02信息與技術(shù)及及

1、信息與信息技術(shù)基本概念（摘自：北京市高中信息技術(shù)（第5章）郭善渡編寫(xiě)）一、信息 從不同的角度和不同的層次，信息概念有多種不同的說(shuō)法。 例如，從本體論的層次，常見(jiàn)的信息定義（說(shuō)法）有：（1）信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式。（2）信息既不是物質(zhì)，也不是能量，信息就是信息。（3）信息是事物的差異。（4）信息是一種關(guān)系。（5）信息是系統(tǒng)的復(fù)雜性。（6）信息是事物相互作用的表現(xiàn)形式。（7）信息是物質(zhì)的普遍屬性。（8）信息是物質(zhì)和能量在時(shí)間和空間中分布的不均勻性。從認(rèn)識(shí)論的層次，常見(jiàn)的信息定義（說(shuō)法）有：（9）信息是用以消除認(rèn)識(shí)上的不確定性的東西。（10）信息是系統(tǒng)組織程度的度量。（11）信息是有序性的度量。

2、（12）信息是負(fù)熵。（13）信息是被反映的物質(zhì)的屬性。（14）信息是作用于人類感覺(jué)器官的東西。（15）信息是通信傳輸?shù)膬?nèi)容。（16）信息是加工知識(shí)的原材料。以及，信息就是消息，信息就是數(shù)據(jù)，信息就是情報(bào)，信息就是知識(shí)等。 一般采用的是“信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式”這一本體論層次上的定義。該定義揭示了信息的本質(zhì)，并表明信息是客觀存在。從這個(gè)角度說(shuō)，信息并不依賴于人。至于談到信息的“功能”，則離不開(kāi)使用信息的主體，也就是離不開(kāi)人。因此可以說(shuō)，“信息的基本功能是消除認(rèn)識(shí)上的不確定性”?！跋J(rèn)識(shí)上的不確定性”，也可以看作是認(rèn)識(shí)論層次上的信息定義。從這個(gè)角度說(shuō)，信息又具有主觀性。究竟如何看待信息的客觀

3、性與主觀性是一個(gè)尚有爭(zhēng)論的哲學(xué)問(wèn)題。一般認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)世界是人的世界，從“人的世界”討論信息才有意義。在“人的世界”中，信息的客觀性與主觀性是辨證統(tǒng)一的。二、信息的主要特征1普遍性和無(wú)限性信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式，而宇宙中沒(méi)有絕對(duì)的真空，也沒(méi)有絕對(duì)靜止的事物，這就是說(shuō)信息在宇宙中是普遍存在的。同時(shí)，宇宙中的事物是無(wú)限多樣的，在無(wú)限的時(shí)間長(zhǎng)河中，事物的發(fā)展變化更是無(wú)限的，因此，信息也是無(wú)限的。2信息的可傳遞性和共享性 信息無(wú)論在空間上還是在時(shí)間上都具有傳遞性。信息在空間的傳遞稱為通信；信息在時(shí)間上的傳遞稱為信息存儲(chǔ)。 信息的傳遞與物資和能源的運(yùn)輸不同。物資和能源在運(yùn)輸時(shí)，發(fā)出點(diǎn)發(fā)出物資或能源，其本

4、身的數(shù)量就要減少。它們遵守質(zhì)量守恒或能量守恒定律。信息傳遞則不同，信源發(fā)出信息后，其自身信息并不減少，而且同一信源可供給多個(gè)信宿（信息接收者）。這是信息的又一個(gè)重要特征，也被稱為信息的共享性。3信息載體的可變換性 信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式而不是事物本身，因此，一方面，它必須借助某種符號(hào)才能表現(xiàn)出來(lái)，而這些符號(hào)又必須寄載于某種物體上；另一方面，同一信息的載體是可以變換的。例如，某一信息可以用語(yǔ)言符號(hào)表述，這個(gè)語(yǔ)言符號(hào)既可以是漢語(yǔ)，也可以是英語(yǔ)或其它語(yǔ)言；而這些語(yǔ)言既可以載荷于聲波、電磁波，也可以轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的文字載荷于紙張上。脫離開(kāi)這些具體的符號(hào)及其物質(zhì)載體，信息及其傳遞是不可想象的，而信息載體

5、以及信息本身形式的變換，構(gòu)成了信息處理的主要內(nèi)容。 三、信息與相關(guān)概念 信息與信號(hào)、數(shù)據(jù)、消息等概念容易混淆。為了加深對(duì)信息概念的理解，我們對(duì)信息與這些相關(guān)概念做一比較： 1信息與數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)與信息是計(jì)算機(jī)科學(xué)中常用的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。數(shù)據(jù)是描述客觀事實(shí)、概念的一組文字、數(shù)字或符號(hào)。它不僅包括數(shù)值數(shù)據(jù)，還包括非數(shù)值數(shù)據(jù)。例如學(xué)籍登記表中的姓名、性別、通訊地址等也叫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是信息的素材，根據(jù)不同的使用目的和使用對(duì)象，可以從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)過(guò)加工取出不同的信息。雖然一切信息都是從數(shù)據(jù)中提取，但并非一切數(shù)據(jù)都能產(chǎn)生消除不確定性且服務(wù)于一定目的的信息。 2信息與信號(hào) 信息通過(guò)信號(hào)來(lái)傳遞。信號(hào)是信息的攜帶者，但并不

6、是信息本身。同一種信息既可以用這種信號(hào)表示，也可以用另一種信號(hào)表示。例如，在十字路口既可以用警察的手勢(shì)也可以用紅綠燈作為信號(hào)，表示是否可通行的信息。 3信息與消息 信息是消息的內(nèi)核，信息是能給人帶來(lái)新知識(shí)的消息。對(duì)特定的接收者，一則消息可能包含豐富的信息，也可能沒(méi)有信息。 4信息與知識(shí) 信息是知識(shí)的“毛坯”，是現(xiàn)象與知識(shí)的中介。信息經(jīng)過(guò)科學(xué)的系統(tǒng)的加工，才能上升為知識(shí)，知識(shí)是同類信息的積聚，是系統(tǒng)化和優(yōu)化了的信息。四、物質(zhì)、能量和信息物質(zhì)、能量和信息是構(gòu)成世界的三大要素。物質(zhì)是一種資源，它提供各種各樣的材料。能量是一種資源，它提供各種形式的動(dòng)力。信息也是一種資源，它提供知識(shí)和智慧。 科學(xué)技術(shù)發(fā)

7、展史表明，人類對(duì)這三種資源的認(rèn)識(shí)并不是同步的，而是有一個(gè)發(fā)展過(guò)程。 遠(yuǎn)古時(shí)代，人類在漫長(zhǎng)的實(shí)踐過(guò)程中，逐漸認(rèn)識(shí)到不同的材料具有不同的性質(zhì)，開(kāi)始注意不斷地開(kāi)發(fā)新的材料來(lái)改進(jìn)自己的生產(chǎn)工具。于是，從古老的石器、木器逐漸發(fā)展到銅器、鐵器、合金、非金屬等。直到今天，革新材料仍是科技的重要課題。例如，電真空材料、半導(dǎo)體材料、集成電路材料的陸續(xù)問(wèn)世，使電子計(jì)算機(jī)發(fā)生了四次更新?lián)Q代的變化，而激光材料和有機(jī)生物器件材料的開(kāi)發(fā)，即將使電子計(jì)算機(jī)發(fā)展為光計(jì)算機(jī)和生物計(jì)算機(jī)。 近代，人們認(rèn)識(shí)到，通過(guò)對(duì)各種能量的開(kāi)發(fā)、轉(zhuǎn)換和利用，可以使生產(chǎn)工具獲得巨大的驅(qū)動(dòng)力，可以使人力得到解放。人們把材料和動(dòng)力結(jié)合起來(lái)制成許多動(dòng)力

8、工具，風(fēng)力工具、水力工具、電力工具、原子能動(dòng)力工具代替了人力工具和畜力工具。能量資源的開(kāi)發(fā)，使人類社會(huì)進(jìn)入較高的水平，使生產(chǎn)力得到較大的提高。 隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)信息資源的認(rèn)識(shí)逐漸深化。從20 世紀(jì)中葉開(kāi)始，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)相繼問(wèn)世，并得到迅猛的發(fā)展和普及。這不僅大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、改進(jìn)了產(chǎn)品的質(zhì)量、增強(qiáng)了生產(chǎn)工具的適應(yīng)能力和靈活性，而且為逐漸把人的體力和腦力從生產(chǎn)過(guò)程的束縛中解放出來(lái)提供了現(xiàn)實(shí)的可能性。 材料，能量和信息三者相互依托，相輔相成，構(gòu)成了一種和諧完備的“三位一體”的關(guān)系。實(shí)際上，任何事物都是由一定的材料構(gòu)成的；任何事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變都需要能量來(lái)支持；而

9、任何運(yùn)動(dòng)著的事物都具有一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式，都在生產(chǎn)信息。因此，事物（系統(tǒng)）的材料，能量和信息是互相聯(lián)系不可分割的。由于人們?cè)谡J(rèn)識(shí)事物的時(shí)候受到“由表及里”、“由直觀到抽象”等認(rèn)識(shí)規(guī)律的制約，因而在歷史上先認(rèn)識(shí)了材料，而后及于能量，最終才認(rèn)識(shí)了信息。這只表現(xiàn)了認(rèn)識(shí)的進(jìn)程，并不表明三者可以截然分開(kāi)。直到今天，為了研究的方便，人們也仍然習(xí)慣于對(duì)事物的材料，能量和信息分別進(jìn)行考察，并分別建立了各自的科學(xué)體系，但這決不表明三者在現(xiàn)實(shí)世界是互相獨(dú)立的。習(xí)題1 信息的定義有多種，說(shuō)說(shuō)你是怎樣理解信息概念的。2 信息的主要特征是什么？ 3 談?wù)勀銓?duì)“信息是重要資源”的看法。4. 質(zhì)能關(guān)系式：E=MC2

10、,將質(zhì)量與能量聯(lián)系起來(lái)。請(qǐng)搜索資料，了解現(xiàn)代哲學(xué)和自然科學(xué)對(duì)信息與物質(zhì)、信息與能量之間存在關(guān)系的最新觀點(diǎn)和論述。（以下摘自：北京市高中信息技術(shù)教學(xué)參考書(shū) （郭善渡編寫(xiě)） 一、技術(shù) 一般認(rèn)為，技術(shù)是人類改變或控制環(huán)境的手段或活動(dòng)，它的基本功能是輔助人認(rèn)識(shí)世界和改造世界。為了深入理解技術(shù)的基本作用和功能，我們首先考察一下技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展的歷史。 在遠(yuǎn)古時(shí)代，人類是赤手空拳與大自然周旋的。那時(shí)，人類維持生存和發(fā)展的最直接的需要是延長(zhǎng)手的長(zhǎng)度，以便采摘高處的野果；增強(qiáng)手的力量，以便更有效地獲取獵物；增強(qiáng)腳的能力，以便涉水捕魚(yú)，并能在同野獸搏斗時(shí)及時(shí)追逐或躲避。這孕育了最初的技術(shù)，其功能就是“擴(kuò)展和延長(zhǎng)

11、人的手腳和體力”，它們最原始的代表就是棍棒、石器一類工具的使用技術(shù)。 此后，人類開(kāi)始向更高的目標(biāo)前進(jìn)。他們改進(jìn)自己的工具，例如將石塊打磨成石刀或石斧，將木棒制成“長(zhǎng)矛”等。 古人在集體圍捕等活動(dòng)中，產(chǎn)生了通信的需要。最初是用手勢(shì)或叫聲來(lái)表達(dá)意志，久而久之出現(xiàn)了語(yǔ)言。當(dāng)合作者之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，號(hào)角、烽火這類最早的通信工具應(yīng)運(yùn)而生。此外，由于生產(chǎn)和分配方面的需要，推動(dòng)了“結(jié)繩記事”、“串珠計(jì)數(shù)”方法的出現(xiàn)，用來(lái)擴(kuò)展人腦計(jì)數(shù)和記憶等處理信息的功能。 從技術(shù)產(chǎn)生的過(guò)程可以看出，人類在向大自然爭(zhēng)取生存和發(fā)展的歷程中，技術(shù)是通過(guò)延長(zhǎng)和擴(kuò)展人體的各種器官的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)其輔人作用的。這被稱為“技術(shù)輔人律”。進(jìn)一步

12、考察還可以發(fā)現(xiàn)早期技術(shù)輔人的發(fā)展過(guò)程：先輔助人延長(zhǎng)了手腳和體力的功能，接著是延長(zhǎng)或擴(kuò)展人的感覺(jué)器官、語(yǔ)言器官的功能，進(jìn)而是延長(zhǎng)或擴(kuò)展人的思維器官的某些基本功能。由行動(dòng)器官到感覺(jué)器官、語(yǔ)言器官，再到思維器官，這是最初階段技術(shù)輔人的“三部曲”。此后，科技的發(fā)展不斷循環(huán)執(zhí)行這一“三部曲”，每循環(huán)一次，科技就發(fā)展到一個(gè)新的階段。雖然，一般說(shuō)來(lái)不會(huì)是一個(gè)階段只有一種器官的功能得到延長(zhǎng)，而是綜合地得到發(fā)展，但是，在綜合發(fā)展中明顯的存在著不同時(shí)期有不同的著重點(diǎn)的情況。以近代科技發(fā)展的情況為例。自從1781年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)以及1866年魏爾德制成實(shí)用發(fā)電機(jī)以來(lái)，人們用蒸汽能量和電能成功地?cái)U(kuò)展了人的體力，各種機(jī)

13、械被研制出來(lái)，有效地延長(zhǎng)了人手的功能。同時(shí)，還發(fā)明制造了輪船、火車等交通工具，大大擴(kuò)展了人腳的功能。這就是機(jī)械化和電氣化的偉大功績(jī)。它大大提高了社會(huì)生產(chǎn)力，使許多國(guó)家由農(nóng)業(yè)手工業(yè)社會(huì)發(fā)展到工業(yè)社會(huì)。 由于生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大、生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)奏越來(lái)越快、處理的對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜，這就要求必須有效地?cái)U(kuò)展和延長(zhǎng)人的感覺(jué)器官、傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)和思維器官的功能。于是19世紀(jì)中后期到20世紀(jì)，一大批新技術(shù)，例如電報(bào)、電話、無(wú)線電通信、廣播、雷達(dá)、電視、電子顯微鏡、射電望遠(yuǎn)鏡、遙測(cè)、遙控、遙感、衛(wèi)星通信、光導(dǎo)纖維通信、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等如雨后春筍地般發(fā)展起來(lái)。它們匯成了現(xiàn)代技術(shù)的核心和主流，它們大都是人類感覺(jué)器官和傳導(dǎo)

14、神經(jīng)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和延伸，而其中的計(jì)算機(jī)則是人的思維器官功能的擴(kuò)展和延伸。 如果說(shuō)18世紀(jì)以來(lái)的工業(yè)革命追求的是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與電氣化，其結(jié)果是將人的體力從勞動(dòng)中解放出來(lái)，那么，20世紀(jì)中期以來(lái)掀起的新技術(shù)革命追求的則是實(shí)現(xiàn)信息化，其結(jié)果將會(huì)把人從煩瑣重復(fù)的腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)。二、信息技術(shù)對(duì)信息技術(shù)的理解有狹義廣義之分。狹義的理解分以下3種：(1)信息技術(shù)就是信息處理的技術(shù)，因而將信息技術(shù)等同于計(jì)算機(jī)(Computer)技術(shù)。 (2)信息技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合。這就是所謂的C&C(Computer and Communication)。 (3)信息技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)加通信技術(shù)加控制技術(shù)。這

15、就是所謂的“3C”技術(shù) (Computer，Communication，Control)。廣義的理解認(rèn)為，信息技術(shù)是指完成信息的獲取、傳遞、加工、再生和施用等功能的技術(shù)。我們從“技術(shù)輔人律”的角度，可以說(shuō)，信息技術(shù)就是能夠擴(kuò)展人的信息器官功能的技術(shù)。1人的信息器官及其功能（1）感覺(jué)器官 包括視覺(jué)器官、聽(tīng)覺(jué)器官、嗅覺(jué)器官、味覺(jué)器官和觸覺(jué)器官，即眼耳鼻舌身“五官”。感覺(jué)器官的主要功能是獲取信息。（2）傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng) 包括導(dǎo)入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和中間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。傳導(dǎo)神經(jīng)的功能是傳遞信息。通過(guò)導(dǎo)入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)把感覺(jué)器官獲得的信息傳送給思維器官；通過(guò)導(dǎo)出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)把思維器官加工后的信息傳送給其它器官。 （3

16、）思維器官 大腦是人的思維器官。思維器官擔(dān)負(fù)著存儲(chǔ)信息、檢索信息、加工信息和再生信息的復(fù)雜任務(wù)。通過(guò)存儲(chǔ)、檢索、加工信息得到對(duì)于外部事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，通過(guò)再生信息（決策）形成變革外部事物的策略信息。（4）效應(yīng)器官 包括操作器官（手）、行走器官（腳）和語(yǔ)言器官（口）等。效應(yīng)器官的功能是施用信息。通過(guò)操作器官和行走器官執(zhí)行大腦發(fā)出的命令，或者通過(guò)語(yǔ)言器官表達(dá)大腦產(chǎn)生的意志，使這些信息產(chǎn)生實(shí)際的效用。2信息技術(shù)的基本內(nèi)容 與人的四種信息器官相對(duì)應(yīng)，信息技術(shù)的基本內(nèi)容包括感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)。 (1)感測(cè)技術(shù) 包括傳感技術(shù)和測(cè)量技術(shù)，如遙感、遙測(cè)技術(shù)等。它們是感覺(jué)器官功能的延

17、長(zhǎng)，使人們更好地從外部世界獲得信息。(2)通信技術(shù)通信技術(shù)的功能是傳遞信息，它是傳導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)功能的延長(zhǎng)。 (3) 智能技術(shù) 包括計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。它們是思維器官功能的延長(zhǎng)，能幫助人更好地存儲(chǔ)信息、檢索信息、加工信息和再生信息。 (4) 控制技術(shù) 控制技術(shù)的功能是根據(jù)指令信息對(duì)外部事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方式實(shí)施干預(yù)，是效應(yīng)器官功能的擴(kuò)展和延長(zhǎng)。20世紀(jì)中后期用來(lái)，在以上四種信息技術(shù)中，智能技術(shù)，也就是計(jì)算機(jī)的硬軟件技術(shù)處于核心地位。這不僅是由于它起著統(tǒng)帥的作用，而且還因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)無(wú)孔不入地滲透到其它三種技術(shù)中。 三、五次信息技術(shù)革命 迄今，人類歷史已經(jīng)歷了五次信息技術(shù)的革

18、命（簡(jiǎn)稱信息革命）。 第一次信息革命是語(yǔ)言的使用，約發(fā)生在距今3500050000年前。語(yǔ)言是思維的工具，也是傳播信息的工具。使用語(yǔ)言是人類區(qū)別于其它生物的重要特征之一。人類使用大腦存儲(chǔ)信息，使用語(yǔ)言交流和傳播信息。 第二次信息革命是文字的使用。大約在公元前3500年出現(xiàn)了文字。文字的出現(xiàn)使人類信息的存儲(chǔ)和傳播取得了重大的突破，超越了時(shí)間和地域的局限。 第三次信息革命是印刷技術(shù)的應(yīng)用。大約在公元1040年，我國(guó)開(kāi)始使用活字印刷技術(shù)（歐洲人1451年開(kāi)始使用印刷技術(shù)）。印刷術(shù)的廣泛應(yīng)用使書(shū)籍和報(bào)刊成為信息存儲(chǔ)和傳播的重要媒介，有力地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。第四次信息革命是電訊(電報(bào)、電話、廣播、電視)的發(fā)明和普及應(yīng)用。 1837年美國(guó)人莫爾斯研制了世界上第一