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信息

信息,指音讯消息通讯系统传输和处理的对象,泛指人类社会传播的一切内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物,得以认识和改造世界。在一切通讯和控制系统中,信息是一种普遍联系的形式。1948年,数学家香农在题为“通讯的数学理论”的论文中指出:“信息是用来消除随机不定性的东西”。创建一切宇宙万物的最基本万能单位是信息。

信息”一词在英文、法文、德文、西班牙文中均是“information”,日文中为“情报”,我国台湾称之为“资讯”,我国古代用的是“消息”。作为科学术语最早出现在哈特莱(R.V.Hartley)于1928年撰写的《信息传输》一文中。20世纪40年代,信息的奠基人香农(C.E.Shannon)给出了信息的明确定义,此后许多研究者从各自的研究领域出发,给出了不同的定义。具有代表意义的表述如下:

信息奠基人香农(Shannon)认为“信息是用来消除随机不确定性的东西”,这一定义被人们看作是经典性定义并加以引用。

控制论创始人维纳(Norbert Wiener)认为“信息是人们在适应外部世界,并使这种适应反作用于外部世界的过程中,同外部世界进行互相交换的内容和名称”,它也被作为经典性定义加以引用。

经济管理学家认为“信息是提供决策的有效数据”。

美国著名物理化学家吉布斯(Josiah Willard Gibbs)创立了向量分析并将其引入数学物理中,使事件的不确定性和偶然性研究找到了一个全新的角度,从而使人类在科 学把握信息的意义上迈出了第一步。他认为“熵”是一个关于物理系统信息不足的量度。

电子学家、计算机科学家认为“信息是电子线路中传输的信号”。

我国著名的信息学专家钟义信教授认为“信息是事物存在方式或运动状态,以这种方式或状态直接或间接的表述”。

美国信息管理专家霍顿(F.W.Horton)给信息下的定义是:“信息是为了满足用户决策的需要而经过加工处理的数据。”简单地说,信息是经过加工的数据,或者说,信息是数据处理的结果

根据对信息的研究成果。科学的信息概念可以概括如下:

信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映,是客观事物之间相互联系和相互作用的表征,表现的是客观事物运动状态和变化的实质内容

远古

口耳相传或借助器物

信息传递速度慢、不精确古代

靠驿差长途跋涉

信息传递速度慢、信息形式单一。

近代

依靠交通工具的邮政系统

信息传递速度相对快一些、距离远相对就慢、且费用高。

现代

电报、电话

速度快、信息单一文字。

当代

计算机网络

传递的信息量大、信息多样化,传递速度极快、不受地域阻碍。

反应事物内部属性、状态、结构、相互联系以及与外部环境的互动关系,减少事物的不确定性。

别担心,信息虽然是不确定的,但还是有办法将它们进行量化的。人们根据信息的概念,可以归纳出信息是有以下的几个特点的:

1. 消息x发生的概率P(x)越大,信息量越小;反之,发生的概率越小,信息量就越大。可见,信息量(我们用I来表示)和消息发生的概率是相反的关系。

2. 当概率为1时,百分百发生的事,地球人都知道,所以信息量为0。

3. 当一个消息是由多个独立的小消息组成时,那么这个消息所含信息量应等于各小消息所含信息量的和。

根据这几个特点,如果用数学上对数函数来表示,就正好可以表示信息量和消息发生的概率之间的关系式:I=-loga(P(x))。这样,信息不就可以被量化了吗?既然信息可以被量化,那么总得给它一个单位吧?人的体重是以公斤来计量的,人的身高是以米来计量的,那么信息量该以什么单位来计量呢?通常是以比特(bit)为单位来计量信息量的,这样比较方便,因为一个二进制波形的信息量恰好等于1bit。

有同学又有问题了:这么说我家2Mbit/s的上网速度,就是说每秒可传2Mbit的信息量啦?

这里的比特严格来说不是指信息量,而是指信号。本来是不可以说是几比特的信号的,但由于一个二进制波形(码元)的信息量正好等于1比特,所以在工程应用中,往往就把一个二进制码元称作1比特,信息量单位变成信号单位了。这虽然不严谨,但也不矛盾。我们注意在概念上区分就行了。

有同学还有疑问:假设有一个消息“狼来了”,通过信源编码转成了一个100bit的数据包,那么信息量就有100bit。然后把这100bit通过通信网络发送给了很多人,很多人都收到了100bit的信息量。可是有些人觉得“狼来了”这个消息很重要,信息量很大;但有些人又觉得无所谓,信息量很少。可是我们知道,这条消息的信息量都是100bit的呀,怎么又不一样了呢?

首先,我们刚刚说过,比特是信息量的单位,但工程上也习惯把它作为信号的单位。这里所说的100bit就是指信号的啦。其次,通信中的基本问题,就是在一点再生另一点的信息,指的是点对点的情况。但即使在点对多点的情况下,由于在实际的通信系统中,消息往往是指发送的某些符号。这些符号到底能携带多少信息量,与这些符号发生的概率有关,而对于任何接收端来说,这些符号发生的概率是一定的,不会说对这个接收机是这个概率,对那个接收机是那个概率。比如有一串符号221234,这串符号由1,2,3,4四个符号组成,假设四个符号出现的概率都是1/4,那么在这串符号中,2出现了3次,所以2所携带的信息量是-3×log2(1/4)=6bit。我们需要明白,通信系统中传送的符号,就相当于我们现在谈论的消息?

[Information]∶有目的地标记在通讯系统或计算机的输入上面的信号…(如电话号码的一个数字)

[Message]∶音信消息 有关句子:听说智化求见,必是丈夫有了信息,连忙请进。《三侠五义》

1. 音信消息。

南唐李中《暮春怀故人》诗:“梦断美人沉信息,目穿长路倚楼台。” 宋陈亮《梅花》诗:“欲传春信息,不怕雪埋藏。”《水浒传》第四四回:“ 宋江大喜,说道:“只有贤弟去得快,旬日便知信息。”巴金《家》三一:“二表哥的事情怎样了?为什么连信息也不给我一个?”

2. 现代科学指事物发出的消息、指令、数据、符号等所包含的内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同的事物,得以认识和改造世界。在一切通讯和控制系统中,信息是一种普遍联系的形式。

陈原《社会语言学》4.1:“按物理学的观念,信息只不过是被一定方式排列起来的信号序列。在社会交际活动中,这个定义还不够:信息还必须有一定的意义,或者说信息必须是‘意义的载体。”《科学画报》1983年第1期:“整个地铁的运行靠一台中心电子计算机控制,它赖以控制的信息,来自装在车站以及车站之间线路上的高灵敏度仪器。”

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