信息科技与社会发展课程

五次信息革命
第四代（1970-）大规模集成电路 磁盘/固态 超级计算机 网络计算机 服务器 工作站 路由器 工业计算机
五次信息革命
微型计算机发展 （1971）硅谷 （1983）IBM PC/XT 8088 （1984）IBM PC/AT 80286 （1986）Compaq 80386 （1989）DELL 80486 （1996）奔腾
消息所含能消除不确定性的内容
信息的性质
可度量性
信息熵
可传输与可存储性
传输/存储——同一时间/同一空间，不同空间/不同时
间的传输——借助于信号（伴随着人类
文明史）
信息的性质
Байду номын сангаас
可共享性
不同于物质和能量的性质
信息“大爆炸”——信息极大丰富
五次信息革命
第三次信息革命——造纸的出现
古埃及 纸草
中国 甲骨 竹简 绢帛
欧洲 羊皮
造纸 （东汉）蔡伦
图像、文字、数字的存储和传输
五次信息革命
第三次信息革命——印刷的出现
中国
（先秦）印章→（唐）雕版印刷
→ （北宋）毕昇 活字印刷
五次信息革命
第三次信息革命——印刷的出现
德国
（1440）古登堡 铅合金活字印刷 现代印刷
信息的定义
消息、信号与信息的关系
通信系统中信道传输信号 信号承载消息 消息所含能消除不确定性的内容是信息
信息的度量
信息的度量
猜猜谁夺冠——32支球队 粗略点，任一夺冠信息量5比特——log32=5 细一点，前8夺冠信息量4比特——log16=4 9-16夺冠信息量5比特——log32=5 后16夺冠信息量6比特——log64=6
信息的度量
50万字的中文书
常用汉字6700（一级二级国标）
粗略点，每个汉字信息量约13比特——log6700=12.7
细一点，前10%汉字信息量约9比特——log670=9.4
后90%汉字信息量约13比特——log6030=12.6
信息的度量
某个汉字的信息量——信息熵 1 1 粗略点，H(X) 6700 log log 6700 12.7(bit ) 6700 6700
信息的度量——信息熵
信息的性质
信息的性质
普遍性 自然界的信息——花朵的色彩、水果的芳香 人类的信息（伴随着人类文明史）——语言、文字、 数字、图像 非洲石鼓、烽火狼烟、波士顿教堂的 灯光
信息的性质
本原性
系统的三大要素——没有物质，什么也不存在
没有能量，什么也不发生
没有信息，什么也没意义
有序性
信息处理对人脑的部分替代
信息与人类文明史的关系
信息论
信息与信息论
（1948）香农 信息论
信息的定义
信息的度量
信息的性质
信息的定义
信息的定义
通信系统的一般模型 信源 发送 信道 噪声 接收
信宿
信息的定义
信源——发出消息的人、机器或事物
信宿——接收消息的人、机器或事物
信道——传输信号的通道，信道中通常引入噪声
核心通识课程
信息科技与社会发展
通信与信息工程学院 陈伟建
信息科技与社会发展
考核方式与成绩评定
平时考核：讨论+评述， 20%+30%
期末考核：开卷笔试，50%
信息科技与社会发展
需回答的问题
信息、信息科技
社会发展、信息社会
信息、信息科技在社会发展中的作用 信息社会中的信息科技
信息的存在
辞海：信息、物质和能量被称为系统的三大要素
五次信息革命
电子计算机 （1990）贝尔实验室 光子计算机 （？）量子计算机 文字、数字、语言、图像的存储和处理
五次信息革命
人类文明史的五次信息革命
语言、文字、数字的产生——信息的表现形式
造纸、印刷、电报、电话的出现——信息的载体
计算机的出现——信息的处理
课堂提问
信息载体的演变
信息载体对信息的强化作用
6700个汉字，26个字母键
粗略点，每个汉字信息量约13比特——log6700=12.7
每个字母键信息量约5比特——log26=4.7
输入一个汉字需要敲——12.7/4.7=2.7次键
目前，全拼输入法输入一个汉字需要敲2.98次
课堂提问
消息、信号与信息的关系
消息、信号与五次信息革命
香农与信息论
信息的度量
某支球队夺冠的信息量——信息熵
1 1 粗略点，H(X) Pi log Pi 32 log log32 5(bit ) 32 32 i 1
细一点，H (X ) Pi log Pi
i 1 32
32
1 1 1 1 1 1 8 log 8 log 16 log 16 16 32 32 64 64 1 1 1 log16 log 32 log 64 2 1.25 1.5 4.75(bit ) 2 4 4
五次信息革命
人类文明史的五次信息革命
语言的产生
文字、数字的产生
造纸、印刷的出现
电报、电话的出现
计算机的出现
五次信息革命
第一次信息革命——语言的产生
某种怪叫——狩猎时的交流 语言： 特定的音调，约定的规律
五次信息革命
第二次信息革命——文字的产生
古埃及的“死者之书” 中国的甲骨文 拼音文字或结构文字： 特定的符号，约定的规律
五次信息革命
第四次信息革命——电话的出现
美国
（1876）贝尔
2002年美国国会269号决议：（1860）穆齐
语言的实时传输
五次信息革命
第五次信息革命——计算机的出现
美国
（1946）ENIAC
17840个电子管 功耗170KW
5000次/秒
五次信息革命
计算机发展 第一代（1946-1958）电子管 阴极射线管 数千-数万次/秒 第二代（1958-1964）晶体管 磁芯 数十万-数百万次/秒 第三代（1964-1970）小规模集成电路 磁芯 数百万-数千万次/秒
发送——从消息到信号的变换和处理
接收——从含噪声信号到消息的反变换和处理
信息的定义
消息——图像、声音、文字、数字等符号组成的序列
由信源发出被信宿接收
信号——承载消息的载体，如电信号、光信号等
适合信道传输
信息的定义
消息 信源
信号 发送
信号+噪声
信道 噪声 接收
消息
信宿
信息的定义
如果信宿接收的消息不含能消除不确定性的内容，该 消息没有意义 信息——消息所含能消除不确定性的内容 辞海——信息是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
欧廷：没有物质，什么也不存在 没有能量，什么也不发生
没有信息，什么也没意义
信息的存在
自然界的信息
花朵的色彩、水果的芳香
信息推动社会发展
推动社会发展的三个要素
物质
能量
信息
信息推动社会发展
社会发展
生产力的角度：渔猎与狩猎社会→农耕社会→工业社会 →信息社会
生产工具的角度：石器时代→青铜时代→铁器时代→蒸 汽时代→电气时代→电子时代→信息时代
图像、文字、数字的存储和传输
五次信息革命
第四次信息革命——电报的出现
美国
（1837）莫尔斯
莫尔斯电码
电报机
德（1850）路透
巴黎-柏林
五次信息革命
第四次信息革命——电报的出现
中文电报
文字、数字的快速传输
哈0761 骸7546 孩1326 海3189 氦8640 亥0075 害1364 骇7480 酣6799 憨2003 邯6725 韩7281 含0698 涵3211 寒1383 函0428 喊0815 罕4988 翰5060 撼2338 捍2194 旱2487 憾2013 悍1880 焊3549 汗3063 汉3352
五次信息革命
第二次信息革命——数字的产生
数手指、结绳记事
古巴比伦数字
阿拉伯（印度）数字：
特定的符号，约定的规律
五次信息革命
人类文明史的信息
语言、文字、数字
非洲石鼓——特殊的“语言”
烽火狼烟、波士顿老教堂尖顶的灯光——光的“编码”
课堂提问
信息的表现形式
信息的主要作用
信息与人类文明史的关系
细一点，H(X) 0.95 670
1 1 1 1 log 0.05 6030 log 670 670 6030 6030 0.95log 670 0.05log 6030 8.93 0.63 9.56(bit )
50万字中文书的信息量500万比特左右
信息的度量
输入一个汉字需要敲多少次键