簡介:1,第二章系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ),一、系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科體系二、系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)三、系統(tǒng)工程理論的發(fā)展趨勢(shì),,,錢學(xué)森提出的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系四個(gè)層次一座橋梁,后增加地理科學(xué),建筑科學(xué),工程技術(shù)亦稱生產(chǎn)技術(shù),是在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)。技術(shù)科學(xué)研究指導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)的基本理論學(xué)科。與自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、哲學(xué)、數(shù)學(xué)并列,被認(rèn)為科學(xué)的五大基本部類之一?;A(chǔ)科學(xué)以自然現(xiàn)象和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式為研究對(duì)象,探索自然界發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)?、地理學(xué)、生物學(xué)6門基礎(chǔ)學(xué)科及其分支學(xué)科、邊緣學(xué)科。哲學(xué)社會(huì)意識(shí)形態(tài)之一,是關(guān)于世界觀的學(xué)說。是理論化、系統(tǒng)化的世界觀,是自然知識(shí)、社會(huì)知識(shí)、思維知識(shí)的概括和總結(jié),是世界觀和方法論的統(tǒng)一。,3,,,5,第二章系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ),一、系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科體系二、系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)三、系統(tǒng)工程理論的發(fā)展趨勢(shì),,,6,從系統(tǒng)工程的定義可以看出,系統(tǒng)工程是一門跨學(xué)科的邊緣性交叉學(xué)科,它包括自然、社會(huì)及工程設(shè)計(jì)分析等方面的知識(shí),它是由一般系統(tǒng)論、經(jīng)濟(jì)控制論、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科相互滲透、交叉發(fā)展而形成的。,1、一般系統(tǒng)論,亞里斯多德說過“整體大于部分之和”。但作為現(xiàn)代系統(tǒng)論的基本思想最初產(chǎn)生于本世紀(jì)20年代初由奧地利生物學(xué)家貝朗塔菲(LVONBERTALANFFY)提出的,強(qiáng)調(diào)生命現(xiàn)象不能用機(jī)械論觀點(diǎn),而只能把它看作一個(gè)整體或系統(tǒng)來加以考察。1948年,貝朗塔菲發(fā)表了生命問題該書標(biāo)志著系統(tǒng)論的正式誕生。1968年,他又發(fā)表了一般系統(tǒng)理論基礎(chǔ)發(fā)展與應(yīng)用。成為系統(tǒng)論的代表著作。,生物機(jī)體論,生物機(jī)體論主要觀點(diǎn)1、系統(tǒng)觀點(diǎn),即有機(jī)體都是一個(gè)系統(tǒng),并把系統(tǒng)定義為相互作用的諸要素的復(fù)合體;2、動(dòng)態(tài)觀點(diǎn),即生命機(jī)體是一個(gè)能保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的系統(tǒng);生命過程是生物體和環(huán)境的相互作用?;畹臇|西的基本特征是組織。處于積極的活動(dòng)狀態(tài),3、等級(jí)觀念,即有機(jī)體是按等級(jí)組織起來的,生物系統(tǒng)是分等級(jí)的,從活的分子到多細(xì)胞個(gè)體,再到超個(gè)體的聚合體,可謂層次分明,等級(jí)森嚴(yán)。,機(jī)械論的錯(cuò)誤,貝塔朗菲認(rèn)為機(jī)械論的觀點(diǎn)主要錯(cuò)誤是1、簡單相加的觀點(diǎn),即把有機(jī)體分解為各要素,并采用簡單地相加來說明有機(jī)體的屬性;2、機(jī)械觀點(diǎn),即把生命現(xiàn)象簡單地比作機(jī)器;3、被動(dòng)反映的觀點(diǎn),即把有機(jī)體看作只有受到刺激時(shí)才能反映。,一般系統(tǒng)論的方法啟示,1,整體論代替還原論2思辨原則代替實(shí)驗(yàn)原則3,以目的論代替因果論,2、控制論,控制論是自動(dòng)控制、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)理邏輯、神經(jīng)生理學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、行為科學(xué)等多種科學(xué)技術(shù)相互滲透形成的一門橫斷性學(xué)科。,1948年美國數(shù)學(xué)家維納出版了控制論一書,標(biāo)志著控制論的正式誕生??刂普撘辉~CYBERNETICS,來自希臘語,愿意為掌舵術(shù),包含了調(diào)節(jié)、操縱、管理、指揮、監(jiān)督等多方面的涵義。,系統(tǒng)的行為和目的,行為系統(tǒng)在外界環(huán)境作用(輸入)下所作的反應(yīng)(輸出)。生物系統(tǒng)的目的性行為是指外界環(huán)境的改變對(duì)生物體的刺激對(duì)生物系統(tǒng)來說就是一種信息輸入,生物體對(duì)這種刺激的反應(yīng)對(duì)生物系統(tǒng)來說就是信息的輸出。推而廣之,控制論認(rèn)為任何系統(tǒng)要保持或達(dá)到一定目標(biāo),就必須具有一定的反饋行為。,21控制論的定義,至今并沒有一個(gè)公認(rèn)的、比較完善的表述。,維納的定義控制論“是關(guān)于動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)”;我國學(xué)者錢學(xué)森的定義“控制論是研究系統(tǒng)各個(gè)部分如何進(jìn)行組織,以便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定和有目的的行動(dòng)”。,控制論發(fā)展的三個(gè)階段,Ⅰ50年代末以前,經(jīng)典控制論,黑箱理論,傳遞函數(shù),作用有限;Ⅱ50年代末至70年代初,現(xiàn)代控制論、最優(yōu)控制理論;Ⅲ70年代初以后,大系統(tǒng)理論、動(dòng)態(tài)最優(yōu)控制理。,經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)都是大系統(tǒng)。,22、控制論的基本概念控制系統(tǒng)的組成,控制系統(tǒng)一般是由控制器、被控對(duì)象、傳感器、比較器等主要部分組成,對(duì)某種環(huán)境具有控制功能與行為的系統(tǒng)。。,閉環(huán)控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),第一,傳感器。檢測(cè)比較裝置。作用主要是獲得反饋。第二,控制器。作用是用來決定應(yīng)該怎樣做。第三,執(zhí)行器。作用是完成控制器下達(dá)的決定。第四,控制量。這是我們自動(dòng)化機(jī)器所要達(dá)到的最終目的。,反饋,反饋系統(tǒng)輸出信息返回輸入端,經(jīng)處理,再對(duì)系統(tǒng)輸出施加影響的過程。正反饋反饋信息與原信息起相同的作用,使總輸入增大。系統(tǒng)目標(biāo)偏離。加劇系統(tǒng)不穩(wěn)定。負(fù)反饋反饋信息與原信息起相反的作用,使總輸入減小。系統(tǒng)目標(biāo)偏離減小。系統(tǒng)穩(wěn)定。負(fù)反饋是控制論的核心問題。,系統(tǒng)的穩(wěn)定性,系統(tǒng)穩(wěn)定性定義當(dāng)一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)處于一個(gè)平衡的狀態(tài)時(shí),如果受到外來作用的影響時(shí),系統(tǒng)經(jīng)過一個(gè)過渡過程仍然能夠回到原來的平衡狀態(tài),我們稱這個(gè)系統(tǒng)就是穩(wěn)定的,否則稱系統(tǒng)不穩(wěn)定。穩(wěn)定性是對(duì)系統(tǒng)的一個(gè)基本要求,反饋對(duì)系統(tǒng)的控制和穩(wěn)定起著決定性的作用,無論是生物體保持自身的動(dòng)態(tài)平穩(wěn)(如溫度、血壓的穩(wěn)定),或是機(jī)器自動(dòng)保持自身功能的穩(wěn)定,都是通過反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)的穩(wěn)定機(jī)制與控制方式,23控制論對(duì)系統(tǒng)工程方法論的啟示,黑箱灰箱白箱法,功能模擬法,形式化、數(shù)量化、最優(yōu)化方法,24控制論的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)控制論,英國,古典政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家,亞當(dāng)斯密商品的市場(chǎng)價(jià)格像一只“看不見的手”維持著市場(chǎng)供需的均衡;,完美體現(xiàn)了控制論思想,,經(jīng)濟(jì)控制模型,也稱為經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型、經(jīng)濟(jì)模型是在一組基本假設(shè)條件下,用數(shù)學(xué)關(guān)系式定量描述經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)特征的模型。所描述的數(shù)量關(guān)系必須符合經(jīng)濟(jì)因果關(guān)系和價(jià)值規(guī)律。,一定的使用條件;合理的經(jīng)濟(jì)解釋。,經(jīng)濟(jì)控制模型分類,按照建模方法的不同,可分為理論模型和仿真模型。理論模型清楚經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理?根據(jù)基本經(jīng)濟(jì)理論?推理分析建模(白箱建模)。仿真模型不太了解經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行機(jī)理?借助于辨識(shí)的方法建立的模型(灰箱或黑箱建模)。經(jīng)濟(jì)仿真模型在幫助人們認(rèn)識(shí)復(fù)雜經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。,實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué),經(jīng)濟(jì)控制模型分類,按照數(shù)學(xué)表達(dá)式的不同,經(jīng)濟(jì)模型還可分為代數(shù)方程、差分方程、微分方程模型;離散、連續(xù);靜態(tài)、動(dòng)態(tài)模型;單變量、多變量模型;線性、非線性模型;輸入輸出模型、狀態(tài)空間模型等。,經(jīng)濟(jì)控制模型的應(yīng)用,(1)研究經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各種因素之間的比例關(guān)系及變化規(guī)律。(經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu))(2)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)和市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)。(3)規(guī)劃研究。為制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)的依據(jù)。,3、信息論,1948年申農(nóng)發(fā)表的通訊的數(shù)學(xué)理論一文,成為信息論誕生的標(biāo)志。申農(nóng)為解決通訊技術(shù)中的信息編碼問題,把發(fā)射信息和接收信息作為一個(gè)整體的通訊過程來研究,提出發(fā)通訊系統(tǒng)的一般模型;同時(shí)建立了信息量的統(tǒng)計(jì)公式,奠定了信息論的理論基礎(chǔ)。,信息論的創(chuàng)始人是美貝爾電話研究所的數(shù)學(xué)家申農(nóng)(CESHANNON1916),,請(qǐng)解釋一下什么叫信息“消息”、“信號(hào)”、“知識(shí)”、“情報(bào)”“消息”信息信息論是怎樣的一門學(xué)科,3信息論,,“信息”是當(dāng)代使用頻率很高的一個(gè)概念,也是很難說清楚的一個(gè)概念。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),信息的定義有好多種,它們都從不同的側(cè)面、不同的層次揭示了信息的某些特征和性質(zhì),但至今仍沒有統(tǒng)一的、能為各界普遍認(rèn)同的定義。,信息的定義,信息的定義,百余種流行的科學(xué)定義;1948,控制論創(chuàng)始人N.WIENER信息是信息,不是物質(zhì),也不是能量控制論動(dòng)物和機(jī)器中通情與控制問題首先將“信息”上升到“最基本概念”的位置香農(nóng)的信息定義鐘義信的信息定義,什么是信息,香農(nóng)其人,20世紀(jì)中葉,信息論、控制論、系統(tǒng)論等標(biāo)新立異的新理論相繼問世,有力地“晃動(dòng)”著傳統(tǒng)的科學(xué)框架??藙诘孪戕r(nóng)是一位美國數(shù)學(xué)工程師,作為信息論的創(chuàng)始人,人們認(rèn)為他是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一。他在通信技術(shù)與工程方面的創(chuàng)造性工作,為計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程通信奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。人們尊崇香農(nóng)為信息論及數(shù)字通信時(shí)代的奠基之父。信息概念、“比特”,克勞德香農(nóng)CLAUDEELWOODSHANNON,191620011916年4月30日誕生于美國密西根州。父親是該鎮(zhèn)的法官,母親是鎮(zhèn)里的中學(xué)校長,香農(nóng)的祖父是一位農(nóng)場(chǎng)主兼發(fā)明家,發(fā)明過洗衣機(jī)和許多農(nóng)業(yè)機(jī)械;此外,香農(nóng)的家庭與大發(fā)明家愛迪生還有遠(yuǎn)親關(guān)系。,香農(nóng)其人家庭背景,2001年2月24日,香農(nóng)在馬薩諸塞州MEDFORD辭世,享年85歲。貝爾實(shí)驗(yàn)室和MIT發(fā)表的訃告都尊崇香農(nóng)為信息論及數(shù)字通信時(shí)代的奠基之父。,香農(nóng)其人,1938年在MIT獲得獲得電氣工程碩士學(xué)位,碩士論文題目是ASYMBOLICANALYSISOFRELAYANDSWITCHINGCIRCUITS繼電器與開關(guān)電路的符號(hào)分析。他注意到電話交換電路與布爾代數(shù)之間的類似性,即把布爾代數(shù)的“真”與“假”和電路系統(tǒng)的“開”與“關(guān)”對(duì)應(yīng)起來,并用1和0表示。于是他用布爾代數(shù)分析并優(yōu)化開關(guān)電路,這就奠定了數(shù)字電路的理論基礎(chǔ)。哈佛大學(xué)的伽登納HOWARDGARDNER教授說,“這可能是本世紀(jì)最重要、最著名的一篇碩士論文。”,香農(nóng)其人攻讀學(xué)位,1940年香農(nóng)在MIT獲得數(shù)學(xué)博士學(xué)位,而他的博士論文卻是關(guān)于人類遺傳學(xué)的,題目是ANALGEBRAFORTHEORETICALGENETICS理論遺傳學(xué)的代數(shù)學(xué)。,香農(nóng)其人攻讀學(xué)位,1948年發(fā)表論文AMATHEMATICALTHEORYOFCOMMUNICATION“通信的根本問題是報(bào)文的再生,在某一點(diǎn)與另外選擇的一點(diǎn)上報(bào)文應(yīng)該精確地或者近似地重現(xiàn)”這篇論文建立了信息論這一學(xué)科,給出了通信系統(tǒng)的線性示意模型的新思想在這篇論文中,香農(nóng)首次引入“比特”BIT一詞,香農(nóng)其人信息理論,通信的數(shù)學(xué)理論是香農(nóng)在數(shù)學(xué)與工程研究上的頂峰。他把通信理論的解釋公式化,對(duì)最有效地傳輸信息的問題進(jìn)行了研究。后來,寫道“信息理論可能像一個(gè)升空的氣球,其重要性超過了它的實(shí)際成就”,香農(nóng)其人信息理論,香農(nóng)理論的重要特征是熵ENTROPY的概念,他證明熵與信息內(nèi)容的不確定程度有等價(jià)關(guān)系。熵曾經(jīng)是波爾茲曼在熱力學(xué)第二定律引入的概念,可以把它理解為分子運(yùn)動(dòng)的混亂度。信息熵也有類似意義。,香農(nóng)其人信息理論,熱能不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,只能從高溫物體傳到低溫物體,香農(nóng)可以熟練地玩一套雜技。一個(gè)膾炙人口的故事他經(jīng)常騎著獨(dú)輪車、手里拋著三個(gè)球來到貝爾實(shí)驗(yàn)室的大廳。發(fā)明過有兩個(gè)座位的獨(dú)輪車,不過恐怕沒有人敢與他享;他還把獨(dú)輪車造成偏離地心的,騎在上面忽高忽低,像鴨子行走似的這些活動(dòng)表明了香農(nóng)的主張,即好奇心比實(shí)用性對(duì)他的刺激更大。他的名言是“我感到奇妙的是事物何以集成一體。”,香農(nóng)其人業(yè)余愛好,1941年香農(nóng)以數(shù)學(xué)研究員的身份進(jìn)入新澤西州的ATT貝爾電話公司,并在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作到1972年;從24歲到55歲,整整31年。1956年他當(dāng)了MIT的訪問教授,1958年成為正式教授,1978年退休。二戰(zhàn)時(shí)期,香農(nóng)博士是一位著名的密碼破譯者。1949年香農(nóng)發(fā)表了另外一篇重要論文COMMUNICATIONTHEORYOFSECRECYSYSTEMS意義使保密通信由藝術(shù)變成科學(xué),香農(nóng)其人參加工作,香農(nóng)其人榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng),是使我們的世界能進(jìn)行立即通信的少數(shù)科學(xué)家和思想家之一是美國科學(xué)院院士、美國工程院院士、英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、美國哲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員獲得1949年MORRIS獎(jiǎng)、1955年BALLANTINE獎(jiǎng)、1962年KELLY獎(jiǎng)、1966年的國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?、IEEE的榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)隆?978年JAQUARD獎(jiǎng)、1983年FRITZ獎(jiǎng)、1985年基礎(chǔ)科學(xué)京都獎(jiǎng),佛蘭克林研究所的巴蘭亭獎(jiǎng)?wù)?美國工業(yè)電子工程協(xié)會(huì)頒發(fā)的凱萊獎(jiǎng),美國電機(jī)和電子工程協(xié)會(huì)的榮譽(yù)獎(jiǎng),收到兩封信(消息)一封談的是其同學(xué)最近的工作、學(xué)習(xí)狀況;一封是家信,談的是家人的健康狀況;有同事問你從那一封信中獲得了更多的信息進(jìn)一步問家信含有的信息比同學(xué)來信中多多少很難回答經(jīng)驗(yàn)性的把“信息”與“消息”混為一談,信息的定義,香農(nóng)的三個(gè)觀點(diǎn)1)形式化假說通信的基本問題是在消息的接收端精確或近似地復(fù)制發(fā)送端發(fā)出的消息。通信中消息的意義和效果與通信工程沒有關(guān)系。臺(tái)灣將于2008年舉行總統(tǒng)大選,信息的兩種定義,2)非決定論一個(gè)實(shí)際的消息總是從可能發(fā)生的消息集合中選擇出來的;因此,系統(tǒng)必須對(duì)每種選擇都能工作。3)不確定性人們只有在兩種情況下采用通信的需要一是自己有某種形式的消息要告知對(duì)方,而估計(jì)對(duì)方“不知道”這個(gè)消息;二是自己有某種“疑問”要詢問對(duì)方,而估計(jì)對(duì)方能做出一定的解釋。,,香農(nóng)的信息定義信息是用來消除不確定性的東西。,信息的兩種定義,(1)定義的出發(fā)點(diǎn)是假定事物狀態(tài)可以用一個(gè)以經(jīng)典集合論為基礎(chǔ)的概率模型來描述,在實(shí)際中要尋找一個(gè)合適的概率模型往往是非常困難的。有時(shí)是否存在這樣一種模型還值得探討。(2)定義沒有考慮收信者的主觀特性和主觀意義,不顧信息的具體含意、具體用途、重要程度和引起后果等因素。這就與實(shí)際情況不完全一致。其實(shí),信息有很強(qiáng)的主觀性和實(shí)用性。,香農(nóng)信息定義的局限性,鐘義信的信息定義信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)與方式,是物質(zhì)的一種屬性。,信息的兩種定義,預(yù)備知識(shí),消息是用語言、文字、數(shù)據(jù)、符號(hào)、音符、圖像等能被人們的感覺器官所感知的形式,對(duì)客觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和主觀思維活動(dòng)的一種表述。,消息中國男子足球隊(duì)將獲得2008年奧運(yùn)會(huì)團(tuán)體冠軍。,人們也常常錯(cuò)誤地把信息等同于消息,認(rèn)為得到消息,就是得到了信息。例如,當(dāng)人們收到一封電報(bào),接到個(gè)電話,收聽了廣播或看了電視等以后,就說得到了“信息”。人們通過通信,接收到消息后,得到的是關(guān)于描述萊事物狀態(tài)的具體內(nèi)容。例如,聽氣象廣播,氣象預(yù)報(bào)為“晴間多云”,這就告訴了我們某地的氣象狀態(tài).而“晴間多云”這廣播語言則是對(duì)氣象狀態(tài)的具體表述。,預(yù)備知識(shí),消息中包含信息,是信息的載體。得到消息,從而獲得信息。,知識(shí)是人們根據(jù)某種目的,從自然界收集得來的數(shù)據(jù)中,整理、概括、提取得到有價(jià)值的、人們所需的信息。知識(shí)是一種具有普遍和概括性質(zhì)的高層次的信息。,預(yù)備知識(shí),例有一堆A、B兩所大學(xué)學(xué)生的考試成績數(shù)據(jù)。為了了解A、B兩所大學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績水平的差別,而進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,得到張曲線圖。,預(yù)備知識(shí),知識(shí)是以實(shí)踐為基礎(chǔ),通過抽象思維,對(duì)客觀事物規(guī)律性的概括。知識(shí)信息只是人類社會(huì)中客觀存在的部分信息。,知識(shí)是信息、但不等于信息的全體,情報(bào)學(xué)中定義情報(bào)是人們對(duì)于某個(gè)特定對(duì)象所見、所聞、所理解而產(chǎn)生的知識(shí)。如“對(duì)敵方情況的報(bào)告”、“文獻(xiàn)資料中對(duì)于最新情況的報(bào)道或者進(jìn)行資料整理的成果”等,預(yù)備知識(shí),在各種實(shí)際通信系統(tǒng)中,往往為了克服時(shí)間或空間的限制而進(jìn)行通信,必須對(duì)消息進(jìn)行加工處理。把消息變換成適合信道傳輸?shù)奈锢砹?,這種物理量稱為信號(hào)如電信號(hào),光倍號(hào),聲信號(hào),生物信號(hào)等等。信號(hào)攜帶著消息,它是消息的運(yùn)載工具。例、漢文消息不能直接在信道中傳輸。一般,需先將漢文例如“借錢5分”變換成四位碼,然后變換成由點(diǎn)、劃和空隔三種符號(hào)組成的莫爾斯碼,再轉(zhuǎn)換成脈沖電信號(hào),然后經(jīng)過調(diào)制變成高頻調(diào)制電信號(hào),才能在信道中傳輸。此時(shí),脈沖電信號(hào)或高頻調(diào)制電信號(hào)都載荷著漢文消息,表述借了5分錢的一種狀態(tài)。,預(yù)備知識(shí),信息理論,信息論-統(tǒng)計(jì)信息理論四十年代末期CESHANNON,以客觀概率信息為研究對(duì)象,從通信的信息傳輸問題中總結(jié)和開拓出來的理論。發(fā)展的觀點(diǎn)--信息科學(xué)所不可缺少的理論基石,什么是信息理論,一般通信系統(tǒng)模型,消息,消息噪聲,消息,信息量數(shù)學(xué)公式,申農(nóng)的公式HXΣPXIHXI-ΣPXILOG2PXI其中H(X)表示信息量,PXI表示某狀態(tài)XI不確定的概率,HXILOG2PXI,表示某狀態(tài)XI的不定性數(shù)量或所含的信息量。若PXI1,則HXI0;若PXI0,則HXI∞;當(dāng)N2,且P1P21/2時(shí),HX1比特。因此可見一個(gè)等幾率的二中擇一的事件具有1比特的不定性或信息量。,信息與熵關(guān)系,信息量所表示的是體系的有序度、組織結(jié)構(gòu)程度、復(fù)雜性、特異性或進(jìn)化發(fā)展程度。這是熵(無序度、不定度、混亂度)的矛盾對(duì)立面,即負(fù)熵。關(guān)于信息論的熵與的關(guān)系,布里淵、林啟茨和奧根斯坦等曾進(jìn)行過初步討論。比較信息熵I=-LOG2P(XI)熱力學(xué)熵SKLNP有I=-LOG2ES/K即信息是負(fù)熵。,信息特征,信息特征有1、可識(shí)別;2、可轉(zhuǎn)換;3、可傳遞;4、可加工處理;5、可多次利用(無損耗性);6、在流通中擴(kuò)充;7、主客體二重性。8、信息的能動(dòng)性。9、可共享性。信息是物質(zhì)相互作用的一種屬性,涉及主客體雙方;信息表征信源客體存在方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性,所以它具有客體性,絕對(duì)性;但接收者所獲得的信息量和價(jià)值的大小,與信宿主體的背景有關(guān),表現(xiàn)了信息的主體性和相對(duì)性??晒蚕硇允切畔⑴c物質(zhì)和能量的主要區(qū)別。,信息論,信息論是研究信息的產(chǎn)生、獲取、變換、傳輸、存貯、處理識(shí)別及利用的學(xué)科。狹義信息論它以編碼理論為中心,主要研究信息系統(tǒng)模型、信息的度量、信息容量、編碼理論及噪聲理論等。一般信息論(通信理論)主要是研究信息傳輸和處理問題,除了香農(nóng)理論外,還包括噪聲理論、信號(hào)濾波和預(yù)測(cè)、統(tǒng)計(jì)檢測(cè)和估計(jì)理論、調(diào)制理論以及信息處理理論等。廣義信息論又稱信息科學(xué),主要研究以計(jì)算機(jī)處理為中心的信息處理的基本理論,包括評(píng)議、文字的處理、圖像識(shí)別、學(xué)習(xí)理論及其各種應(yīng)用。,信息論研究利用了類比方法和統(tǒng)計(jì)方法信息方法,信息論及其方法論的啟示,
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