信息系统概念与结构

信息联系一旦正确地建立起来，管理系统就能发挥自己 的功能即实现管理的目标。
管理系统过程(信息学模型)
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运管象筹的理决当策策前略阶运(指段动令状(信信态息息和处)运，反目理动指馈标)方明：信信式对应息息转所当变获通到得过所什的期么信望息样的进的于 所指 甚运行途得管令至动加径到理信环状和工的对境息态步，管象，反和产骤理本作使方生把对身用管式相管于理象的。应理管对初复对的象理始杂和对信性象环息，，境不管一理
先验概率空间和后验概率空间可以按下式变换：
{xi, pi│i = 1,…, n} → {xi, pi*│i = 1,…, n} 先验概率空间描述了随机事件的先验不确定性，后验概率空 间描述了随机事件的后验不确定性。
投掷硬币试验
例如： X={xi│i=1,2},其中x1表示“正 面朝上”这一状态，x2表示“反面朝上” 这一状态。在试验之前，观察者无法知道
x1和x2状态哪个会出现，根据常识，认为
两者出现的概率均等，即pi=1/2, i=1,2。 X
的先验概率空间为：
(
X
,
P)
(
x1 ,
1 );( 2
x2 ,
12 )
或
X P
x1 1 2
x2
1
2
投掷硬币试验
假定观察结果为正面朝上，即状 态x1出现，后验概率空间为
X P*
x1
1
管理系统的要素及相互作用
1. 管理者（管理主体）：具有施行管理职能的主体。 2. 管理对象（管理客体）：接受和执行管理者的一切管理
职能者。 3. 只有当这两个基本要素之间发生了相互作用和相互联系，
并在这个基础上产生了整体的功能，才形成了管理系统。 4. 信息是管理者和管理对象之间的纽带，这种信息作用和
信息系统概念(以一个管理系统为例)
决策信息
管理子系统
描述信息 信息子系统
交互信息
描述信息
执行子系统
决策信息
图2.10 系统组织结构图
信息系统概念 1. 广义上说，任何系统中信息流的总和都可视为信息系统，
它对信息进行采集、存储、传递、加工等处理工作。 2. 目前普遍认同的信息系统是指基于计算机、通讯网络等现
指令信息
定的充运分动完状备态；和由运动于方环式境按的照干指扰，
初令始信对息象的信规息定和来改环变境，信实息施在具收集
运信筹息决处调策理查研究阶段(信息采集协 信)调 息：控 利获制 用取管理和 由体对传 于的递 管管过 理理程 者职中信能还息可加能工存的在能噪力音的；限
环境 对象象和初外部环境的信息
硬件和系统软件构成信息系统的运行环境。
2.6 信息与管理
管理与管理过程 管理系统要素及相互作用 管理系统过程(信息学模型)
管理与管理过程
管理是一种有目的的社会活动或过程，通过管理，使社 会或组织能够有效地实现自己的目标，它是一种包含调查研 究、运筹决策、协调控制、检查改进等环节的高级复杂过程。 而从信息学角度看，管理过程实际上就是信息的采集、处理 和利用信息进行决策的过程。
制，初始对象和环境信息可能没
信息 始信息
有得到有效利用。
调查研究 信息采集
管理对象(客体)
检查改进
环境
效果信息 信息再加工 管理者(主体)
图2.11管理的信息模型
2.7 信息的度量
2.7.1 概率信息的描述 2.7.2 不确定性与自信息量 2.7.3 信息熵 2.7.4 哈特莱信息度量方法 2.7.5 香农定理 2.7.6 信息熵的性质
给定系统中发生的信息传播，是不可逆过程。
信息熵是描述信源的状态量，其存在是绝对的；熵增即信息量 是描述信息的过程量，是与信息传播行为有关的量，其存在是 相对的。
自信息例题1
例：假设彩票中大奖的概率是十万分之一。当得 知某人买彩票没中大奖/中大奖时，试问分别获得 多少信息量？
解：令a1代表彩票未中大奖，a2代表彩票中大奖 则：P(a1)=0.999999，P(a2)=0.000001 当得知某人买彩票没中大奖时，获得的信息量为：
I (a1) = -log0.999999 = 1.44*10-6 (bits) 当得知某人买彩票中大奖时，获得的信息量为：
自信息量指的是随机事件中某种状态的不确定性，或者 说是在这种状态出现的情况下，我们所得到的信息量。随 机事件的状态不同，所含有的自信息量也是不同的。那么 ，如何衡量一个随机事件的平均不确定性呢？下面要介绍 信息科学中的一个重要概念—信息熵。
信息熵表达了信源的统计特征。它是香农把热力学中熵 的概念与熵增原理引入信息论的结果。
x2
0
则观察者的实得信息量为：
x1 1 2
x2 1
2
x1
1
x2
0
2.7.2 不确定性与自信息量
不确定性指的是：在没有得到信息之前，我们不能确定某一随 机事件的最终状态。这种不确定性是客观存在的，只有当得到信息 之后，才能够减少或消除。如果随机事件的某一状态出现的不确定 性越大，一旦它真的出现并被我们所知后，消除的不确定性就越大 ，反之则越小。因此，获得信息量的大小，是与不确定性消除的多 少有关。
熵、熵增的概念
热力学中的熵增原理 ：存在一个态函数－熵，只有不可逆过程才能使孤立系 统的熵增加，而可逆过程不会改变孤立系统的熵
可以看出：（1）熵及熵增是系统行为；（2）系统是孤立系统；（3）熵是 统计性状态量，熵增是统计性过程量
信息熵与信息量
信息熵是描述随机事件集合（信源）的某种不确定性。具体地 说，凡是导致随机事件状态集合的肯定性、组织性、法则性或 有序性等增加或减少的活动过程，都可以用信息熵的改变量来 度量。
第二章 信息与管理
2.1 案例分析 2.2 信息的概念 2.3 信息的特征、性质与类型 2.4 信息的生命周期 2.5 信息的系统观 2.6 信息与管理 2.7 信息的度量
2.5.2 信息系统概念与结构
信息系统概念
现实世界中存在各式各样的系统，其内部可能有物质、 能量和信息流动，其中信息控制着物质和能量流动，使系统 更加有序。从系统观点看，信息流在整体上构成一个系统— —信息系统。信息系统的作用和其他子系统不同，它不一定 从事某一个具体功能，完成某一个具体工作，而是协调整个 全局，是整个系统的神经系统。
I (a2) = -log0.000001 = 19.9 (bits)
自信息例题2
例：同时扔一对色子，当得知“两色子面朝上点数之和为8”
时，获得多少信息量？
解：
X
P(
x)
2
1
36
3L 8L 2L 5L 36 36
12
1
36
I (两色子面朝上点数之和为8) = -log(5/36)
2.7.3 信息熵
输入（数据）
信息系统（处理过程）
输出（信息）
反馈 图2.9 信息系统定义
信息系统结构
1. 概念结构。从概念上看，信息系统由信息源、信息处理器、 信息用户和信息管理者组成。信息源是信息的产生地；信息 处理器负责信息的传输、加工、存储等；信息用户是信息的 使用者，并利用信息进行决策、控制；信息管理者负责信息 系统的设计和实施、维护、协调等。
用数学的语言来讲，不确定性就是随机性，可以用概率论
•如果知道状态xi已发生，则该信息所含有的自信息量定义为：
I
( xi
)
log
1 P( xi
)
•其中I(xi)代表两种含义：状态 xi 出现以前，表示 xi 出现的不 确定性；在状态 xi 出现以后，表示该观察 所含有的信息量。
随机事件的概率空间 随机事件的概率空间为：
X
P(
x)
a1
P
(a1
)
a2 L an P(a2 )L P(an )
其中：
n
P(ai ) 1
i 1
随机事件的概率空间
假定随机事件X有n种可能的状态 x1, x2,…, xn。如果在没有 任何信息的情况下已知这些状态出现的概率为分别为 p1, p2,…, pn，称为先验概率。在得到信息之后，发现这些状态的出现概率 为p1*, p2*,…, pn*，称为后验概率。
幽默案例
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2.7.1 概率信息的描述
概率空间：设X表示一个离散随机事件，X={xi│i=1,…,n} 为随机事件中所有可能状态的集合，P={pi│i=1,…,n}表示每 个状态出现的概率的集合，则(X, P)= {(xi，pi ) │i=1,…,n}为随 机事件的概率空间。概率空间（X, P）的各元（xi, pi）正好 描述了事物的运动状态和方式：状态 xi 出现的概率为 pi 。
2. 功能结构。从使用的角度看，信息系统总是具有一定的目标 和多种功能，各功能之间存在各种信息联系，构成一个有机 结合的整体，形成一个功能结构。
信息系统结构
3.软件结构。支持信息系统各种功能的软件系统或软件模 块所组成的系统结构是信息系统的软件结构。
4.硬件结构。信息系统的硬件结构说明硬件的组成及其连 接方式和硬件所能达到的功能。
2.7 信息的度量
信息的度量就是从数量关系上把握信息。日常生活的经 验告诉我们，信息是可以度量的。比如人们在得到不同的 信息时，往往会做出不同的反应和评价，“这个信息对我 很重要，有很大帮助”，或“这个信息没什么用，我早就 知道了”，这就说明不同的信息带有不同的信息量。
对信息的定量把握，是进一步探讨信息的科学规律的基 础，也是信息处理和利用的基础。
代化工具和手段，服务于管理领域的信息处理系统。 3. 研究信息系统的主要任务是研究信息处理过程中的内在规
律以及基于计算机等现代化手段的形式表达和处理规律。
信息系统概念
信息系统输入数据或信息，输出信息，且输出的信息服务于信 息系统目标；处理过程包括计算、比较、交换、检索等，是对输入 数据的加工并使其能够被利用；反馈是对输入数据或处理过程的调 整，以提高信息系统的有效性，反馈是管理者进行有效控制的重要 手段；信息系统的基本功能是完成信息生命周期中各个阶段的信息 处理任务。