第1章信息化基础知识

信息化技术导论主讲教师：马佳琳联系方式：86578336软件学院410办公室QQ:174905190第1章信息化基础知识••1、工业社会：二百多年以前，由于蒸汽机的发明和电的使用，大大增加了人类的“体能”，力举千钧，日行万里。人类社会从农业时代进入工业时代，生产力得到很大发展。•2、信息社会：六十多年前，在老三论（信息论、系统论和控制论）科学的指导下，人类发明了晶体管和电子计算机，人类不但有更强的“体能”，而且有更聪明更敏锐的“脑袋”，智力得到“放大”，记忆力更强，反应更灵敏，更迅速，计算更快更准，控制更精确，自动化、智能化使生产力有更进一步的发展，人类社会从工业时代进入了信息时代。信息技术产生和发展的基础•信息化建设的基础是信息技术。信息技术产生和发展的基础由两部分构成1、科学基础：信息论、系统论和控制论；2、技术基础：微电子技术、现代通信技术和计算机技术等。信息的定义和特征•信息：信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象，信息可以用数值、文字、声音、图像等多种形式表示，信息是对数据加工提炼的结果，是对人类有用的知识，信息是具有含义的符号或消息，而数据是计算机内信息的载体。信息不随载体物理形式的改变而改变•特征1、客观性：与客观事实紧密相关；2、适用性：信息对决策十分重要；3、传输性：可在发送者与接收者之间传输；4、共享性：传送给多个用户，为多用户所共享，其本身并无损失。–信息技术的定义•基于计算机和微电子技术的，与信息的生产、处理、存储、通信、交换、传播和利用相关的各种技术–信息技术主要构成•计算机技术、软件技术、电子通信技术以及微电子技术企业信息化•企业信息化就是用现代信息技术来实现企业经营战略，行为规划和业务流程。企业信息化大大拓宽了企业活动的时空范围，在时间上，企业信息化以客户需求为中心实施敏捷制造，业务运营与管理；在空间上，企业信息化以虚拟形态将企业整个供应链聚合在网络世界上进行协同管理，真正实现了运筹于帷幄之中，决胜于千里之外。1．企业信息化内涵•随着信息技术的发展，以计算机和网络技术为核心的信息技术逐步渗透并彻底改造了企业的产品研发、制造、办公和管理，使传统的人工作业工具发展成电子化、自动化、智能化.•概况地说，企业信息化就是：在企业作业、管理、决策的各个层面，科学研究、过程控制、事务处理、经营管理的各个领域，引进和使用现代信息技术，全面改革管理体制和机制，从而大幅度提高企业工作效率、市场竞争能力和经济效益。2．企业信息化必须走两化融合之路信息技术作为崭新的工具已经或正在改变着企业的生产方式、运作方式，改变着企业的商业模式和生存环境。企业生存环境变化的基本特征是信息的丰富性、流动性和价值化。企业的经营活动越来越需要围绕着信息的获取、传递、共享和应用来展开。企业只有运用信息技术提升传统的生产方式和管理方式，增强信息处理能力，使人、技术和过程三者协调发展，才能不断发展和形成核心能力，赢得和保持竞争优势。发达国家在100年前已完成工业化，其企业信息化也已经达到较高水平，而我国企业信息化技术应用总体上处于起步阶段，在产品设计、制造以及组织管理上与发达国家存在着较大差距。但是，我们不能等工业化完成后才开始信息化或停止工业化只搞信息化，而应该抓住云计算技术的发展机遇，通过信息化促进工业化，通过工业化为信息化打基础，走信息化和工业化并举、融合、互动、相互促进、共同发展之路。摘自雷博士《信息化与信息管理实践之道》信息技术（IT）•信息技术（IT）是指信息的产生、获取、处理、存储、传输及其应用的技术，是利用科学的原理、方法及先进的工具和手段，有效地开发和利用信息资源的技术体系。它可能是机械的、激光的、电子的，也可能是生物的。现代信息技术主要指微电子、计算机、网络、通信、机器人、自动化、智能化、遥感遥测、卫星导航定位等领域，它们在扩展人的信息感官能方面发挥了巨大作用。信息技术的两大支柱：计算机和通信技术信息化••信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。•信息化是人类文明进程中的一个重要社会发展阶段，主要是由于科技进步和信息技术广泛应用而引发社会的结构性变化。社会信息化的过程，就是在经济活动和社会活动中建设和完善信息基础设施，发展信息技术和信息产业，增强开发和利用信息资源的能力，促进经济发展和社会进步，使信息产业在国民经济中占主导地位，使人们的物质和文化生活高度发展的历史进程。信息化内容•信息化内容主要包含六个要素：①信息资源：各种数据库、信息库；②信息基础设施：各种有线或无线的骨干网络，以及相关的支线网络；③信息应用系统：各种MIS、ERP系统和像金税、金关、金卡等应用工程；④信息人力资源：信息技术研究、应用和管理人才⑤信息技术和信息产业：拥有我国自己知识产权的信息技术和强大的信息产业基础；⑥适合信息化发展的宏观环境：完善的相关法律、法规、规范和标准。信息化工程的定义•工程是指将理论和知识应用于实践的科学，一般是指比较大型的工程建设项目。信息化工程是指信息化建设中的新建、升级、改造工程。信息化工程的范畴涵盖计算机工程、网络工程、通信工程、企业信息化、电子商务、电子政务、自动化系统工程、智能化工程、电子信息系统机房工程、综合布线和防雷接地工程、软件工程、智能卡应用工程、数字地球、数字化工程、系统集成工程，以及有关计算机和信息化建设的工程和项目。信息社会信息社会（也称为信息时代）指在社会的政治、经济、生活等各方面大规模地生产和利用信息与知识，以知识经济为主导的社会。在信息社会中，信息与信息技术已经渗透到社会生活的各个方面，劳动生产率将大幅度提高；信息将成为社会最重要的资源和财富；信息产业将成为支柱产业，信息社会将是知识密集型社会；人类社会将走向小型化、分散化和多极化。信息社会的主要特征：（1）信息成为社会的战略资源（2）知识在经济发展中起主导作用（3）信息产业开始成为国民经济主导产业信息高速公路(IHW)信息高速公路是国家信息基础设施（NII）的形象比喻，国家信息基础设施是美国政府于1993年9月正式提出来的，是一个交互式的多媒体通信网络，它以光纤为“路”，以电话、电脑、电视、传真等多媒体终端为“车”，既能传输语言和文字，又能传输数据和图像，使信息的高速传递、共享和增值成为可能，并提供教育、卫生、商务、金融、文化、娱乐等广泛的信息服务。数字鸿沟数字鸿沟又称为信息鸿沟。它是指当代信息技术领域中存在的差距现象，既存在于信息技术的开发领域，也存在于信息技术的应用领域，特别是指由网络技术产生的差距。有条件者可以上网，并能从网上得到更多的信息资源，而无条件者则只能徘徊在网络的大门之外，从而造成信息化水平的巨大悬殊。英国广播公司（BBC）在新闻广播中则直接把数字鸿沟称为信息富有者和信息贫困者之间的鸿沟系统科学的产生与发展1、公元前都江堰工程2、20世纪40年代第二次世界大战以后工业的恢复和发展的需要3、20世纪60年代航天工业的发展起了很大推动作用4、20世纪80年代计算机和信息技术的高速发展系统论•系统论是研究系统的模式、性能、行为和规律的一门科学。它为人们认识各种系统的组成、结构、性能、行为和发展规律提供了一般方法论的指导。（1）自然系统（2）人造系统①工程技术系统②管理系统③科学体系（3）复合系统（4）静态系统与动态系统（5）封闭系统与开放系统（6）实体系统与虚拟系统系统论的基本理论（1）整体的功能不等于各部分功能之总和（2）系统的结构决定系统的功能（3）动态观点（4）最优化观点控制论的发明1948年维纳发表《控制论》。这个新领域涉及到神经生理学、心理学、计算机科学等多种学科，轰动了全世界。按照这一新的图景,一切物质存在，不管是天体、生物、机器直到人类社会以至于人的思维过程，都构成一定的系统，具有不同形式的控制、反馈功能。这就要求一切科学研究打破传统的单因素分析方法，着眼于整体研究。控制论定义：现代的自动机器和人都是由感觉装置、动作装置、传递信息的系统(神经系统)所组成的一种系统。自动机器和人都是在接收、处理、传递和存贮信息，并利用信息去完成动作，实现与外界的联系。在系统工作中，反馈控制给定控制信号使动作装置(器官)动作。动作结果由感觉装置(器官)检测出来，并反馈回去与给定信号相比较。如果比较有偏差，偏差信号会继续控制动作装置(器官)动作，直到偏差信号消失为止。根据这一理论,一个机械系统完全能进行运算和记忆。1940年，维纳开始考虑计算机如何能像大脑一样工作。他发现了二者的相似性。维纳认为计算机是一个进行信息处理和信息转换的系统,只要这个系统能得到数据,机器本身就应该能做几乎任何事情。而且计算机本身并不一定要用齿轮,导线,轴,电机等部件制成。麻省理工学院的一位教授为了证实维纳的这个观点，甚至用石块和卫生纸卷制造过一台简单的能运行的计算机。控制论的基本方法控制论是具有方法论意义的科学理论。控制论的理论、观点，可以成为研究各门科学问题的科学方法，这就是撇开各门科学的性质和特点，把它们看作是一个控制系统，分析它的信息流程、反馈机制和控制原理，往往能够寻找到使系统达到最佳状态的方法，这种方法称为控制方法。控制论的基本方法是黑盒方法、类比方法、功能模拟方法等。黑盒方法黑盒是指不知其内部构造细节，只知其外部功能特性的系统。所谓黑盒方法，就是通过对系统的输入（外界对系统的影响）和输出（系统对外界的影响）的外部观测，而不需要对系统内部结构进行剖析，来对系统的功能和行为特性进行分析和研究的方法。黑盒方法是探索复杂大系统的重要工具。利用黑盒方法，可以不考虑系统内部具体的物质构造细节和能量转换形态，只需将其中的信息传递、变换和处理过程抽象出来，通过对输入与输出的信息观测、分析研究，就可以探索各种不同领域的、不同物质构造和能量形态的控制系统的内部的过程和机理。类比方法类比就是类似、比较的意思。类比方法是基于各种不同事物之间的相似性（共性），进行模拟、比较、联想、推理的科学方法。在控制论中，利用类比方法，研究了自动机器与生物有机体之间的相似性，发现了它们在控制与通信过程中都以获取反馈信息作为实现有目的性行为的重要条件的共同规律。并且，从生物的自适应、自学习、自组织、自修复、自繁殖等控制和调节机制中得到启发，提出了自动机器设计的新概念、新原理，产生和发展了控制论系统的新的设计思想；研制了具有类似于动物的某些行为，被称为控制论动物的自动装置。系统辨识与系统仿真在控制论的研究中，运用黑盒方法和类比方法，还进一步发展了系统辨识与系统仿真方法和技术。1、系统辨识：是利用实验观测数据，建立系统的数学模型，辨识模型的参数。2、系统仿真：用数学模型、物理模型或技术模型，对实际系统的功能和行为特性，进行模拟试验和分析研究。功能模拟法功能模拟法是用功能模型来模仿客体原型的功能和行为的方法。所谓功能模型就是只以功能行为是相似为基础而建立的模型。如猎手瞄准猎物的过程与自动火炮系统的功能行为是相似的，但二者的内部结构和物理过程是截然不同的，这就是一种功能模拟。功能模拟法为仿生学、人工智能、价值工程提供了科学方法。控制论对社会的重大影响“控制论之父”维纳发明控制论40多年来，控制技术已应用于政治、军事与社会科学方方面面。控制论不仅给许多科学、技术与生产带来了新的范畴与方法论，而且它的规律性对人类社会本身也是有效的。人类能够在复杂自然环境中生存和发展，就是通过社会有机体具有的自我调节和管理能力，协调人们之间的关系。维纳的控制论发表后，在哲学界曾引起轩然大波。此书副标题是“动物和机器中的控制和通信”。人也是动物，把人和机器并列，以至等同起来，有（冒犯）人类尊严之嫌，惹怒了不少哲学家，就象哥白尼把地球从宇宙的中心搬到太阳系的一个角落而触怒了教皇一样。前苏联哲学家首先发起攻击，称控制论是一种反动的伪科学，是现代机械论的一种新形式（见前苏联《哲学辞典》，第四版，1954年）。还有更严重的批评说，控制论是为帝国主义服务的战争工具等（见1954年前出版的《苏联大百科全书》）。维纳在社会主义国家被视为反动的伪科学