计算机导论课后总结-1

课程内容梳理

本章对信息论做了简单介绍，同时对计算机与信息的关系进行了探讨

信息的定义

• 维纳：信息不是物质也不是能量
• 朗高和阿希贝：从差异定义信息
• 钟义信：在本体论和认识论层次上定义信息
  本体论层次：信息是事物运动的状态及其变化方式的自我表述
  认识论层次：信息是指认识主体所感知活所表述的事物运动的状态和方式，可分为
  1.语法信息
  2.语义信息
  3.语用信息
  4.先验信息
  5.实得信息
  6.实在信息
• 香农：假定事物状态可以用一个经典的集合论为基础的概率模型来描述，则信息就是用来消除不确定性的东西，活信息是事物运动状态或存在方式的不确定性描述
  缺点没有考虑信息接收者的主观特性和主观意义，不顾信息的具体意义、具体用途、重要程度、和可能引起的后果等因素
• 属加种差的定义：被定义概念（种概念）=邻近的属概念+种差
  以“计算机”为例，首先计算机属于机器，“机器”就是它的属概念，但与其他邻近“属概念”（如冰箱、洗衣机）不同的是，它可以用于高速计算，由电子原件构成，所以计算机的定义是“一种用于高速计算的电子计算机器”

总之一切客观存在的都是信息。

信息的种类

1. 按照产生信息物体的性质：自然信息、生物信息、机器信息、社会信息等
2. 按照人类活动区域：科技信息、经济信息、政治信息、军事信息、文化信息等
3. 按照信息依附的载体：文献信息、口头信息、电子信息、生物信息等
4. 按照携带信息的信号性质：连续信息、半连续信息和离散信息
5. 按照信息所起的作用：无用信息、有用信息和干扰信息

信息的度量

由于不确定度的大小是可以度量的，因此，信息可以度量。
信息论基本假设：

1. 信息是可以用一组符号来编码的
2. 信息的产生和传输是可以用概率论和随机过程来描述的
3. 从概率论的角度来看，同样的信息包含同样的信息量
   自信息量是指一个事件本身包含的信息量，它是由事件的不确定性所决定的。

1948年，香农提出“信息熵”：信息中排除了多余重复信息后的平均信息量。

• 最小值：某个事件概率为1，其余为0
• 最大值：所有符号出现概率相等

计算机信息处理

1.位模式的信息表示

• 文本的表示：英文一般采用ASCII编码、Unicode编码等，中文采用与前者兼容的GB2312—1980编码。
  二进制是比ASCII编码存储数值更有效的方式，可分为无符号数和有符号数两类。
  有符号数根据编码不同可分为原码、反码和补码

  • 原码中0有两种形式
  • 反码中正数与原码相同，附属将原码数值部分按位取反
  • 补码：自低位向高位，尾数的第一个“1”及其右部的“0”保持不变，左部各位取反，符号位不变。在补码中，0的形式唯一

• 音频的表示：音频一般用一种模拟的连续波形表示，即声波，数字化处理过程包括采样、量化、编码三个步骤。

• 图像的表示：计算机处理图像有两种方式：矢量图和位图

  • 位图所需存储容量较大，缩放和旋转时容易造成图像失真
  • 矢量图不会再成失真，但难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果

• 视频的表示：视频按位模式存储，通常需要一些特殊技术来压缩存储视频文件

2.计算机信息处理过程

接收

存储

转化

传输

发布

学后体会

信息是一个高度抽象的概念，从古到今很多科学家从不同的角度对它进行了定义，各有优劣，因此要综合起来看待信息这个概念。信息的大小可以由其不确定性来度量，而信息熵从平均意义上来对不确定性进行度量，并用比特这个单位表示，从而将信息大小量化，便于处理。不同形态的的信息都可以通过转化成位模式在计算机内存入和输出，从而通过计算机完成信息的处理和转化。