信息技术导论

第一章绪论
信息技术的发展彻底的改变了人类获取/处理/传播信息的手段和方式，特别是互联网的诞生，使人们能够更加方便/迅速/多途径的获取和发送信息。

全面了解现代信息技术并在实际工作中应用这些技术将有助于人们提高生活质量/工作效率以及信息素质。

1.1信息概念的定义与内涵
各学科基本概念是很重要的，信息在很多学科属于基本概念。

但是，到目前为止学术界仍然没有给出一个能够被普遍接受的信息的定义，各学科对信息的定义完全不同。

1.1.1信息概念的三个层次
人们对信息的认识和解释可以分为3个层次：哲学层次/学科层次和日常生活层次。

从这三个层次认识信息并把握3个层次之间的关系，可以帮助人们正确/全面理解信息概念，这3个层次的含义具有密切的联系。

哲学层次的信息概念是从最基本/最普遍的意义上揭示信息的本质/特征和形态，是最为广义的信息概念。

在众多学科层次信息概念和日常生活层次信息概念的基础上可以抽象/概括出哲学层次的信息概念。

学科层次的信息概念是哲学层次的信息概念在各学科领域的具体表现，它们具有各自学科自身的特点，具有实用性。

对学科层次的信息概念的研究可以丰富和充实哲学层次的信息概念的内涵。

日常生活的信息含义是学科层次信息概念和日常生活层次信息概念的实用化和通俗化的表达。

哲学层次的信息概念揭示了信息的本质，但是它不能直接引用在各具体的学科之中，因为它已脱去了具体学科的特性和实用性。

有着各自学科特性的信息概念虽然不能揭示信息的本质，但是却在特定的领域充当着重要角色。

它们使得信息的表现更为具体化和多样化。

生活层次的信息概念虽然是通俗化的，但是依然是信息在生活领域中的表现形式。

1.1.2生活层次的信息概念
生活层次的信息概念是直观化的/通俗化的和更为实用化的概念，它的表现形式更为丰富多样。

人们日常的生活离不开信息。

1.1.3学科层次的信息概念
“负熵”:熵函数的负向变化量；负熵是物质系统有序化/组织化/复杂化状态的一种量度。

狭义信息论：1.申农：信息是减少或者消除一种情况不确定的东西；
2.信息是系统组织程度有序性的标志（负熵）。

狭义信息论的不足：1.申农的信息论并没有揭示信息是什么，而是指出信息在通讯中的作用。

2.维纳只是将信息量当作信息，并没有对信息做出严格的解释，并没有说明信息是什么。

3.信息传播的内容要比适用于通讯技术的客观信息要复杂的多，信息对不同的接收对象价值不同，这些狭义信息论无法解释。

国内对信息的解释大都引用狭义信息论的定义，并结合自身学科的特殊情况加以补充。

1.1.4哲学层次的信息概念
哲学层次的信息概念是从最基本最普遍的意义上来揭示信息的本质/特征和形态，是最为广义的信息概念。

在众多学科层次的信息概念和日常生活层次的信息概念的基础上可以抽象/概括出哲学层次的信息概念。

通过对众多哲学信息概念的定义进行分析可以看出：
1.事物或者物质的存在方式和运动状态是信息赖以存在的基础。

2.事物自身的发展变化过程中的性质以及事物和其他事物的性质差异是信息存在
的基础。

3.信息不是物质存在方式和运动状态本身，而是物质存在方式和运动状态属性的
自身显示，以及对这些属性的表征。

4.物质世界具有自身显示信息的功能，人类具有表征物质世界信息的功能。

5.对人类而言，信息是链接主观世界和客观世界的桥梁和纽带。

6.信息的传播和存储借助一定的物质作载体。

哲学上把信息分为三类：自在信息/自为信息/再生信息。

哲学上吧物质世界自我显示的信息称之为自在信息，这种信息在物质世界是普遍存在的；把人类对于物质世界自我显示的信息进行表征的结果成为自为信息；把人类在不断认识自然/改造自认的过程中通过思维活动对自为信息进行加工创造后得出的信息成为再生信息，在这种信息是人们通过思维活动对自为信息进行改造的过程中创造的新信息。

这种分类方法既说明信息在自然界/社会和思维领域普遍存在，也为揭示各层次信息概念间的关系奠定了基础。

1.2信息技术的发展历程
凡是能拓展人类信息利用能力的技术都是信息技术。

从古至今，人类共经历了5次信息技术的重大革命。

每次信息技术的革命都是对人类社会和科学技术的发展产生巨大的推动力，而科学技术的进步又会带来新的信息技术革命。

1.2.1语言的诞生
人类的第一次信息技术革命：语言的诞生。

它标志着人类开始从猿进化成人，。

语言成为人类早期社会特有的信息交流与加工工具，人类依靠语言表达并辅以动作比划进行信息交流，采用结绳记事的方法记录和存储信息，掐指计算成为信息处理的主要方式。

坏处：随着社会的不断发展，单纯依靠语言的信息交流和处理方式逐渐不能满足信息传递的需要。

这种交流方式表达的信息量少，传播范围小，人类在社会生活中积累的经验，发生的事情只能通过口传的方式进行传承，容易失传和失真，限制了当时社会的进一步发展。

1.2.2文字的创造
第二次信息技术革命：文字的创造。

文字是记录语言的符号，是人与人之间交流信息的，约定俗成的，面向语言的视觉形式。

文字的出现使人类的信息保存能力和传播能力取得第四重大进展，是人类间的信息传播突破了只能面对面的语言交流形式，使信息保存久远流长。

1.2.3造纸术和印刷术的发明
第三次信息技术革命：造纸术和印刷术的发明。

有点：当时最优的信息载体，快速，方便的信息处理加工手段，拓宽了信息传播范围。

1.2.4电子技术的出现
第四次信息技术革命：现代通信技术和传播技术的问世，人类进入利用电磁波传递信息的时代。

优点：传播范围拓宽，传播速度更快。

现代数据通讯技术主要有：数字通信技术，程控交换技术，信息传播技术，通信网络技术，宽带接入技术等。

移动通信时代的到来。

1.2.5计算机及互联网的问世
信息的处理包括：信息的采集。

信息的存储，信息的加工和传递。

第五次信息技术革命：计算机以及互联网的问世.
网格是一种新型的互联网技术，尽管网格技术还不成熟，人们对网格的认识已经形
成了一个共识，即网格必须同时满足3个条件：在非集中控制的环境中协同使用资
源；使用标准的，开放的和通用的协议和接口；提供非平凡的服务。

1.3现代信息技术的支撑技术
微电子技术，光电子技术，传感技术共同构成现代信息技术的关键支撑技术。

1.3.1 微电子技术
微电子技术是指设计，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术。

它是现代信息科技的基础，主要包括半导体技术，集成电路技术等。

一切技术领域
的发展都离不开微电子技术，尤其对于计算机技术来讲它更是核心和基础。

目前微
电子技术的发展呈现出尺寸微米级，功耗微瓦级，速度毫微秒级的“三微”特征。

1.3.2 光电子技术
由光子技术和电子技术结合而成的新技术，设计到光显示技术，激光技术，红外技术，光纤通信技术等领域。

光电子技术可分为原件技术和系统技术两大类。

光电子元件技术
的发展，对于光电子产业的形成具有极强的推动作用；另一方面，系统技术的发展
又对光电子元件提出新的要求，以满足市场的需要。

光电子技术是未来信息产业的
核心技术。

1.3.3 传感技术
传感技术是扩展人类获取信息的感觉器官功能的技术。

通过现代感测技术捕获的信息常常是精确的数字化数据，便于计算机处理。

1.4现代信息技术简介
信息技术是指在信息的获取，存储，加工处理，传递，利用和服务过程中所涉及的相关技术。

凡是能扩展人类信息能力的技术都是信息技术。

现代信息技术是随着计算机的广泛应用而发展起来的一种新技术，它利用计算机和现代通讯手段来实现信息的获取，传递信息，存储信息，处理信息，显示信息，分配信息等相关工作。

现代信息技术主要有计算机技术，数据库技术，信息处理技术，信息检索技术，信息利用和服务技术，人工智能技术和网络通讯技术等。

其中计算机技术，网络通讯技术，人工智能技术是现代信息技术中的基础技术。

1.4.1信息获取技术
信息获取技术是针对不同信息源所采取的手段和方法。

随着网络的普及和该项（网路信息资源的自动搜索和信息的自动挖掘技术）技术的成熟应用，人们将会重新定位获取信息的主要信息源，改变获取信息的手段。

1.4.2信息存储技术
现代信息存储技术主要是指以磁，光介质为载体的数字化存储介质和以缩微胶片为载体的大容量存储介质的现代存储技术。

1.磁盘是在金属圆盘上涂有磁性材料的磁记录介质，是目前计算机的主要存储载
体。

硬盘存储容量大，数据传输速度快，是目前计算机的主要外存设备。

软盘
和闪盘便于携带，主要作为备份数据，软件以及数据和软件交换的载体，但是
随着网络的发展，网上信息的交换将逐步取代磁盘的交换作用。

2.光盘是一种利用激光技术来记录信息的高密度存储载体，其基本原理是利用激
光束对载体上的某种物质进行烧录或改变其极性，以形成表示01代码序列的状
态序列，进一步形成可以表示信息的二进制代码序列。

3.闪盘是指采用闪存技术来存储信息的可移动存储盘。

优点：不怕震动；体积小。

4.缩微存储是以缩微胶卷或缩微平片作为存储介质，运用感光摄影，计算机，微
电子，静电复印等技术将信息记录在缩微胶片上。

缩微品存储量大，存储密度
高，体积小，存期长，忠实于原件，在档案部门有着良好的应用前景。

目前将
缩微品与计算机进行信息交换和信息检索的技术已经成熟，大大拓宽了缩微存
储介质的应用领域。

1.4.3信息组织技术
信息组织即信息的有序化与优质化，也就是利用一定的科学规则和方法，通过对信息的外在特征和内容特征的表征和排序，实现无序信息流向有序信息流的转换，从而使信息集合达到科学组合实现有效流通，促进用户对信息的获取和利用。

信息组织方法按照信息的形式，内容，效用3个层次进行划分，可以分为以下3个类型：1.语法信息组织方法：包括字顺法，代码法，时序法等。

2.语义信息组织方法：包括元素结构法，逻辑组织法，分类组织法，主题组织法等。

3.语用信息组织方法：包括权值组织法，概率组织法，特色组织法，重要性递减组织法等。

信息组织技术是信息组织方法在信息组织活动中的具体应用。

包括文摘，综述，目录和索引等传统的信息组织技术，也包括文件，数据库，数据仓库，主题目录，超媒体，语义网络，本体，语义web等与信息技术相关的现代信息组织技术
文件组织方式就是把相关的信息按照一定的规则和方法组织成文件，并借助于专门的文件管理系统来对这些文件进行管理。

这种方式便于规范和组织非结构化信息。

数据库方式是在文件方式的基础上发展起来的，它利用严谨的数据模型对信息进行规范化处理，改善了结构化信息处理的效率。

数据仓库方式是在数据库方式的基础上发展起来的，它将事务处理与分析处理分离，主要应用于决策支持，管理的数据具有面向主题，完整，非易失，不同时间等特点。

主题目录方式的基本做法是先按照某种事先确定的概念体系结构建立等级式的主题目录，然后以超文本链接的方式将信息按照主题目录的分类要求逐级组织起来，便于信息导航。

超媒体技术是超文本技术和多媒体技术的结合体，可将文字，图表，图像，视频，音频等多媒体信息以超文本方式组织起来，它避开了复杂的检索语言，并使信息搜寻的效率普遍提高。

语义网络是知识的有向图表示方法，由节点和弧线组成，适用于逻辑推理。

结点用于表示实体，概念和情况等；弧线用于表示结点之间的关系，在此基础上可以实现基于语义的信息检检索，从而可以在一定程度上发现信息资源中隐含的信息。

本体也是表示知识的形式，与语义网路非常相似，适用于逻辑推理。

但是本体用于知识表示时，其深度和复杂程度通常超过语义网络。

本体通常面对特定领域，用于描述特定领域的概念模型。

语义web是传统web的一个延伸。

在其中，所有的信息都具有完好的含义，更利于人与机器之间的合作。

1.4.4信息处理技术
为了便于信息的查找和利用所进行的信息有序化处理被称为信息处理。

信息处理主要包括信息著录，自动标引，自动分类，自动编制文摘，信息抽取以及数据挖掘等工作。

1.自动标引技术：自动标引是利用计算机借助一定的算法自动给出反应文献主题
内容的词汇（关键词，主题词）的技术。

常用的自动标引技术有：词频统计，
位置加权等方法。

汉语信息的自动标引实现的主要障碍来自于汉语词的切分。

2.自动分类是利用计算机分析信息内容，并为其自动分类或赋予分类号的技术。

自动分类的研究主要了来自于两种思路：其一是利用现有的分类词进行自动分
类研究；其二是直接对信息进行相似性的比较，将相似程度高的信息聚集成类，
最终将信息进行分门别类的组织和标识。

3.自动摘要是利用计算机进行编制摘要。

计算机通过阅读全文，采用一定的技术
和方法抽取文中的主题句构造出文献文摘。

常用技术和方法：词频统计法，特
殊位置加权统计法，标题词法和提示短语选取法。

4.信息抽取技术：信息抽取是指从半结构化和自由式文本中抽取指定的一类信息
（例如事件，事实，关系等），并将其（形成结构化的数据）存入数据库中供用
户查询使用的过程，是多种自然语言处理技术的综合应用。

5.数据挖掘技术：数据挖掘是指对大量数据进行筛选，找到所需信息的过程与技
术。

这种筛选可以是从海量数据库中，通过高级分析工具和软件得到过去未知
的数据和发现信息中潜在的知识；对非结构化的大量文本信息，通常采用人工
智能分析技术，识别散布或隐藏在文本中的重要信息，并揭示出来。

6.话题检测与跟踪技术：旨在帮助人们应对日益严重的互联网信息爆炸问题，对
新闻媒体信息流进行新话题的自动识别和已知话题的持续跟踪。

由于话题检测
与跟踪面向具备突发性和延续性规律的新闻语料，因此逐渐成为当前信息处理
的y一个热点。

1.4.5信息检索技术
信息检索技术是指信息的搜索技术以及信息匹配过程采用的算法。

不同的检索系统采用的信息检索技术可能不一样，而采用何种信息检索技术与信息组织结构有密切关系。

目前常用的信息检索技术：布尔逻辑检索，向量空间检索，全文检索，超文本检索以及模式识别。

1.布尔逻辑检索：布尔逻辑检索式采用布尔逻辑式表示用户需求，对检索中间结
果进行集合运算，最终得到检索结果集合的技术。

2.向量空间检索：向量空间检索是采用向量的形式表示信息资源和用户需求，然
后采用距离公式，向量夹角余弦或向量内积等方式计算信息资源与用户需求的
相关程度，并能够按照相关程度值得降序排列方式输出命中的信息资源列表。

3.概率模型检索：
1.4.6信息服务技术。