第2章 信息及信号.ppt

第2章 信息与信号 2.1 信息的概念 2.2 信息的度量 2.3 信号的概念及分类 2.4 信号的一般特性 2.7 信息处理 2.1 信息的概念 人类从产生的那天起，就生活在信息的海洋人类 人类社会的生存和发展，每时每刻都离不开接收信息、传递信息、处理信息和利用信息。 结绳记事→烽火告警 →语言文字 →电报电话→电报电话电视→电子计算机→互联网……—— 信息时代 信息社会——迅速获取、正确处理、充分利用信息，就能促进科技和国民经济的飞跃发展。 ∴信息的重要性是不言而喻的。 Information 由词根Inform而来 信息常被认为就是“ 消息”、“情报”、“知识”、“信号”等。虽然信息与他们之间有着密切的联系，但是信息的含义要更深刻、更广泛、它不能等同于消息、情报、知识和信号。 “信息”　、信息论中最基本、最主要的概念，它是一个既抽象又复杂的概念。 信息论中“信息”与其他概念的区别 香农关于“信息”的定义 信息论中的信息与其它概念区别 信息不能等同于情报（Intelligence） 情报往往是军事学、文献学方面的习惯用词，它的含义 比“信息”窄得多，一般只限于特殊的领域，它只是一类 特定的信息； “情报”是人们对于某个特定对象所见、所闻、所理解而 产生的知识。（情报学中的定义） 信息不能等同于知识（Knowledge） 知识是人们根据某种目的，从自然界收集得来的数据中 整理、概括提取得到有价值的、人们所需的信息；是一 种具有普遍和概况性质的高层次的信息； 知识是以实践为基础，通过抽象思维对客观事物规律性的概括。知识是信息，但不等于信息的全体 信息不同于消息 （Message） 在现代信息论形成之前，信息一直被看作是通信 中消息的同义词，没有严格的数学含义； 所谓消息，是用文字、符号、数据、语言、图 片、图像等能够被人们感觉器官所感知的形式， 把客观事物运动和主观思维活动的状态表达出来 消息是信息的载体；消息是表现形式，信息是实 质 信息：消息中的有效内容 信息不同于信号（Signal） 把消息变换成适合信道传输的物理量，就是信号；信号是承载消息的物理量； 信号携带消息，它是消息的运载工具。 信息、消息、信号三者之间的关系： 信息（ Information ）：是消息的内容 消息（ Message ）：是信息的形式，表达信息的工具 信号（Signal ）：是消息传输的物理形式（如声波、光波、电信号、机械信号等；一般指电信号 ） 信息的特性 广泛性（普遍性）： 客观世界充满着信息 ，一切客观物质无不具有自己的特征信息 人类离不开信息：人的五官在不停地感知、接收信息；人的神经系统在不停地传递信息；人的大脑则在不停地处理与决策信息；人与人之间又在不停地交流信息；人活在世上百分之百时间都在自觉与不自觉地与信息打交道。 知识、书本是有用信息的积累 抽象性：信息是组成客观世界并促进社会发展的最基本的三大要素之一。 信息的特征 未知性或不确定性 接收者在收到信息之前，对其内容是未知的，所以信息是新知识、新内容； 由不知到知，或不确定性的减少 信息是能使认识主体对某一事物的未知性或不确定性减少的有用知识； 可以产生、消失，也可以被携带、存储及处理 可以度量，信息量有多少的差别(?) 可以产生动作（信息能够发挥作用） 香农关于“信息”的定义 关于信息的科学定义，目前已有百余种流行的说法，它们从不同的侧面和层次来揭示信息的本质； 香农从研究通信系统传输的实质出发，对信息做出了科学的定义； 香农关于“信息”的定义 香农注意到： 收信者在收到消息之前是不知道消息的具体内容的。通信系统传递消息的过程对收信者来说，是一个从不知到知之的过程，或者从知之甚少到知之甚多的过程，或是从不确定到部分确定或全部确定的过程。 香农关于“信息”的定义 因此， 对于收信者来说，通信过程是消除事物状态的不确定性的过程，不确定性的消除，就获得了信息，原先的不确定性消除的越多，获得的信息就越多； “信息”是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。这就是香农关于信息的定义。 信息论研究的对象——信息传输系统 通信系统模型（ Communication System Model ） 通信系统的组成 通信系统：传递信息所需的一切技术，设备和媒体的总和 信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处