《第2章 信息资源管理理论基础课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章 信息资源管理理论基础课件（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 信息资源管理的理论基础,信息科学 管理科学 信息传播与交流科学群：,2.1 信息科学,申农信息论 系统论 控制论 信息科学,2.1.1申农信息论,信息论可分为狭义信息论、一般信息论、广义信息论三大类。 美国数学家申农是信息论的创始人。他在1948年发表的论文通信的数学理论是信息论作为一门独立学科诞生的标志。,信息论的创始人是美贝尔电话研究所的数学家申农（C.E.Shannon19162002），他为解决通讯技术中的信息编码问题，突破发老框框，把发射信息和接收信息作为一个整体的通讯过程来研究，提出发通讯系统的一般模型；同时建立了信息量的统计公式，奠定了信息论的理论基础。,1、申农通信系统
2、模型,申农通信系统模型,噪声,信源,编码,信道,译码,信宿,消息,信号,信号噪声,消息,信源,信源：即消息的来源，可以是人、机器、自然界的物体等。信源发出的消息具有随机性，是不确定的。否则，信宿的实得信息为零。如果消息是不确定的，信宿就可以从中获取信息。,编码,编码是把信息变换为信号的措施。分为信源编码和信道编码。 信源编码就是把信源输出的符号序列，用某个给定的字母表中的字母编排成最优的字母序列。 信道编码是把经过信源编码后的字母序列变换为适合在信道中传输的最优信号序列。,信道,即信息传递的通道或传输信息的媒介。 信道容量是信道最多能传输或存储的信息量。 研究信道的目的就是最大限度地增加信道容
3、量或存储量。,噪声,是信息在信道中传输时受到的干扰。 系统内噪声：由于系统自身的原因所产生的干扰。这是一种系统的物理特性，难以全部消除。 系统外噪声：来自系统以外的干扰。包括自然界的雷电、大气辐射或人为发射的干扰等等。可以全部消除。,译码,即把信道输出的编码信号进行反变换，还原为信宿能识别的符号。由于存在噪声，信道输出的编码信号是已含有干扰的信号，所以译码不是简单的编码还原，必须考虑剔除干扰信号的问题。,信宿,即信息的归宿，是信息的接收者。可以是人、机器等。 研究信宿的关键是提高信宿的接收能力。,2、信息资源的度量,（1）基于数据量的信息度量 在计算机信息处理工作中按反映信息内容的数据所占的存
4、储空间的大小来衡量信息量的大小，非计算机处理的信息直接用发行种类和发引量或文本的字数来度量。 一个计算机系统的信息处理量、数据库或信息存储介质的信息存储量常用字节数B、KB、GB来度量。1B=8bit,1KB=1024B(千字节)，1MB=1024KB(兆字节)，1GB=1024MB(千兆字节)。,（2）基于概率的信息度量：揭示了信息与事物状态随机性的本质联系。 在计算信息量之前，把信息接收者采集到的情况称为消息。用一则消息对应于一个事件，事件出现的概率越大，相应的消息所含的信息量越小。 设消息为M，对应的事件为A，A出现的概率为P，则消息M的信息量为： IM = log P 若以2为底数，所
5、得信息量的单位为比特；以自然数e为底数，所得信息量的单位为奈特；以10为底数，所得信息量的单位称为哈特。 即： IM = log 2P （比特） = ln P （奈特） = lg P （哈特） 平均信息量表示了一个信息源发出信息的总体特征。,3、熵的概念,熵的英文拼写为entropy。它是一个热力学概念。简单的说，熵是一种描述环境混乱程度的量。变混乱是熵增过程，反之是熵减过程。在温度处于绝对零度时（大约在-273），任何一种物体的熵等于零。 当你以缓慢的、可逆的、微小的变化使物体进入另一种状态时（甚至因此而使物体改变了物理学或化学的性质，或者分裂为两个或两个以上物理学或化学性质不同的部分），那
6、么，该物体的熵在增加。熵增加的总数是这样计算的：在那个步骤中你必须供给的每一小部分热量，除以供给热量时的绝对温度，然后把所有这些求得的商数加起来。 统计学上，熵是混乱和无序的度量.熵值越大,混乱无序的程度越大.,信息熵,申农定义信息熵为自信息的数学期望，即信源的平均信息量。信息熵表征了信源整体的统计特征，是总体的平均不确定性的量度。由于信息是用来减少随机不定性的东西，它本身是有序的一个量度，所以是“负熵”，用以下公式表示：,应用实例,信息论首先提出了当对数以2为底时得到的不确定性H称为Bit（比特）。即H=log22=1Bit ，即有两个等可能性结局的抽样实验的结局的不确定性恰好是1比特。 对
7、于掷骰子的试验，由于仅有6个不同的结局（k=6），而且每个结局的出现概率都是1/6。所以一次实验的结局的不确定程度H为 H=-(1/6)log2(1/6)-(1/6)log2(1/6)-(1/6)log2(1/6)-(1/6)log2(1/6)-(1/6)log2(1/6)-(1/6)log2(1/6)=-log2(1/6)=log26=2.58比特,信息熵的极值性,根据信息熵公式，当所有的信源符号呈等概率分布时，信息熵取最大值,记为H(x) 。信息熵的这种特性称为极值性，又称最大离散熵定理。,信源剩余度（）,根据熵的极值性，进一步定义信源实际的信息熵与具有同样符号集的最大熵的比值为“熵的相对
8、率”,则信息剩余度： 11H(x)/H(x),申农第一定理：,无失真信源编码定理： 通过变换信源编码，使信源符号尽可能为等概率分布，以使新信源每个编码符号平均所含有的信息量达到最大，从而使信息传输率（R）达到信道容量（C），实现信源与信道的完全匹配，这样即可以做到编码不失真。 这是一种理论的极限探索，实际上不可能实现。但我们可以朝这个方向而努力。,申农第二定理,抗干扰信道编码定理。该定理指明，总可以找到一种抗干扰信道编码，只要其码长N足够大，错误译码概率将任意小，信道信息传输率R可无限接近信道容量C。也就是说，在有噪声信道中，传输信息可以做到既有效，又可靠。,申农第三定理,限失真信源编码定理或
9、保真度准则下的信源编码定理。即在允许失真值D给定后，总存在一种编码方法，使编码后的信源输出信息率R大于但可任意地接近于R(D) （为信息率失真函数 ）， 而平均失真小于或无限接近于允许失真值D；反之，若RR(D)，则编码后的平均失真将大于D。 在保证一定质量（一定保真度）的条件下，为了最大限度地提高信息传输率，就必须尽可能地压缩信源，使再现信源消息时（译码过程）所必须获得的平均信息量尽可能小。,2.1.2系统论,系统论是由美籍奥地利生物学家贝塔朗菲于二十世纪四十年代创立的。它主要是研究一般系统或叫普通系统所共同遵从的规律和法则。因此他的系统论就叫做“一般系统论”或者“普通系统论”。贝塔朗菲最早
10、是在1937年提出了一般系统论的概念，1945年发表了关于普通系统论著作，1968年又发表了专著一般系统理论基础、发展与应用。这本专著是他的一般系统论的代表作。近年来，国内外有些学者在一般系统论和系统工程等学科基础上，企图建立一门系统科学。,系统论是研究一般系统的理论。其创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲（L.Y.Bertalanffy)。 系统是指相互联系、相互作用并具有一定整体功能和整体目的的诸要素组成的整体。在内部，这些要素相互作用，形成一定的结构；在外部，这些要素所构成的整体与环境相互联系，表现出一定的功能，具有一定目的。,1、构成系统的主要内涵 要素、联系、结构、功能和环境等。,2、
11、系统论中的基本原理,整体性原理 层次性原理 开放性原理 目的性原理 稳定性原理 相关性原理,2.1.3控制论,控制论是研究各种系统的控制规律的科学。它主要是研究动物和机器中的控制问题。 1948年，美国数学家诺伯特维纳出版的专著控制论（或关于动物和机器中控制和通讯的科学），是控制论的奠基性著作。,所谓控制，是指事物之间的一种不对称的相互作用。事物之间构成控制关系，必然存在一个或几个主动施加作用的事物，称为主控事物或控制者；同时也存在一个或多个被作用的事物，称为被控事物或控制对象。 控制者通过不断地对被控对象施加作用和影响，来实现其控制目标的过程，实际上是向被控对象馈送信息的过程，称正馈。 由被
12、控对象向控制者馈送信息的过程称为反馈。 反馈是控制论的基本概念。正因为有了反馈，控制的行为才有了目的性。,2.1.4信息科学,信息科学是以信息作为主要研究对象，以信息的运动规律作为主要研究内容，以信息方法论作为主要研究方法，以扩展人的信息功能特别是智力功能作为主要研究目标的一门综合性学科。 它的基础是哲学、数理化和生物科学，主体是信息论、控制论和系统论，主要工具是电子科学和计算机科学。,“三论”（SCI)统合,三论：系统论（System）、控制论（Control）、信息论（Information）,系统论,控制论,信息论,信息科学,1、信息科学的研究内容,探讨信息的基本概念和本质； 研究信息的
13、数值度量方法； 阐明信息提取、识别、变换、传递、存储、检索、处理、再生、表示、施效（控制）过程的一般规律； 揭示利用信息来描述系统和优化系统的方法与原理； 寻求通过加工信息来生成智能的机制和途径。,信息科学的学科体系,2、信息科学方法论,信息科学方法论包括一个方法，两个准则。 一个方法，即信息分析和综合方法，简称信息方法。 两个准则：功能相似准则、整体优化准则。,信息方法,包括两个基本方面：信息分析方法和信息综合方法。 信息分析方法主要解决认识问题，通过信息分析把握复杂事物的工作机制。即要弄清信息过程包含的各个环节和这些环节之间的逻辑关联与数量关系，从而建立信息模型。 信息综合方法主要解决实践
14、问题。通过信息综合来构造复杂的人工系统，达到给定的工作目标。即运用现有的物质、能量和技术手段来实现信息模型，并在试验条件下检验和完善系统模型的过程。,功能准则,利用信息方法来分析和实现高级复杂的信息系统时，主要应当着眼于系统的功能，而不必关心它们的具体结构。即在进行信息分析时，要在分析信息过程、建立信息模型的基础上归纳出系统的主要功能，然后在实施信息综合时，使所综合的模型与原型系统在主要功能上相似，从而达到综合的目的。,整体准则,在利用信息方法分析或实现高级复杂的信息系统时，主要应着眼于整体功能的优化，而不必关心个别的局部功能的最优。,2.2 管理科学,管理学概论 管理科学的学科体系 各种管理
15、理论及学派 管理学八大原理 管理环境变化与信息资源管理,2.2.1管理学概论,1、管理学的概念,管理是通过计划、组织、指挥、协调、控制等基本管理功能，有效地利用人力、物力、财力诸要素，促进它们相互密切配合，发挥它们最高的效率，以达到预期的目标的过程。 管理学是一门系统研究管理活动基本规律和一般方法的科学。,2、管理学的研究内容,管理学的研究内容主要包括生产力、生产关系和上层建筑3个方面。 生产力方面：主要研究如何合理地组织生产力，如何配置人、财、物等，使各要素充分发挥作用，实现组织的目标，获取最佳的组织效益和社会效益。 生产关系方面：研究如何协调组织与国家、各社会利益团体和职工的经济合作关系，
16、如何正确处理组织中人与人的关系，如何建立完善的组织机构和管理体制；如何调动组织内成员的积极性，为实现组织目标而服务。 上层建筑方面：主要研究如何使组织的规章制度和文化与社会的政治、经济、法律、道德等上层建筑保持一致，从而维持正常的生产关系，促进生产力发展。,3、管理学的研究方法,系统研究方法： 把管理对象作为一个系统来进行分析，研究影响管理过程的各种因素及其相互关系，研究该系统与其它系统的关系。 理论联系实际的方法： 案例分析法或边学习、边实践等方法。 权变思维方法： 管理方式要因时制宜，因人而异。实际问题与管理解答不是一一对应的关系。一个问题可以用多种方法去解决。同样一个目标，可以有多种实现的途径。一项工作可以有多种计划来保证完成。,2.2.2管理科学的学科体系,管理科学,古典管理理论,行为科学理论,当代管理理论,泰勒科学管理理论,法约尔一般管理理论,韦伯行政组织理论,人际关系学说,个体行为理论,团体行为理论,组织行为理论,管理过程学派,社会系统学派,决策理论学派,系统管理学派,社会技术系统学派,经
