生，湖南，永州”和“王勇，湖南，湘潭”，其语义为“张友生是湖南永州人”和“王勇是湖南湘潭人”，这是信息。
如果得出“张友生和王勇都是湖南人”就是知识了。
1.1.2 信息系统的基本概念系统是由相互联系、相互依赖、相互作用的事物或过程组成的具有整体功能和综合行为的统一体。
在日常生活中，经常使用“系统”的概念，例如，经济领域中的商业系统和金融系统，自然界中的水利系统和生态系统等。
从数学角度来看，系统是一个集合，是由许多相互作用、相互依存的事物（集合元素），为了达到某个目标组成的集合。
研究系统的一般理论和方法，称为系统论。
系统是系统论的主要研究对象，而要研究系统，首先应该认识系统的特性。
1. 系统的特性系统的总体特性是系统整体上的属性，系统的这些特性通常是很难提前预测的，只有当所有子系统和元素被整合形成完全的系统之后才能表现出来。
系统的特性可以从整体性、层次性、目的性、稳定性、突变性、自组织性、相似性、相关性和环境适应性等方面表现出来。
（1）整体性。
系统是一个整体，元素是为了达到一定的目的，按照一定的原则，有序地排列起来组成系统，从而产生出系统的特定功能。
（2）层次性。
系统是由多个元素组成的，系统和元素是相对的概念。
元素是相对于它所处的系统而言的，系统是从它包含元素的角度来看的，如果研究问题的角度变一变，系统就成为更高一级系统的元素，也称为子系统。
（3）目的性。
任何一个系统都有一定的目的或目标。
（4）稳定性。
在外界作用下的开放系统有一定的自我稳定能力，能够在一定范围内进行自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态，以及原有的结构和功能。
（5）突变性。
突变性是指系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态的一种剧烈变化过程，它是系统质变的一种基本形式。
（6）自组织性。
开放系统在系统内外因素的作用下，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级有序到高级有序。
（7）相似性。
系统具有同构和同态的性质，体现在系统结构、存在方式和演化过程具有共同性。
系统具有相似性，根本原因在于世界的物质统一性。
（8）相关性。
元素是可分的和相互联系的，组成系统的元素必须有明确的边界，可以与别的元素区分开来。
另外，元素之间是相互联系的，不是哲学上所说的普遍联系那种联系，而是实实在在的、具体的联系。
（9）环境适应性。
系统总处在一定环境中，与环境发生相互作用。
系统和环境之间总是在发生着一定的物质和能量交换。
2. 信息系统简单地说，信息系统就是输入数据，通过加工处理，产生信息的系统。
面向管理是信息系统的显著特点，以计算机为基础的信息系统可以定义为，结合管理理论和方法，应用信息技术解决管理问题，为管理决策提供支持的系统。
管理模型、信息处理模型和系统实现条件三者的结合，产生信息系统，如图1-1所示。
图1-1 信息系统管理模型是指系统服务对象领域的专门知识，以及分析和处理该领域问题的模型，也称为对象的处理模型；信息处理模型指系统处理信息的结构和方法。
管理模型中的理论和分析方法，在信息处理模型中转化为信息获取、存储、传输、加工和使用的规则；系统实现条件指可供应用的计算机技术和通信技术、从事对象领域工作的人员，以及对这些资源的控制与融合。
1.1.3 信息化的基本概念信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。
信息化构成要素主要有信息资源、信息网络、信息技术、信息设备、信息产业、信息管理、信息政策、信息标准、信息应用、信息人才等。
1.信息化的层次从内容层次看，信息化的内容包括核心层、支撑层、应用层与边缘层等几个方面。
从产生的角度看，信息化的层次包括产品信息化、企业信息化、产业信息化、国民经济信息化和社会生活信息化。
（1）产品信息化。
产品信息化是信息化的基础，包含两层意思，一是产品所含各类信息比重日益增大、物质比重日益降低，产品日益由物质产品的特征向信息产品的特征迈进；二是越来越多的产品中嵌入了智能化元器件，使产品具有越来越强的信息处理功能。
（2）企业信息化。
企业信息化是国民经济信息化的基础，是指企业在产品的设计、开发、生产、管理、经营等多个环节中广泛利用信息技术，并大力培养信息人才，完善信息服务，加速建设企业信息系统。
（3）产业信息化。
产业信息化是指农业、工业、服务业等传统产业广泛利用信息技术，大力开发和利用信息资源，建立各种类型的数据库和网络，实现产业内各种资源、要素的优化与重组，从而实现产业的升级。
（4）国民经济信息化。
国民经济信息化是指在经济大系统内实现统一的信息大流动，使金融、贸易、投资、计划、通关、营销等组成一个信息大系统，使生产、流通、分配、消费等经济的四个环节通过信息进一步联成一个整体。
（5）社会生活信息化。
社会生活信息化是指包括经济、科技、教育、军事、政务、日常生活等在内的整个社会体系采用先进的信息技术，建立各种信息网络，大力开发有关人们日常生活的信息内容，丰富人们的精神生活，拓展人们的活动时空。
