1.1 信息与信息技术概述

1.1.1 信息与信息科学

1.信息的概念

随着生产力的发展和科技的进步，人类社会已经步入了信息时代。信息是现代社会生活中一个非常流行的词汇，但人类至今对信息这个概念并没有一个严格的定义。到目前为止，关于信息的种种不同定义已超过百种。例如，在《辞源》中将信息定义为“信息就是收信者事先所不知道的报道”。在《简明社会科学词典》中对信息的定义是“作为日常用语，指音信、消息；作为科学术语，可以简单地理解为消息接受者预先不知道的报道”。

最早对信息的科学解释源于通信技术发展的需要。1928年，哈特莱（R.V.L.Hartley）在《贝尔系统技术杂志》上发表的《信息传输》一文中，首先提出了“信息”这一概念，他把信息理解为选择通信符号的方式，并用选择的自由度来计量这种信息量的大小。1948年另一位美国数学家香农（C.E.Shannon）在《贝尔系统技术杂志》发表了题为“通信的数学理论”的长篇文章，他以概率论为工具，阐述了通信工程中的一系列基本理论问题，建立了信息从信源（发送方）通过信道（传输途径）传递给信宿（接收方）的通信系统模型，并给出了计算信源信息量和信道容量的方法和计算信息熵的公式。他对信息的解释是，信息是用来减少随机不定性的东西。该文被认为是信息论诞生的标志。控制论创始人之一，美国科学家维纳（N.Wiener）曾经指出：信息就是信息，既不是物质，也不是能量，专门指出了信息是区别于物质和能量的第三类资源。

我国学者钟义信站在认识主体立场上认为：从认识论层次来看，信息则是指事物运动的状态及状态变化的方式，是认识主体所感知或所表述的事物的运动状态及其变化方式的形式、含义和效用。例如，我国的人口统计表明，我国当前人口总数已达13亿（状态），并以每年约0.6%的自然增长率增长（状态变化方式），13亿和0.6%就是我国人口统计的信息。

虽然，对于信息的定义，至今仍是众说纷纭。但人们已经认识到，信息是一种宝贵的资源，与人类的生存和发展有着密切的联系。材料（物质）、能源（能量）和信息是组成人类社会现代文明的三大要素，三者之间可以相互转化，能源和物质能换取信息，信息能转化为物质和能源，也能节约物质和能源。

信息与物质和能源不同之处在于物质和能源是消耗性的，而信息则是越用越多，是增值性的积累。信息可被记载或存储于多种媒介上，人们通过对已有信息的加工处理还可再生信息。信息既可压缩，又可扩散，既可以光速传播，又可渗透到其他各个学科和各种社会资源中去。

2.信息处理与信息的分类

信息处理过程是指为获取更有效的信息而施加于信息的所有操作，包括信息的收集、加工和存储、传递、施用。也就是说，信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动。

◆信息的收集，如信息的感知、测量、识别、获取、输入等。

◆信息的加工，如分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等。

◆信息的存储，如书写、录音、录像等。

◆信息的传递，如电话、邮寄、传真、网络发布等。

◆信息的施用，如控制、显示等。

信息的分类方法很多，若按信息的内容可分为政治、军事、经济、科技、文化、市场等；按信息的表示形式可分为数值、文字、声音、图像、视频等；按信息的载体可分为电信号、光信号、声信号等；按信息处理时的电信号的形式可分为离散的、连续的；按信息的逻辑性可分为真实的、虚假的；按信息的作用可分为有用的、无用的、有害的。

3.信息科学

信息科学是一门新兴的、跨多学科的科学。信息科学的研究内容主要包括：

◆阐明信息的概念和本质（哲学信息论）；

◆探讨信息的度量和变换（基本信息论）；

◆研究信息的提取方法（识别信息论）；

◆探索信息的传递规律（通信理论）；

◆探明信息的处理机制（智能理论）；

◆探究信息的再生理论（决策理论）；

◆阐明信息的调节原则（控制理论）；

◆完善信息的组织理论（系统理论）。

由上所知，信息科学是以各种系统、各门学科中的信息为对象，以信息的运动规律作为主要研究内容，广泛地研究信息的本质和特点，以及信息的收集、加工、存储、传递、控制和利用的一般规律，使得人类对信息现象的认识不断丰富和完善。

1.1.2 信息技术

信息技术是指涉及信息的产生、获取、识别、变换、存储、传送、处理、检索、检测、控制、分析和利用等与信息有关的方法和手段。

信息技术能够延长或扩展人类的信息器官功能。人类的信息器官主要有感觉器官、神经网络、思维器官和效应器官，它们分别用于获取信息、传递信息、处理并再生信息，以及施用信息使其产生实际效用。因此，基本的信息技术包括：

◆扩展感觉器官功能的感测与识别技术；

◆扩展神经网络功能的通信技术；

◆扩展思维器官功能的处理（计算）与存储技术；

◆扩展效应器官功能的控制与显示技术。

1.信息感测与识别技术

信息感测与识别技术的作用是扩展人的感觉器官获取信息的功能。它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”。

目前，传感技术的发展使得一大批新型敏感元件不断问世，除了人们熟悉的普通照相机能够收集可见光波的信息，微音器（也称传声器或麦克风、话筒）能够收集声波信息之外，现在还大量应用着收集红外、紫外等光波波段的敏感元件，帮助人们提取那些人眼所见不到的特殊信息。另外，还有超声和次声传感器，可以帮助人们获得那些人耳听不到的信息。不仅如此，人们还制造了各种嗅敏、味敏、光敏、热敏、磁敏、湿敏及一些综合敏感元件。这样，就可以把那些人类感觉器官收集不到的各种有用信息提取出来，从而延伸和扩展人类收集信息的功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感遥测技术，更使人感知信息的能力得到进一步的加强。

信息识别技术是对存在的信息进行分类、提取。通常采用模式识别的数据挖掘方法，有统计模式识别方法、神经网络方法和结构模式的识别方法等。信息识别技术已在各个领域中得到广泛的应用，如数字图像识别技术、语音识别技术、生物识别技术、指纹识别技术和射频识别技术等。

2.信息通信技术

信息通信技术的发展速度之快是惊人的，从传统的电话、电报、收音机、电视到如今的移动电话、传真、卫星通信、互联网等，这些新的、大众可用的现代通信方式使数据和信息的传递效率得到很大的提高，几乎消除了人们交流信息的空间和时间障碍，实现了信息快速、可靠、安全的转移。

3.信息处理（计算）与存储技术

信息处理的作用是去粗取精、去伪存真，从原始信息中抽象出具有普遍意义的规律，成为可用的信息。

信息处理包括信息交换、记录、检索、共享和对信息的编码、压缩、加密、差错处理等。在对信息进行处理的基础上，还可形成一些新的更深层次的决策信息，这也被称为信息的“再生”。目前信息处理的装置主要是计算机。当今计算机技术同样取得了飞速的发展，体积越来越小，功能越来越强，智能化程度越来越高。计算机的应用也取得了很大的发展。例如，电子出版系统的应用改变了的传统印刷、出版业；计算机文字处理系统的应用使作家改变了原来的写作方式；光盘的应用使人类的信息存储能力得到了很大程度的延伸，出现了电子图书这样的新一代电子出版物；多媒体技术的发展使音乐创作、动画制作等成为普通人可以涉足的领域；互联网将使人类真正步入数字化生活。

随着互联网及电子商务的应用发展，存储已不再是附属于服务器的辅助备份设备，信息的有效存储保护、备份和恢复已成为信息系统的重要组成部分之一。存储技术正朝着全智能化方向发展，未来的存储不仅具有更大的容量、更高的速度和性能价格比，而且还将具有自恢复和自管理功能，同时具有高度的开放性和互操作性。

4.信息控制技术

信息控制技术是信息过程的最后环节，也就是信息的施效过程。控制的本质是改变控制对象的状态和方式，包括控制技术、显示技术等。

由此可见，现代信息技术的核心技术有微电子技术、通信技术、计算机技术和光技术，它们都是用来开发、收集、传送和处理信息资源的。其中，计算机技术与通信技术是信息技术的两大支柱，主要特征是以数字技术为基础，以计算机技术为核心，采用光电子技术进行信息的收集、存储、处理、传递、显示与控制。

现代信息技术是一门涉及面很广、内容极其复杂的综合性应用技术。它综合汲取了微电子学、光学、材料学及数学、逻辑学等众多学科的成果，集现代科技之大成，全面提高了信息处理各个环节的工作效率与水平，使各种信息处理系统能力大大加强，为人类社会的发展进步发挥了巨大作用。

1.1.3 信息处理系统

当今信息社会中，用于辅助人们进行信息获取、传送、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统，通称为信息处理系统。信息处理系统一般具有如图1-1所示的结构。

现在世界上存在着许多不同的信息处理系统，可以从不同的角度对其进行分类。例如，依据自动化程度来划分，可以分为人工的、半自动的、全自动的；依据技术手段来划分，可以分为机械的、电子的、光学的；依据用途范围来划分，可以分为专用的、通用的。

也可从应用领域来对信息系统进行分类，例如，大家所熟悉的因特网（Internet）是一种贯通全球的多功能信息处理系统，电视/广播系统是一种单向的、点到多点（面）的以信息传递为主要目的的信息处理系统，而图书馆则是一种以信息收藏和检索为主的信息处理系统。

1.1.4 信息产业

信息科学与技术的的发展大大促进了信息产业的发展，信息技术正在成为世界各国经济增长的新动力。而信息产业的发展，尤其是信息服务业的发展，给经营者和消费者提供了许多便利，也加快了人们的工作效率和生活节奏。现代办公在许多地区和领域已实现无纸化、远程化和信息化；银行系统和商家联网，开始了无纸币交易；而国际间的物流系统已大大减少了传统运输的繁文缛节。例如，北美地区的地面运输已开始无纸化传输物流信息。

对于信息产业的界定，在国际上没有统一标准，欧、美、日等均有不同定义，我国目前对信息产业的分类包括如下四部分。

◆电子信息设备：包括电子信息及其相关设备的制造、批发和零售等。

◆电子信息传播：包括电信服务、广播电视传播服务、卫星通信、网络服务等。

◆电子信息技术服务：包括计算机技术服务、软件设计服务等。

◆其他信息服务：包括新闻、出版、电影、音像，以及图书馆和档案馆活动等。