第1讲-信息科学基本概念
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代科学技术概论》
按研究对象的不同可分为自然科学、社会科学和思维科学，以及总结和贯穿于三 个领域的哲学和数学。
按与实践的不同联系可分为理论科学、技术科学、应用科学等。 按人类对自然规律利用的直接程度，科学可分为自然科学、实验科学两类。
《信息技术导论》-第1讲 11
2014-7-6
§1.1 名词解释
编号、拨号、多用户接续（交换）
数字程控交换电话
数字技术应用，更高效的处理日益增长的用户需求
移动电话 多媒体信息终端
《信息技术导论》-第1讲 23
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
5.信息科学技术改变人类社会
当代社会将信息、材料和能源并列，被称之为社 会的三大支柱。 信息技术正在改变人们的生产方式、工作方式、 学习方式、交往方式、生活方式、战争方式、思 维方式，正在导致人类社会向信息化社会迈进
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
4
专题讲座安排
主讲人 专题 周次 金海 计算机 6 3-4节 西十二 N212 王红卫 控制工程 7 5-6节 邹雪城 微电子学 8 7-8节 东十二 F102 东十二 F101 王殊 付松年 信息与通信 激光与光电 9 9-10节 西十二 N412 东十二 F101 东十二 F101 东十二 F102
《信息技术导论》-第1讲 5
10 11-12节
星期 星期二 星期三 星期四 星期五
2014-7-6
东十二 F101
参考教材
黄载禄 等编
《电子信息科学与技术导论》高等教育出版社
钟义信编
《信息科学与技术导论》
北京邮电出版社
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
6
考核方式
根据授课内容，自己提出某一最感兴趣的
H pi log pi
i
香农信息理论
香农信息论基本定理
香农第一定理：可变长无失真信源编码定理 香农第二定理：有噪信道编码定理 （信道容量） 香农第三定理：保失真度准则下的有失真信源编码定理
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
17
§1.2 信息科学技术基本概念
3.信息科学技术研究领域
1 2 3
信息
ห้องสมุดไป่ตู้材料
能源
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
24
§1.3 信息科学技术学科划分
1.学科划分概念
我国高等学校本科教育的专业设置按照“学科门 类”、“学科大类（一级学科）”、“专业”（ 二级学科）三个层次来设置 学科门类：工学 信息科学相关的一级学科：
电子科学与技术 信息与通信工程 控制科学与工程 计算机科学与技术 光学工程
信号与信息处理
控制理论与控制工程 检测技术与自动化装置 系统工程 模式识别与智能系统 导航、制导与控制 计算机系统结构 计算机软件与理论 计算机应用技术
26
0811控制科学与工程
081103 081104 081105 081201
0812计算机科学与技术
工业信息、农业信息、科技信息、文化信息….
14
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
§1.1 名词解释
5.电子信息工程
信息电子技术包括 模拟电子技术和 数字电子技术。电子技术是对电子 信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、 转换。是采用电子技术解决信息科学中提出的问题的一门技术。
电子信息工程是一门应用计算机进行电子信息控制和处理的学科，研究 信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。
电话交换局里怎么处理各种电话信号？ 手机是怎样传递声音和图像？ 网络怎样传递数据？ 信息传递中如何保密等？
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
15
§1.2 信息科学技术基本概念
王 殊：信息与通信工程 金 海：计算机科学与技术 王红卫：控制科学与工程 邹雪城：集成电路与微电子技术 付松年：激光与光电信息技术 大学一年级第一学期（4学时） 大学二年级第一学期（4学时） 大学三年级第一学期（4学时）
（2学时） （2学时） （2学时） （2学时） （2学时）
第三部分：文灏主讲，本学科教学计划和课程设置
标志性技术 工具制造、冶炼 蒸汽机 电力 通信
对社会的影响 生存与安全 制造能力大发展 生活更便捷 知识共享、全面发展
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
12
§1.1 名词解释
3.工程
“工程”是科学的某种应用，通过这一应用，使自然界的物质和 能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，是以 最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。
，与专业相关的问题，写作论文；
个人四年大学规划
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
7
信息技术导论
第1 讲
信息科学技术的基本概念
本讲内容
什么是信息、科学、技术
信息科学技术基本概念
电子技术、信息理论
信息科学技术的研究邻域
信息科学技术的学科划分
学科门类、学科大类、专业
学习规划
《信息技术导论》-第1讲 9
信息技术导论
华中科技大学电子与信息工程系
新生的困惑
电信专业是干什么的？ 大学毕业可以从事什么工作？
要学哪些课程？它们有什么用？
电信技术的发展状况
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
2
《信息技术导论》课程大纲
使学生了解电子信息科学技术的相关专业、学科与
产业的发展历史、现状，以及今后的可能技术发展
通信网
互联网
未来通信是怎样的？
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
19
§1.2 信息科学技术基本概念
信息处理
信息、消息与信号
信号是消息的载体；通信传输含有信息的消息； 信息是一种不确定度的确定。 模数转换、噪声去除 ； 信号代数运算、信号增强。 语音识别与理解 文字识别 图像识别 视频信息理解 语音合成 虚拟现实
半导体晶体管
集成电路
电子技术百年发 展，催生信息时 代的到来
16
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
§1.2 信息科学技术基本概念
2.信息理论
问题
信息是什么？信息如何度量？信息的存储和传输开销有多大？
将信息的传递作为一种统计现象来考虑，运用概率论与数理统计 的方法进行研究。 信息度量基本数学方法，信息熵
《信息技术导论》-第1讲
13
§1.1 名词解释
4.信息
定义：
信息 【information】：以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。
1928年R.VHartly在《信息传输》描述：信息是指有新内容、新知识的消息。 1948年C.E.Shannon在《通信的数学理论》描述：认为信息是用以消除随机不 确定性的东西（信息是肯定性的确认；确定性的增加），并提出信息量的概念和 信息熵的计算方法，从而奠定了信息论的基础。
2.技术
法国《百科全书》 ：技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。 古代，技术和科学分离。科学知知识专属于贵族哲学家，技术由工匠掌握。 到19世纪，爱迪生建立了世界上第一所研究实验室。技术逐渐以科学为基础， 两者紧密结合，科学技术得到快速发展。
技术发展阶段 石器、铜器、铁器时代 蒸汽机时代 电气时代 信息时代
电子信息存储的软件
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
21
§1.2 信息科学技术基本概念
信息应用
数据库系统
数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的、有共享的、统一管理的 数据集合。是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。它能 更合适的组织数据、更方便的维护数据、更严密的控制数据和更有效的利 用数据。 数据库中数据的性质：整体性、共享性。
关系数据库模型：基于关系模型的数据表、关系表设计的范式约束。
结构化查询语言：包括查询、操纵、定义和控制等功能。
网络信息检索
搜索器：其功能是在互联网中漫游，发现和搜集信息；
索引器：其功能是理解搜索器所搜索到的信息，从中抽取出索引项，用于表示文档以
及生成文档库的索引表；
检索器：其功能是根据用户的查询在索引库中快速检索文档，进行相关度评价，对将
要输出的结果排序，并能按用户的查询需求合理反馈信息；
用户接口：其作用是接纳用户查询、显示查询结果、提供个性化查询项 。
《信息技术导论》-第1讲 22
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
4.身边的信息技术-电话
早期人工接续电话
承载话音的电信号直接传输过程，声-电转换
自动拨号电话
《信息技术导论》-第1讲 25
2014-7-6
§1.3 信息科学技术学科划分
2.学科专业之间关系
080901 0809电子科学与技术 物理电子学
080902
080903 080904 081001
电路与系统
微电子与固体电子学 电磁场与微波技术 通信与信息系统
0810信息与通信工程
011002
081101 081102
2014-7-6
§1.1 名词解释
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
10
§1.1 名词解释
1.科学
1888年，达尔文 “科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论”。 法国《百科全书》：科学通过分类，以寻求事物之中的条理。科学通 过揭示支配事物的规律，以求说明事物。
科学即反映自然、社会、思维等的客观规律的分科知识体系。-《现
工程更多聚焦实际经验，科学则侧重理论和纯研究，技术介于两者之间。 科学是对自然合理地研究或学习，焦点在于发现(现象)世界内元素间的 永恒关系(原理)。
工程为对科学及技术原理合理的使用，以达到基于经验上的计划结果。 质能转换理论为科学家爱因斯坦的发现，核电站则是该理论的工程应用。
2014-7-6
走向
利用专业介绍向学生讲解大学四年的教学计划和课 程设置，帮助学生了解各专业的业务领域，明确学 习目标，调动学生学习本专业的热情、制订大学四 年学习规划，自主完成大学四年的学习。
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
3
授课形式
第一部分：文灏主讲，专业介绍及课程安排（2学时） 第二部分：专题讲座
信息的特点：
存在的普遍性；载体依附性 ；有序性；相对性；可度量性； 可扩充性； 可存储、传输与携带性；可压缩性； 可替代性；可扩散性； 可共享性；时效性；传递性 ；价值相对性 ；真伪性 ；可处理性。
信息的分类：
有用信息、无用信息和干扰信息；
概率信息、偶发信息、确定信息和模糊信息
连续信息、离散信息和半连续信息;
信息获取
感知信息类型
人们感知信息：听觉、视觉、味觉、嗅觉、触觉、第六感 人造系统感知信息：各种物理参数
语音信息获取与还原
磁电感应获得声音信号 电磁感应还原声波信息 声音信号的特征：强弱、频率 摄像：光电导摄像管，光敏器件 成像：显像管 图像信号的特征：明暗、颜色
图像信息获取与还原
1.电子技术发展
电子技术是信息技术的基础，所有电路系统都是电子技术的产物。
电子管
1907年问世 体积大、功耗大、发热、寿命短 负载能力强，线性好，高频大功率应用 PN结 1950年，第一只“PN结型晶体管”问世 1956年，肖克利、巴丁、布拉顿三人， 因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖 体积小、无须预热、能耗低、寿命长 半导体材料上多器件集成， 摩尔定律：2年一倍 集成度：器件数量-30亿，连线宽度-45纳米
其他信息的获取
《信息技术导论》-第1讲 18
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
信息传输
问题：人们需要不受时间、地点约束的信息共享。 通信系统
有线系统 无线系统
编 码
解 码
通信理论
编码：有效表达信息，减少传输差错 信源编码、信道编码；香农定理 调制：提高传输效率 多用户参与的通信系统，广泛的适应性借助大量协议的约束 全球信息汇聚平台。多媒体、异质网。
《信息技术导论》-第1讲 20
iphone4s
基本信息处理
面向识别的信息处理
信息综合处理
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
信息存储
信息存储是人类文明传承的基础，意义重大。 电子信息存储的硬件
磁存储：容量4T，1500转/分，读写>200MB/s 光存储：蓝光DVD容量30G，读写>20X4.5MB/s 半导体存储：CF卡容量128G，读写100MB/s 信息的压缩 语音压缩： 图像压缩： 视频压缩： 信息的加密
按研究对象的不同可分为自然科学、社会科学和思维科学，以及总结和贯穿于三 个领域的哲学和数学。
按与实践的不同联系可分为理论科学、技术科学、应用科学等。 按人类对自然规律利用的直接程度，科学可分为自然科学、实验科学两类。
《信息技术导论》-第1讲 11
2014-7-6
§1.1 名词解释
编号、拨号、多用户接续（交换）
数字程控交换电话
数字技术应用，更高效的处理日益增长的用户需求
移动电话 多媒体信息终端
《信息技术导论》-第1讲 23
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
5.信息科学技术改变人类社会
当代社会将信息、材料和能源并列，被称之为社 会的三大支柱。 信息技术正在改变人们的生产方式、工作方式、 学习方式、交往方式、生活方式、战争方式、思 维方式，正在导致人类社会向信息化社会迈进
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
4
专题讲座安排
主讲人 专题 周次 金海 计算机 6 3-4节 西十二 N212 王红卫 控制工程 7 5-6节 邹雪城 微电子学 8 7-8节 东十二 F102 东十二 F101 王殊 付松年 信息与通信 激光与光电 9 9-10节 西十二 N412 东十二 F101 东十二 F101 东十二 F102
《信息技术导论》-第1讲 5
10 11-12节
星期 星期二 星期三 星期四 星期五
2014-7-6
东十二 F101
参考教材
黄载禄 等编
《电子信息科学与技术导论》高等教育出版社
钟义信编
《信息科学与技术导论》
北京邮电出版社
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
6
考核方式
根据授课内容，自己提出某一最感兴趣的
H pi log pi
i
香农信息理论
香农信息论基本定理
香农第一定理：可变长无失真信源编码定理 香农第二定理：有噪信道编码定理 （信道容量） 香农第三定理：保失真度准则下的有失真信源编码定理
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《信息技术导论》-第1讲
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§1.2 信息科学技术基本概念
3.信息科学技术研究领域
1 2 3
信息
ห้องสมุดไป่ตู้材料
能源
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《信息技术导论》-第1讲
24
§1.3 信息科学技术学科划分
1.学科划分概念
我国高等学校本科教育的专业设置按照“学科门 类”、“学科大类（一级学科）”、“专业”（ 二级学科）三个层次来设置 学科门类：工学 信息科学相关的一级学科：
电子科学与技术 信息与通信工程 控制科学与工程 计算机科学与技术 光学工程
信号与信息处理
控制理论与控制工程 检测技术与自动化装置 系统工程 模式识别与智能系统 导航、制导与控制 计算机系统结构 计算机软件与理论 计算机应用技术
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0811控制科学与工程
081103 081104 081105 081201
0812计算机科学与技术
工业信息、农业信息、科技信息、文化信息….
14
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《信息技术导论》-第1讲
§1.1 名词解释
5.电子信息工程
信息电子技术包括 模拟电子技术和 数字电子技术。电子技术是对电子 信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、 转换。是采用电子技术解决信息科学中提出的问题的一门技术。
电子信息工程是一门应用计算机进行电子信息控制和处理的学科，研究 信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。
电话交换局里怎么处理各种电话信号？ 手机是怎样传递声音和图像？ 网络怎样传递数据？ 信息传递中如何保密等？
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《信息技术导论》-第1讲
15
§1.2 信息科学技术基本概念
王 殊：信息与通信工程 金 海：计算机科学与技术 王红卫：控制科学与工程 邹雪城：集成电路与微电子技术 付松年：激光与光电信息技术 大学一年级第一学期（4学时） 大学二年级第一学期（4学时） 大学三年级第一学期（4学时）
（2学时） （2学时） （2学时） （2学时） （2学时）
第三部分：文灏主讲，本学科教学计划和课程设置
标志性技术 工具制造、冶炼 蒸汽机 电力 通信
对社会的影响 生存与安全 制造能力大发展 生活更便捷 知识共享、全面发展
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
12
§1.1 名词解释
3.工程
“工程”是科学的某种应用，通过这一应用，使自然界的物质和 能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，是以 最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。
，与专业相关的问题，写作论文；
个人四年大学规划
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《信息技术导论》-第1讲
7
信息技术导论
第1 讲
信息科学技术的基本概念
本讲内容
什么是信息、科学、技术
信息科学技术基本概念
电子技术、信息理论
信息科学技术的研究邻域
信息科学技术的学科划分
学科门类、学科大类、专业
学习规划
《信息技术导论》-第1讲 9
信息技术导论
华中科技大学电子与信息工程系
新生的困惑
电信专业是干什么的？ 大学毕业可以从事什么工作？
要学哪些课程？它们有什么用？
电信技术的发展状况
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《信息技术导论》-第1讲
2
《信息技术导论》课程大纲
使学生了解电子信息科学技术的相关专业、学科与
产业的发展历史、现状，以及今后的可能技术发展
通信网
互联网
未来通信是怎样的？
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
19
§1.2 信息科学技术基本概念
信息处理
信息、消息与信号
信号是消息的载体；通信传输含有信息的消息； 信息是一种不确定度的确定。 模数转换、噪声去除 ； 信号代数运算、信号增强。 语音识别与理解 文字识别 图像识别 视频信息理解 语音合成 虚拟现实
半导体晶体管
集成电路
电子技术百年发 展，催生信息时 代的到来
16
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《信息技术导论》-第1讲
§1.2 信息科学技术基本概念
2.信息理论
问题
信息是什么？信息如何度量？信息的存储和传输开销有多大？
将信息的传递作为一种统计现象来考虑，运用概率论与数理统计 的方法进行研究。 信息度量基本数学方法，信息熵
《信息技术导论》-第1讲
13
§1.1 名词解释
4.信息
定义：
信息 【information】：以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。
1928年R.VHartly在《信息传输》描述：信息是指有新内容、新知识的消息。 1948年C.E.Shannon在《通信的数学理论》描述：认为信息是用以消除随机不 确定性的东西（信息是肯定性的确认；确定性的增加），并提出信息量的概念和 信息熵的计算方法，从而奠定了信息论的基础。
2.技术
法国《百科全书》 ：技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。 古代，技术和科学分离。科学知知识专属于贵族哲学家，技术由工匠掌握。 到19世纪，爱迪生建立了世界上第一所研究实验室。技术逐渐以科学为基础， 两者紧密结合，科学技术得到快速发展。
技术发展阶段 石器、铜器、铁器时代 蒸汽机时代 电气时代 信息时代
电子信息存储的软件
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《信息技术导论》-第1讲
21
§1.2 信息科学技术基本概念
信息应用
数据库系统
数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的、有共享的、统一管理的 数据集合。是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。它能 更合适的组织数据、更方便的维护数据、更严密的控制数据和更有效的利 用数据。 数据库中数据的性质：整体性、共享性。
关系数据库模型：基于关系模型的数据表、关系表设计的范式约束。
结构化查询语言：包括查询、操纵、定义和控制等功能。
网络信息检索
搜索器：其功能是在互联网中漫游，发现和搜集信息；
索引器：其功能是理解搜索器所搜索到的信息，从中抽取出索引项，用于表示文档以
及生成文档库的索引表；
检索器：其功能是根据用户的查询在索引库中快速检索文档，进行相关度评价，对将
要输出的结果排序，并能按用户的查询需求合理反馈信息；
用户接口：其作用是接纳用户查询、显示查询结果、提供个性化查询项 。
《信息技术导论》-第1讲 22
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§1.2 信息科学技术基本概念
4.身边的信息技术-电话
早期人工接续电话
承载话音的电信号直接传输过程，声-电转换
自动拨号电话
《信息技术导论》-第1讲 25
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§1.3 信息科学技术学科划分
2.学科专业之间关系
080901 0809电子科学与技术 物理电子学
080902
080903 080904 081001
电路与系统
微电子与固体电子学 电磁场与微波技术 通信与信息系统
0810信息与通信工程
011002
081101 081102
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§1.1 名词解释
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《信息技术导论》-第1讲
10
§1.1 名词解释
1.科学
1888年，达尔文 “科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论”。 法国《百科全书》：科学通过分类，以寻求事物之中的条理。科学通 过揭示支配事物的规律，以求说明事物。
科学即反映自然、社会、思维等的客观规律的分科知识体系。-《现
工程更多聚焦实际经验，科学则侧重理论和纯研究，技术介于两者之间。 科学是对自然合理地研究或学习，焦点在于发现(现象)世界内元素间的 永恒关系(原理)。
工程为对科学及技术原理合理的使用，以达到基于经验上的计划结果。 质能转换理论为科学家爱因斯坦的发现，核电站则是该理论的工程应用。
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走向
利用专业介绍向学生讲解大学四年的教学计划和课 程设置，帮助学生了解各专业的业务领域，明确学 习目标，调动学生学习本专业的热情、制订大学四 年学习规划，自主完成大学四年的学习。
2014-7-6
《信息技术导论》-第1讲
3
授课形式
第一部分：文灏主讲，专业介绍及课程安排（2学时） 第二部分：专题讲座
信息的特点：
存在的普遍性；载体依附性 ；有序性；相对性；可度量性； 可扩充性； 可存储、传输与携带性；可压缩性； 可替代性；可扩散性； 可共享性；时效性；传递性 ；价值相对性 ；真伪性 ；可处理性。
信息的分类：
有用信息、无用信息和干扰信息；
概率信息、偶发信息、确定信息和模糊信息
连续信息、离散信息和半连续信息;
信息获取
感知信息类型
人们感知信息：听觉、视觉、味觉、嗅觉、触觉、第六感 人造系统感知信息：各种物理参数
语音信息获取与还原
磁电感应获得声音信号 电磁感应还原声波信息 声音信号的特征：强弱、频率 摄像：光电导摄像管，光敏器件 成像：显像管 图像信号的特征：明暗、颜色
图像信息获取与还原
1.电子技术发展
电子技术是信息技术的基础，所有电路系统都是电子技术的产物。
电子管
1907年问世 体积大、功耗大、发热、寿命短 负载能力强，线性好，高频大功率应用 PN结 1950年，第一只“PN结型晶体管”问世 1956年，肖克利、巴丁、布拉顿三人， 因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖 体积小、无须预热、能耗低、寿命长 半导体材料上多器件集成， 摩尔定律：2年一倍 集成度：器件数量-30亿，连线宽度-45纳米
其他信息的获取
《信息技术导论》-第1讲 18
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
信息传输
问题：人们需要不受时间、地点约束的信息共享。 通信系统
有线系统 无线系统
编 码
解 码
通信理论
编码：有效表达信息，减少传输差错 信源编码、信道编码；香农定理 调制：提高传输效率 多用户参与的通信系统，广泛的适应性借助大量协议的约束 全球信息汇聚平台。多媒体、异质网。
《信息技术导论》-第1讲 20
iphone4s
基本信息处理
面向识别的信息处理
信息综合处理
2014-7-6
§1.2 信息科学技术基本概念
信息存储
信息存储是人类文明传承的基础，意义重大。 电子信息存储的硬件
磁存储：容量4T，1500转/分，读写>200MB/s 光存储：蓝光DVD容量30G，读写>20X4.5MB/s 半导体存储：CF卡容量128G，读写100MB/s 信息的压缩 语音压缩： 图像压缩： 视频压缩： 信息的加密