南京信息工程大学
环境科学与工程学院
课程概况
教学时数：32学时 16周 考试形式：闭卷 考核方式：平时 30% 考试 70% 授课方式：按照大纲教学内容讲述 作业 专题讨论
南京信息工程大学
第一章：信息系统概论
本章目标
掌握信息、信息量、系统、信息系统等概念 明确信息的特征、分类和功能 了解信息的度量方法和信息管理的发展历程 掌握系统和信息系统的一般模型及主要功能 了解信息系统的价值及信息系统的发展历程 了解开发信息系统的常用方法和工具
本章主要内容
第一节： 信息1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 信息的概念 信息的特征、分类和功能 信息的度量 信息管理
第二节： 系统1.2.1 系统的概念 1.2.2 系统的分类与特征 1.2.3 系统方法
本章主要内容
第三节： 信息系统1.3.1 信息系统的概念 1.3.2 信息系统发展概论
第四节：信息系统开发设计方法1.4.1 信息系统方法学 1.4.2 信息系统分析设计的一般方法
第一章
环境信息系统概述
1.1 信息的概念 1.2 1.3 1.4 信息的特征、分类和功能 信息的度量 信息管理
当今世界信息化浪潮汹涌澎湃，信息技术渗透到人类 社会的各个方面，信息化成为世界经济和社会发展 的大趋势。随着世界经济一体化的逐步形成，市场 竞争不断加剧，消费者需求越来越苛刻，迫切需要 各行业加强管理，提高应变能力和经济效益。 在现代社会中，人类赖以生存与发展的战略资源，除 了物质、能量之外，还有信息，称之为信息资源。 信息的收集、处理、生产和应用水平决定了国家的 综合实力。 个人生活和职业工作也越来越依赖信息系统。
信
息
随着信息时代的到来，人们越来越清楚地认识到知识 就是力量，信息就是财富，信息资源在社会生产和 人类生活中将发挥日益重要的作用。信息资源的增 长速度和利用程度也成为了现代社会文明和科技进 步的重要标志。 信息成为一种资源的必要条件是对其进行有效的管 理。如果没有信息管理，信息也可能带来意想不到 的麻烦。因此，对信息及其相关活动因素进行科学 的计划、组织、控制和协调，实现信息资源的充分 开发、合理配置和有效利用，既是信息科学的重大 应用课题，也是管理科学的新兴研究领域。
信息国内最早见于《三国志》。诸葛恪围合肥新城，城中遣士刘整出围传信息。见 《三国志》。 王子真期曰：“正叔欲来，信息甚大。” 塞外音书无信息，道傍车马起尘埃—《寄远》唐代 诗人杜牧 梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台—《暮春怀故 人》唐代诗人李中 不乞隋珠与和璧，只乞乡关新信息—宋代李清照
信息科学的发展过程20世纪以前，
人们对信息的认识一直处于原始和经验 阶段。信息作为科学的概念，首先是在信息论中得 以专门研究的。1928年，哈特莱(Hartley R V)在 《贝尔系统技术杂志》上发表一篇题为《信息传 输》的论文。论文把信息理解为选择通信符号的方 式，即发信者所发出的信息，就是他从通信符号表 中选择符号的具体方式。 哈特莱还注意到，不管符号所代表的意义是什么，只 要从符号表中选择的符号数目一定，发信者所能发 出的信息的数量就被限定了。哈特莱的思想和研究 成果为信息论的创立奠定了基础。
信息科学的发展过程信息论作为一门严密的科学，主要归功于贝尔实验室 的申农(Shannon C E).他于1948年在《贝尔系统 技术杂志》上发表了著名论文《通信的数学理 论》,标志着信息论的诞生。申农是从通信工程的 角度去研究信息传递与度量问题的。他认为，信息 的多少意味着被消除的不确定性的大小。所谓不确 定性，就是对客观事物的不了解、不肯定。通信的 直接目的是要消除接收端(信宿)对于发出端(信源)可 能会发出哪些消息的不确定性。因此，信息被看作 是用以消除信宿对信源发出何种消息的不确定性的 东西。简单地说，“信息是指有新内容、新知识的 消息"。即信息与消息是有区别的。
例如：对于一位到“武汉”旅客而言 济南有飞机飞往武汉 小
济南18日8:15有飞机 飞往武汉
信 息 量
数据资料中包含信息量的 多少是由消除对事物认识 的“不确定性”来决定的。
济南18日8:15有东航 飞机飞往武汉天河机场
大
信息科学的发展过程从通信的观点出发，构成消息要具备两个条件：一是 能为通信双方理解；二是可以传递。信息与消息的 关系是内容与形式的关系。消息是信息的载体，其 形式是多样的，如各种语言、文字、图像等，而信 息则指的是包含在各种具体消息中的抽象内容。例 如，收听广播时听到了一些新闻，也就是接收到了 一些消息。这些消息的内容可能是已经知道的，也 可能是还不知道的。事先已经知道的消息不能作为 信息，因为人们不能从中获得新内容或新知识以消 除不确定性。在接收者看来。信息必须是事先不知 道其内容的新消息。可见，申农对信息的定义是从 信息在通信过程中所起作用的角度提出的。
信息科学的发展过程几乎是与申农同时，维纳(Wiener N)也发表了控制论的奠基性 著作《控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科 学》,标志着控制论这门新兴学科的诞生。 维纳从控制论的角度对信息的含义进行了阐述。他把信息与人 的认识、动物的感知活动联系了起来。在1950年发表的论 文《人有
人的用处——控制论与社会》中，维纳指出，“人 通过感觉器官感知外部世界",“我们支配环境的命令就是 给环境的一种信息",因此，“信息这个名称的内容就是我 们对外界进行调节，并使我们的调节为外界所了解，时而与 外界交换来的东西。’’这表明，信息就是人们适应外部世 界，并把这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界 进行相互联系、相互作用、相互交换的一种内容。在这里， 维纳把人与外界环境交换信息的过程看成是一种广义的通信 过程，试图从信息自身具有的内容属性上给信息下定义，注 意了信息的质的方面。这给人们提供了一条深入揭示信息本 质的正确途径。
信息科学的发展过程在此基础上，我国学者钟义信指出：“信息是 事物存在的方式或运动的状态，以及这种方 式或状态的直接或间接的表述。"该定义从哲 学的本体论层次出发，给出了信息的一种广 义定义，具有广泛的适用性。同时，钟义信 也指出信息的定义应当根据不同的条件，区 分不同的层次。只有深入把握信息的本质， 才能正确理解信息应用于不同领域、在不同 约束条件下的具体含义。这进一步表明了信 息概念的复杂性。
信息的本质概括起来，关于信息的本质，可以明确以下两点： (1) 信息的存在不以主体(人、生物或机器)的存在为转移，即 使主体不存在，信息同样可以存在。例如照片、磁带、录像 带可以真实再现已经发生过的事件或情景；再如，考古学家 从古代人类的遗留物就可以了解历史事件。从这个意义上 讲，信息就是事物内部结构和外部联系的运动方式和状态。 (2) 信息在主观上可以接受和利用，并作用于人们的行动。 人类总是自觉或不自觉地从客观世界获取信息，通过感觉器 官感知信息，通过大脑分析和处理信息，再利用信息来创造 价值。从这个意义上来讲，信息是主体所感知或主体所表述 的事物的运动状态及其变化方式。
环境信息通过上述分析，尽管仍然难以给信息下一个十全十美 的定义，但信息的本质含义已不难理解。事实上， 也没有必要给信息下一个放之四海而皆准的定义。 正如申农和维纳分别从通信和控制领域研究信息的 含义一样，人们应该从不同的应用领域出发，在信 息本质特征的基础上给出相应的定义。 为此，本书从环境学的角度出发，给出如下定义：环 境信息是环境数据的内在含义，是以语言、文字、 表格、图形、声音、图像等表达的环境资料的进一 步解释。根据这个定义，那些能表达某种含义的信 号、密码、情报、消息都可概括为信息。
2 数据与信息(1)并非任何数据都表示信
息，信息是消化了的数据。(2)信息是更直接反映现实概念的，而数据则是信息的具体 体现，所以信息不随载荷它的物理设备而改变，而数据则不 然，它在计算机化的信息系统中和计算机系统有关。 (3)信息从数据中加工、提炼而来，用于帮助人们正确决策 的有用数据。 (4)信息对决策有价值。
图1.1 数据与信息的关系
信息=数据？
消除不确定性 数据(Data) 加工处理 信息(Information)
例如：广播“到往北京方向的T36次列车将于7:30分发车” 对到北京的乘客 对到济南的乘客
信息
数据
3.信息与物质、能量的关系维纳在《控制论》中指出：“信息就是信息， 不是物质也不是能量。不承认这一点的唯物 论，在今天就不能存在下去。”维纳在这里 强调了信息的特殊意义，也初步揭示了信 息、物质与能量三者间的辩证关系。具体来 讲，信息与物质和能量既存在区别，也有着 密切的联系。