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1、2012~2013學(xué)年第2學(xué)期《信息論與編碼》課程論文題目信息論及其前沿應(yīng)用專業(yè)信息與通信工程姓名徐玉偉學(xué)號(hào)2010208303二〇一三年六月十日信息論及其前沿應(yīng)用學(xué)號(hào)：2010208303姓名：徐玉偉專業(yè)：信息與通信工程摘要：信息論目前應(yīng)用在我們生活的方方面面，生活中隨處可見信息論應(yīng)用的身影。本文首先介紹了信息論，闡述了信息、信息論的意義，介紹了信息論的發(fā)展階段，隨后重點(diǎn)介紹了信息論在各行各業(yè)中的具體應(yīng)用，最后對(duì)信息論的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：信息信息論香農(nóng)信息墑壓縮感知情報(bào)分析統(tǒng)計(jì)信號(hào)處
2、理一.信息論的基本認(rèn)識(shí)1.1什么是信息“信息”一詞有著很悠久的歷史，早在兩千多年前的西漢，即有“信”字的出現(xiàn)。“信”?？勺飨砝斫?。作為日常用語，“信息”經(jīng)常是指“音訊、消息”的意思，但至今信息還沒有一個(gè)公認(rèn)的定義。信息是物質(zhì)、能量、信息及其屬性的標(biāo)示。信息是確定性的增加。信息是事物現(xiàn)象及其屬性標(biāo)識(shí)的集合。信息以物質(zhì)介質(zhì)為載體，傳遞和反映世界各種事物存在方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征。信息是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律總和，信息不是物質(zhì)，也不是能量。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式，客觀世界中大量地存在、產(chǎn)生
3、和傳遞著以這些方式表示出來的各種各樣的信息。信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)認(rèn)為：“信息是能夠用來消除不確定性的東西”。信息相關(guān)資料：圖片信息（又稱作訊息），又稱資訊，是一種消息，通常以文字或聲音、圖象的形式來表現(xiàn)，是數(shù)據(jù)按有意義的關(guān)聯(lián)排列的結(jié)果。信息由意義和符號(hào)組成。文獻(xiàn)是信息的一種，即通常講到的文獻(xiàn)信息。信息就是指以聲音、語言、文字、圖像、動(dòng)畫、氣味等方式所表示的實(shí)際內(nèi)容。信息是抽象于物質(zhì)的映射集合。信息是有價(jià)值的，就像不能沒有空氣和水一樣，人類也離不開信息。因此人們常說，物質(zhì)、能量和信息是構(gòu)成世界的三大
4、要素。所以說，信息的傳播是極具重要與有效的。信息是事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過程以及關(guān)于這種狀態(tài)和過程的知識(shí)。它的作用在于消除觀察者在相應(yīng)認(rèn)識(shí)上的不確定性，她的數(shù)值則以消除不確定性的大小，或等效地以新增知識(shí)的多少來度量。雖然有著各式各樣的傳播活動(dòng)，但所有的社會(huì)傳播活動(dòng)的內(nèi)容從本質(zhì)上說都是信息。目前對(duì)信息這個(gè)概念的描述很多很繁雜，但是卻不能涵蓋信息的本質(zhì)特征。其實(shí)，用一個(gè)詞就可以說明信息的本質(zhì)：記錄。具體表述為：信息是事物在相互作用中所“刻畫”出的記錄。[2]這一表述可以說明信息產(chǎn)生、存在、運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生進(jìn)一步
5、影響等多種問題。我們提到信息往往在潛意識(shí)里就是指一個(gè)概念群。因?yàn)?，信息不是一個(gè)孤立的概念。有時(shí)你會(huì)把它理解為一個(gè)名詞，有時(shí)則理解為動(dòng)詞、形容詞，原因就是信息概念本身就包含諸多語義。另外，這里所說的“事物”，包括自然界的所有事物，不僅只包含與人類相關(guān)的事物，如語言、思維、文字、計(jì)算機(jī)等等。1.1.1本體論層次的信息：在最一般的意義上，亦即沒有任何約束條件，我們可以將信息定義為事物存在的方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表現(xiàn)形式。這里的“事物”泛指存在于人類社會(huì)、思維活動(dòng)和自然界中一切可能的對(duì)象?！按嬖诜绞健敝甘挛锏?/p>
6、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部聯(lián)系?！斑\(yùn)動(dòng)狀態(tài)”則是指事物在時(shí)間和空間上變化，信息的載體所展示的特征、態(tài)勢(shì)和規(guī)律。1.1.2認(rèn)識(shí)論層次的信息：主體所感知或表述的事物存在的方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。主體所感知的是外部世界向主體輸入的信息，主體所表述的則是主體向外部世界輸出的信息。在本體論層次上，信息的存在不以主體的存在為前提，即使根本不存在主體，信息也仍然存在。在認(rèn)識(shí)論層次上則不同，沒有主體，就不能認(rèn)識(shí)信息，也就沒有認(rèn)識(shí)論層次上的信息。[4]1.2什么是信息論信息論是由美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)創(chuàng)立的，它是用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，研究
7、信息、信息熵、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)壓縮等問題，并從量的方面來研究系統(tǒng)的信息如何獲取、加工、處理、傳輸和控制的一門科學(xué)。信息就是指消息中所包含的新內(nèi)容與新知識(shí)，是用來減少和消除人們對(duì)于事物認(rèn)識(shí)的不確定性。信息是一切系統(tǒng)保持一定結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)。狹義信息論是研究在通訊系統(tǒng)中普遍存在著的信息傳遞的共同規(guī)律、以及如何提高各信息傳輸系統(tǒng)的有效性和可靠性的一門通訊理論。廣義信息論被理解為使運(yùn)用狹義信息論的觀點(diǎn)來研究一切問題的理論。信息論認(rèn)為，系統(tǒng)正是通過獲取、傳遞、加工與處理信息而實(shí)現(xiàn)其有
8、目的的運(yùn)動(dòng)的。信息論能夠揭示人類認(rèn)識(shí)活動(dòng)產(chǎn)生飛躍的實(shí)質(zhì)，有助于探索與研究人們的思維規(guī)律和推動(dòng)與進(jìn)化人們的思維活動(dòng)。信息論將信息的傳遞作為一種統(tǒng)計(jì)現(xiàn)象來考慮，給出了估算通信信道容量的方法。信息傳輸和信息壓縮是信息論研究中的兩大領(lǐng)域。這兩個(gè)方面又由信息傳輸定理、信源－信道隔離定理相互聯(lián)系。它主要是研究通訊和控制系統(tǒng)中普遍存在著信息傳遞的共同規(guī)律以及研究最佳解決信息的獲限、度量、變換、儲(chǔ)存和傳遞等問題的基礎(chǔ)理論。[1]二.信息論的發(fā)展階段信息論的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段：1948年貝爾研究所的香農(nóng)
