环境信息系统知识点

环科101班 环境信息系统知识点

1 第一章 信息系统概论

信 息(information) 定义

狭义：为人们获得信息前后对事物认识的差别

广义：信息是指主体(人、生物和机器)与外部客体 (环境、其它人、生物和机器)之间相互联系的一种形式。

二、信息的特征、分类和功能

1.信息的特征

普遍性：信息是无处不在的，也是无时不在的

表征性（无限性）：客观事物是无限的，它所产生的信息必然是无限的。信息的无限性还表现为信息可以无限扩展 。但人们实际获得的信息总是有限的。

共享性：可复制、传播或分配给众多用户，为大家所共享。

依存性（存储性）：可借助于存储介质，如纸张、磁带、磁盘、光盘等。

传递性（不增值性）：信息量在传递过程中具有不增值性。把一份信息复制一次，信息量并不会增加一倍。

时效性（动态性）：信息从产生到对解决特定问题完全失去效用的过程构成信息的生命周期。

可加工性（可变换性）：可编码转换，可加工提炼。

可干扰性（真伪性）：一个信息可能符合实际情况，也可能与实际情况不符合。

相对性（有用性）：提供决策支持。信息的有用性是相对的。

2.信息的分类

按信息的发生领域来看，信息可以划分为物理信息、生物信息和社会信息。

按信息产生的领域分类，有工业信息、农业信息、军事信息、政治信息、管理信息。

按信息源的性质来分类，有语言信息、图像信息、文字信息等。

从对信息的掌握程度来看，有确定性信息和不确定性信息。

从信息的性质（或主体的认识层次）来看，有语法信息、语义信息、语用信息。

从信息的表现形式来看，有消息、资料和知识。

3.信息的功能

信息的功能是信息属性的体现，主要表现在

信息是认识客体的中介

信息是事物之间相互联系相互作用不可缺少的中间环节，它是物质与意识、实践与认识、主体与客体之间的中介。信息作为中介，始终贯穿于人类的认识过程 。

信息是人类思维的材料

思维的材料只能是"事物的运动状态和状态变化的方式"，而不可能是事物的本身。人的思维和智慧是信息过程的产物。

信息是科学决策的依据

决策就是选择，而选择意味着消除不确定性，意味着需要大量、准确、全面及时的信息。

信息是有效控制的灵魂

这是因为，控制是依据策略信息来干预和调节被控对象的运动状态和状态变化的方式；没有策略信息，控制系统便会不知所措。

信息是系统秩序的保证

信息可以用来消除系统的不定性，增加系统的有序性。获得了信息，就可以消除认识主体对于事物运动状态和状态变化方式的不定性。 环科101班 环境信息系统知识点

2 信息是社会发展的资源

信息是一种重要的社会资源，虽然人类社会在漫长的进化过程中一直没有离开信息，但是只有到了信息时代的今天，人类对信息资源的认识、开发和利用才可以达到高度发展的水平。

1、语法信息的度量

1）不定度

不定度是关于事物运行方式和状态不确定的程度。由概率论可知，经常发生的事件，其出现的概率较大，关于它的不定度就较小，因此不定度的具体定义可为：

如果一个事件x以P(x)的概率出现，则关于事件x出现的不定度定义是

H(x) ＝ Lg（1/P(x)）

1、语法信息的度量

2）信息量

如果考虑后验概率，即接收者收到事件y后，对事件x尚存的不确定性的信息量大小称为互信息，它与后验概率P（x│y）有关，定义为：

I(x│y)＝ Lg（1/P(x│y)）

度量单位（对数的底不同时单位也不同）

底为2：比特（bit）

底为e：奈特（nat）

底为10：迪特（dit）

信息熵性质：

（1）对称性2）非负性：H(X) 0

（3）确定性：（4）扩展性：（5）可加性（6） 联合熵大于等于独立事件的熵，小于等于两独立事件熵之和（7）极值性

1）定义

在语义信息的度量中引入“状态逻辑真实度”的概念来处理状态效用的表征问题。

1 状态逻辑为真

t ＝ 1/2 状态逻辑不定

t∈（0，1） 状态逻辑模糊

0 状态逻辑为伪

其中t为“状态逻辑真实度”参量，0≤t≤1。

3、语用信息的度量

1）定义

语用信息的度量采用引入“效用度”的概念来处理状态效用的表征问题。

4、信息管理发展

古代信息管理活动时期 ；近代信息管理活动时期；现代信息管理活动时期 ；

一、系统的概念

1、定义

系统：是由相互联系、相互作用的多个元素有机集合而成的，并能执

行特定功能的综合体。

2、特征

层次性：系统是有层次的，大系统是由若干小的系统（或称小系统）有机组成的，子系统可由更小的子系统构成，从而形成一种层次结构。

整体性：即非加和性。系统不是各部分的简单组合，而有统一性，各组成部分或各层次的充分协调和连接，提高系统的有序性和整体的运行效果。

有序性：由于系统的结构、功能和层次的动态演变有某种方向性，因而使系统具有有序环科101班 环境信息系统知识点

3 性的特点。

系统方法：就是按照事物本身的系统性把对象放在系统的形式中加以考察的一种方法，是一种立足整体、统筹全局、使整体与部分辨证地统一起来的科学方法。

2、原则

在运用系统方法考察客体对象时，一般应遵循以下三个原则：

整体性原则：就是把对象作为一个合乎规律的由各个构成要素组成的有机整体来研究。

历时性原则：就是把客体当作随时间变化的系统来考察，从客体的形成过程和历史发展中认清现象的本质规律。

最优化原则：就是指从许多可供选择的方案中挑选出一种最优方案，以便使系统运行于最优状态，达到最优效果。

信息系统：由计算机硬件、网络和通信设备、计算机软件、信息资

源、信息用户和规章制度组成的，以处理信息流为目的的人机一体化系

统。（现代信息系统的概念）

基本功能

信息的采集：即信息收集,有许多方式和手段，如人工录入数据、网络获取数据、传感器自动采集等。

信息的处理：即对进入信息系统的数据进行加工处理.

信息的存储：系统存储各种信息资料和数据的能力。

信息的管理：由于一个系统中要处理和存储的数据量很大，因此，需要对信息加强管理。

信息的检索:存储在各种介质上的庞大数据要让使用者便于查询，因此就要求查询方法简便、易于掌握、响应速度满足要求。

信息的传输:不论是从采集的数据到处理中心，还是加工后的信息到使用者手中等都涉及信息的传输问题。

分类

信息系统主要是为管理决策服务的，它处理技术和研究方向随着处理对象的不同而改

变，因此信息系统按处理对象的不同可分为：

电子数据处理系统（EDPS）：以计算机应用技术、通信技术和数据处理技术为主的系统。

特点：一般不作任何预测、规划、调节和控制的统计系统，如数据更新系统、状态报告系统、数据处理系统等。EDPS是其他系统的基础。

管理信息系统(MIS)：以解决结构化的管理决策问题为主的信息系统。

特点：利用EDPS和大量定量化的科学的管理方法以实现对生产、经营和管理过程的预测、管理、调节、规划和控制。

决策支持系统(DSS)：是为弥补MIS的不足发展起来的，更多地强调管理决策中的人工作用的系统 。

特点：面向决策者以处理半结构化的管理决策问题为主和突出支持的概念；研究方向是以不确定型的、多方案综合比较的、智能型的，并充分考虑人（决策者）的因素，以支持其决策的方法为主。

分类

办公室自动化系统(OA)：以从技术的角度提供自动化的办公环境为己任，多用于解决事务处理型机关单位办公室中的一些日常工作和一些随机的事务处理工作的系统 。

特点：以解决非结构化问题为主，研究重点在其技术手段和工具设备，而模型、规律、方法的研究较少。

国际电子商贸系统(IEBPS或EC/B):90年代初，随着国际交互网络和电子数据交换技术的发展而产生和发展的 。 环科101班 环境信息系统知识点

4 特点：借助于现代通信和网络技术，将原来各个国家、各个部门和各个单位的商贸管理信息系统连成一体。

美国哈佛大学诺兰教授在1979年将计算机信息系统的发展道路划分为6个阶段（诺兰模型）

初始阶段、扩展阶段、控制阶段、统一阶段、数据处理阶段、成熟阶段。

四、信息系统分析设计的一般方法

2、分析设计方法体系

1）自顶向下方法 2）生命周期法3）需求分析法 4）原型法5）面向对象方法

3、常用信息系统开发方法

1）结构化信息系统开发方法 （也称生命周期法） 1）结构化信息系统开发方法

特点：这种方法强调功能抽象和模块化，采用模块分解，自顶向下，分而治之，将复杂系统分成若干各易于控制和处理的子系统，又将子系统分解成更小的子任务，最后将子任务独立编制为子程序模块。

2）原型法 特点 ：

①是一种循环往复、螺旋式(spiral)上升的工作方法，更多地遵循了人们认识事物的规律，更容易被人们掌握和接受；

②强调用户的参与，缩短了用户和系统开发者的距离；

③提倡使用工具开发，大大提高了时间、效率及质量等方面的效益，系统对内外界环境的适应能力也大大增强了。

④将系统调查、系统分析和系统设计合而为一，提高了用户参与开发的积极性。

优缺点：

优点：①开发效率高；②开发工具先进，与用户交流直观； ③符合人们认识事物的规律；④能及早暴露系统实施后潜在的一些问题；⑤能调动用户参与的积极性。

缺点：由于系统开发过程中的管理手段不够规范，因此不适合大型系统的开发、不适合

大量运算及逻辑性强的模块及不适合批处理系统。应用范围 ：

适用于：处理过程明确的简单系统；涉及面窄的小型系统。

不适用于：大型、复杂系统；难以模拟、存在大量运算、逻辑性强的处理系统；管理基

础工作不完善、处理过程不规范的系统；大量批处理系统。

3）面向对象开发方法 特点 ： ①封装性 ②抽象性 ③继承性 ④动态链接性

4）CASE方法 特点：

①解决了从客观对象到软件系统的映射问题，支持系统开发的全过程。

②提高了软件质量和软件重用性。

③加快了软件开发速度。

④简化了软件开发的管理和维护。

⑤自动生成开发过程中的各种软件文档。

第二章 环境信息系统基础

一、环境信息

1、含义

环境信息就是通过加工的、能够用于环境保护工作的数据和符号，反映

了环境系统各个环节的时间、空间和状态特征。

客观上来说，环境信息是环境系统客观存在的标志，也是相关因素彼此作用的表征；

主观上来说，环境信息是认识环境问题和现象的识别信号。

2、基本特征