2023年信息技术和信息系统

第章数据、信息技术和信息系统1数据、信息和信息技术的基本概念

1.1在计算机和信息处理领域，数据、信息是常常使用的概念，它们有着各自的特定内涵本节将给以简朴简介

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1.1数据和信息

1.数据和信息数据和信息是信息系统中最基本的术语，数据是指记录下来的事实，是客观实体属性的值数据不仅包括以数量形式体现的属性值，也包括以文字形式体现的属性值其记载方式可以是多种多样的I例如书面上的文字、卡片上日勺孔位、商品上印刷的条码、磁盘上磁介质的状态等等国际原则化组织（ISO）对数据所下的定义是“数据是对事实、概念或指令及I一种特殊体现形式，这种特殊体现形式可以用人工的I方式或者用自动化的装置进行通信，翻译转换或者进行加工处理”根据这个定义，就人类活动而言，常规意义下的数字、文字、图形、声音、图像（静态和活动图像）等，经编码后都被视为数据信息是构成一定含义的一组数据信息论的奠基人维纳说过“信息就是信息，不是物质、也不是能量”“信息是人们在适应外部世界并且使之反作用于外部世界的过程中，图1-3智能技术在社会生产中的作用控制技术则根据输入口勺指令信息（决策信息）对外部事物的运动状态和方式进行干预,即信息施效控制技术是效应器官的延长，包括一般的伺服调整技术和自动控制技术，其目的是更好地应用信息，使信息可以在改造自然的过程中发挥作用感测、通信、智能和控制这4大技术在信息系统中虽然各司其职，不过从技术要素层次上看，它们又是互相包括、互相交叉、互相融合的I感测、通信、智能都离不开控制；感测、智能、控制也都离不开通信；感测、通信、控制更是离不开智能

2.信息技术日勺分类按照信息技术与否可转化为实物形态，可将其划分为“硬”信息技术和“软”信息技术两大类前者一般是指多种已经或即将转化为信息设备的信息技术，如复印机、计算机、通信卫星等；后者一般是指那些人类在长期从事信息活动过程中积累而形成的有关信息处理的经验、知识、措施与技能，如语言、文字、信息压缩技术、信息组织技术、记录技术、预测技术、决策技术等按照专业信息工作的基本环节可将信息技术划分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息检索技术、信息加工技术、信息原则化技术信息获取技术是把人们的感觉器官不能精确感知或不能感知的信息转化为人能感知的信息，如显微镜、望远镜、气象卫星、行星探测器、温度计等；信息存贮技术是指跨越时间保留信息的技术，如印刷术、摄影术、录音机、录像机、磁盘、光盘等；信息检索技术是精确、迅速地从信息库中找出所需信息的技术，或称技巧、方略、措施，它重要包括手工检索技术、机械检索技术和电子计算机检索技术3大类，信息加工技术是对信息进行分类、排序、转换、压缩、扩充等的技术，老式的信息加工重要是通过人脑和手工来进行，电子计算机时发明与使用逐渐变化了这种状况，目前它已成信息加工的重要工具；信息原则化技术是使信息获取、传递、存储、检索、加工等环节有效衔接的技术，如文献原则、中文编码、检索语言等按照人们平常所使用的信息设备的种类或其用途可将信息技术划分为技术、电报技术、电视技术、广播技术、缩微技术、复制技术、卫星技术、电子计算机技术等众多的I门类从信息系统功能的角度可将信息技术划分为信息输入输出技术、信息描述技术、信息存贮检索技术、信息处理技术、信息传播技术根据人的信息器官种类来划分，这是一种比较科学日勺分类措施人的信息器官大体可分为4类一是感觉器官，包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等器官，此类器官日勺重要任务是获取外界事物的信息；二是神经器官，包括导入神经网络、中间传导神经网络和导出神经网络，通过导入神经网络把感觉器官获得的信息传递给思维器官，通过导出神经网络把思维器官加工产生的信息传递给效应等器官；三是思维器官，即人的大脑，它可以对传入其中的信息进行记忆、比较、运算、分析、推理并以这些成果为根据进行决策、指挥;四是效应器官，包括操作器官（手）、行走器官（脚）、语言器官（喉、舌、嘴）等，它们重要是执行思维器官发出的指令信息或是通过语言器官把大脑产生的信息体现出来以使这些信息对外发挥作用与此相对应，信息技术就有感测技术、通信技术、智能技术和控制技术之分信息系统

1.2信息系统的概念

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2.1信息系统是与信息加工，信息传递，信息存贮以及信息运用等有关的系统任何一类信息系统都是由信源、信道和信宿（通信终端）三者构成先前的信息系统并不波及计算机等现代技术，不过，现代通信与计算机技术的发展，使信息系统的处理能力得到很大的提高目前多种信息系统中已经离不开现代通信与计算机技术，我们目前所说的信息系统一般均指人、机共存的系统信息系统一般包括数据处理系统，管理信息系统、决策支持系统和办公自动化系统数据处理系统是由设备、措施、过程，以及人所构成并完毕特定的数据处理功能的系统它包括对数据进行搜集、存储、传播或变换等过程，如数据的识别、复制、比较、分类、压缩、变形及计算等管理信息系统是搜集、存储和分析信息，并向组织中的I管理人员提供有用信息的系统它的特点是面向管理工作，提供管理所需要的多种信息按照管理信息系统所面向的I管理工作区I级别，可以分为面向高层管理、面向中层管理和面向各操作级管理3种类型按其组织和存取数据的方式，可以分为文献系统和数据库系统按其处理作业方式，可以分为批处理和实时处理系统按其各部分之间的联络方式，可以分集中式和分布式两种类型决策支持系统是把数据处理的功能和多种模型等决策工具结合起来，以协助决策的电子计算机信息处理系统它可以在复杂时迅速变化的外部环境中，给各级管理人员或决策者提供有关的信息资料，并协助决策者制定和分析决策决策支持系统使用的电子计算机技术是数据库、模型库以及也许进行实时处理的计算机网络系统办公自动化系统是由计算机、办公自动化软件、通信网络、工作站等设备构成使办公过程实现自动化的系统计算机是整个系统的I关键，包括硬件设备、操作系统、数据库和网络软件等办公自动化软件具有办公、信息管理以及决策支持等功能通信网络可采用局域网、以太网或其他网络，以适于不一样部门、不一样区域日勺需要工作站可以是简朴的字符终端或图形终端，也可以是数据、文字、图像、语音相结合的多功能的工作站,一种比较完整的办公自动化系统具有信息采集、信息加工、信息传播、信息保留4个基本环节，其关键任务是向它的各层次的办公人员提供所需的信息，因此该系统综合体现了人、机、信息资源三者之间的关系信息系统的发展

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2.2在近半个世纪人类文明进步的历程中，信息系统饰演了一种至关重要的角色，大到国家政府机关办公、高科技研究，小到个人事务处理等，信息系统为他们节省时空，提高效率从20世纪60年代信息系统产生以来，信息系统经历了电子处理系统、管理信息系统、决策支持系统和专家系统几种阶段我们所生存的世界已经走入一种新政I时代一一知识经济时代在知识经济时代，以知识为中心，知识成为最高生产力，成为财富和文明日勺源泉、动力；成为生产欧I发明、创立、创新力量运用知识，我们可以提高工作人员日勺自身素质，提高专业技能和专家知识的运用效率知识经济对信息系统提出了时代规定，新型的信息系统即知识管理系统应运而生知识管理，简朴地说就是对一种组织所拥有的和所能接触到的I知识资源，怎样进行识别、获取、评价，从而充足有效地发挥作用日勺管理过程这个过程日勺实现离不开信息系统欧I支持在这个过程中，知识管理的I基本活动都要在信息系统上展开，首先将获得欧I知识以文献日勺形式存入信息系统中，然后通过信息加工工具将知识分类，组合，以产生新的知识，最终通过网络通信系统将新知识分派给组织组员，使知识真正转化为生产力知识管理系统作为信息系统发展的新阶段，目前仍是一种新的研究领域但伴随管理理论和信息技术日勺发展，尤其是人们观念欧I更新，知识管理系统将会逐渐完善与成熟起来网络信息

1.3信息技术的飞速发展，带来了全球信息资源不可逆转的网络化发展趋势当今，世界上任何地点、任何时候发生欧I事件，即刻可以传播到世界日勺任何一种角落，这一切都归功于网络Internet的J飞速发展Internet上的网络信息资源极其丰富多彩人们从网络中得到信息，反之又更新了信息网络信息资源与老式形式的信息资源相比，其记录载体、体现形式以及传播手段等有本质上的不一样，其最明显的特性是以数字化形式存贮于网络节点中网络信息具有如下的特点

1.内容上日勺特点信息数量上的海量化每天世界各地的成千上万条信息随时随地的被添加到网络上，与以往的信息构成了世界最大的、以最快的速度更新扩充的数据库网络信息资源以几何指数增长种类上繁多在信息网络中流动的信息，除文本信息外，还包括大量的非文本信息,如图形、图像、声音信息等信息展现出多类型、多媒体、非规范、跨地理、跨语种等特点信息资源既分布开放，又互相关联网络信息被寄存在网络计算机上，首先信息资源分布分散、开放，显得无序化；另首先由于网络特有超文本链接方式，强大的检索功能，使得内容之间又有极强的关联程度

2.形式上日勺特点信息的非线性信息的非线性编排是超文本技术的一大特性，在这种特性下，信息组织成某种网状构造浏览超文本信息时可根据需要，或以线性次序依次翻阅，或沿着信息单元之间的链接进行浏览信息的交互性网络信息资源中基于电子平台、数字编码基础上的新型信息组织形式——多媒体不仅集中了语言、非语言两类符号，并且又超越了老式的信息组织方式它能从一种媒介流动到另一种媒介；它能以不一样的方式述说同一件事情；它能触感人类的不一样感官经验多媒体本质上是互动的I媒体信息的动态性信息的展现方式从开始的静态文本格式发展到现今动态多模式的链接

3.效用上日勺特点信息的I共享性Internet信息除了具有一般意义上日勺信息资源日勺共享性外，还体现为一种Internet网页可供所有的Internet顾客随时访问，不存在老式媒体信息由于副本数量日勺限制所产生的信息不能获取现象信息的时效性网络信息的时效性远远超过其他任何一种信息，网络媒体的信息传播速度及影响范围使得信息欧I时效性增强网络信息增长速度快，更新频率高也是其他媒体信息所不能企及於IInternet信息都是以网页日勺形式展现，所有的信息均有一种详细日勺URL地址或IP地址作为ID区别与其他网上信息的标志，这是不一样于其他数字或电子信息时信息的强转移性网络环境下的信息转化是高效的I,这就使信息资源得以充足运用信息的强选择性网上信息比老式信息具有更强的可选择性信息的高增值性由于网络信息资源具有共享性、时效性、强转移性、强选择性，使得它是一种成本低，产出高的可再生资源，具有高增值性信息安全及法规

1.4信息安全

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11.信息安全概念信息安全Information Security是指信息的J保密性confidentiality、完整性integrity和可用性availability的I保持信息的I保密性是指保障信息仅仅为那些被授权使用的人获取保密性针对信息被容许访问access对象的I多少而不一样，所有人员都可以访问的信息为公开信息，需要限制访问的信息一般为敏感信息或秘密，秘密可以根据信息日勺重要性及保密规定分为不一样的密级，例如国家根据秘密泄露对国家经济、安全利益产生日勺影响后果不一样，将国家秘密分为秘密、机密和绝密3个等级对于详细日勺保密信息是有时效性的I,秘密信息到期将会解密信息的完整性是指保护信息及其处理措施的精确性和完整性首先是指信息在运用、传播、贮存等过程中不被篡改、丢失、缺损等，另首先是指信息处理措施的对的性不合法的操作，如误删除文献，有也许导致重要文献时丢失，或信息时永久丢失信息的可用性是指保障授权使用人在需要时，可以立即获取信息和使用有关的资源

2.信息安全日勺重要性信息、信息处理过程及对信息起支持作用欧I信息系统和信息网络都是重要欧I商务资产信息的I保密性、完整性和可用性对保持竞争优势、资金流动、效益、法律符合性和商业形象都是至关重要的然而，越来越多的组织及其信息系统和网络面临着包括计算机诈骗、间谍、蓄意破坏、火灾、水灾等大范围的安全威胁、，诸如计算机病毒、计算机入侵等手段导致的信息劫难已变得愈加普遍，有计划而不易被察觉对信息系统和信息服务时依赖意味着更易受到安全威胁欧I破坏，公共和私人网络的I互连及信息资源欧I共享增大了实现访问控制的难度在信息化时代，由于互联网的I开放性，信息安全问题将愈加突出伴随网络使用者和网上应用欧I增长，网络和连接在网络上的I信息系统已经开始面临多种复杂日勺、严峻欧I安全威胁为了维护信息化社会日勺有序运作，必须重视信息安全信息安全法规伴随全球信息化和信息技术的不停发展，信息化应用日勺不停推进，信息安全显得越来越重要，信息安全形势日趋严峻首先信息安全事件发生的频率大规模增长，另首先信息安全事件导致的损失越来越大此外，信息安全问题日趋多样化，客户需要处理的信息安全问题不停增多，处理这些问题所需要的信息安全手段不停增长保证计算机信息系统和网络的安全，尤其是国家重要基础设施信息系统的安全，已成为信息化建设过程中必须处理的重大问题正是在这样的背景下，信息安全被提到了空前的高度国家也从战略层次对信息安全的建设提出了指导规定为尽快制定适应和保障我国信息化发展的计算机信息系统安全总体方略，全面提高安全水平，规范安全管理，国务院、公安部等有关单位从1994年起制定公布了一系列信息系统安全面的法规，这些法规是指导我们进行信息安全工作的J根据部分法规区I名称和公布的时间:同外部世界进行互换内容日勺名称”由此可见，信息是对多种事物的特性、事物运动变化日勺反应，又是事物之间互相作用和联络时表达当事物之间互相联络、互相作用时就产生了信息信息以其不停扩展的内涵和外延渗透到人类社会和科学技术的众多领域，且与材料、能源一起，被列为现代社会和科技发展的3大支柱信息的增长速度和运用程度，已成为现代社会文明和科技进步的重要标志之一一种事物由于另一种事物的影响而使自身的某种属性发生变化，从信息及I观点来看，是由于该事物从后者得到某种信息一般把信息的发生者称为信源，信息的接受者称为信宿，传播信息的媒介称为载体，信源和信宿之间信息互换的途径与设备称为通道信源和信宿是相对的，这就是说，一种信源也许就是某个信源的信宿，一种信宿也也许是一种新的信源

2.信息日勺传递信息的传递与能源和物资不一样，能源与物资在运送时，当发出点发出能源或物资后,发出点既有的数量将减少，它的减少许与接受点所得到的数量相等（假定在运送途中没有损失）一定数量的能源或物资，接受点愈多，每个接受点所得到的数量就对应地减少信息的传递则不一样，当信源发出信息后，它自身的信息量并不减少，而信宿都可以得到信息同一信源可以供应多种信宿，每个信宿都可以得到同样多日勺信息，并不由于信宿的增长而使得每个信宿所得到日勺信息减少信息在传递中的这一特性使得同一信息的作用在时1996年公布《中国公用计算机互联网国际联网管理措施》•1994年2月公布《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》•1996年2月公布《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》•1997年12月公布《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定实行间和空间上能得到很大的扩展

3.信息的特性1信息必须依附于某种载体进行传播承载信息的I物体称为载体信息由信源发出后，可以借助于载体以相对独立的形式运动，即信息可以脱离信源进行传播，且在传播过程中可以转换载体而不影响信息的内容2信息是可以识别的信息可以采用直接观测、比较和间接识别等方式给以识别3信息是可以处理欧I信息可以通过一定的手段进行处理，如扩充、压缩、分解、综合、抽取、排序、决策、发明等4信息可以以不一样日勺形式进行传递，还原再现信息可以通过不一样的措施进行处理，然后可以用不一样的形式进行传播，抵达信宿后，通过对应日勺处理还原再现例如人与人之间进行信息传递，则以感情、声音、文字、动作、图像、表格等形式，通过视觉、听觉、嗅觉、仪器、仪表和多种传感器来传递和再现5信息是可以共享欧I信息具有扩散性，如前所说，同一信源可以供应多种信宿，因此信息是可以共享的I

（6）信息有时效性和时滞性某些信息在一定的时间内是有效的信息，在此时间之外就是无效信息信息如不能及时反应事物的最新变化，其时效性就会减少任何信息从信源传播到信宿都需要通过一定的时间信宿得到的信息都是反应信源已经出现的状态信息时滞性是与载体运动特性和通道的性质有关

（7）信息是可多次运用的I如前所说信息不会因信宿的多少而减少，并且一种信息是可以多次被反复运用

（8）信息是可以存储日勺信息可以用不一样的方式存储在不一样的介质上人类发明的文字、摄影、录音、录像、各式各样的存储器等都可以进行信息存储

（9）信息是可以转换日勺信息可以从一种形态转换为另一种形态如自然信息可转换为语言、文字、图像等形态，也可转换为电信号或代码

（10）信息是有价值的信息是一种资源，因而信息是有价值的信息日勺价值与信息反应事物的时间快慢有关,反应的I时间愈快，信息的J价值就愈大

4.信息日勺形态信息一般有4种形态数据、文本、声音、图像这4种形态又可以互相转化例如乐谱被乐师演奏，就把图像（乐谱符号）转化成声音；一幅图画被扫描仪扫描进入计算机,就把图像转化成数字，通过打印机（或绘图仪）又把数字转换成图像；速录师记录了他人的语言，就把声音转化成文本（或数字）

5.信息类型信息可以从不一样角度被分类按照重要性可分为战略信息、战术信息和作业信息；按照应用领域可分为管理信息、社会信息、科技信息和军事信息；按照加工次序可分为一次信息、二次信息和三次信息等；按照反应形式可分为数字信息、图像信息和声音信息等

6.数据和信息日勺关系数据和信息既有联络又有区别数据是记录客观事物时可以被鉴别的符号（或载荷信息欧I特性符号），其自身并无意义，信息则是数据所蕴含的有关客观事物的知识数据只有通过处理和解释后并赋予一定的意义才成为信息数据可以表达信息，但并不是任何数据都可以表达信息信息不随载荷它欧I物理介质变化而变化，数据却否则，由于载体的不一样，数据的体现形式也可以不一样例如同一数据在一般纸上、穿孔卡片上、磁盘和光盘上的体现形式是不一样的在某些数据处理场所，数据和信息具有相对性，它们既是前一处理过程的成果（信息），又是下一处理过程日勺数据如图1-1所示一次信二次信传图1-1数据与信息日勺关系信息处理信息处理Information Processing是指获取原始信息，采用某种措施和设备，按一定的目的和环节对原始信息进行加工，使之转变成为可运用的有效信息过程时总称可见,信息处理包括了信息的I采集获取、存储、加工和传播

1.信息日勺采集信息的采集是信息处理链中的第一种基本环节没有好的信息采集技术，信息处理过程就会成为无米之炊，无本之木信息采集过程一般分为三个阶段

①信息的识别，以得到对的的信息

②根据不一样的目的需求，采用不一样的信息采集措施进行信息的采集

③信息的体现，采用文字或符号、数字或编码和声像三种信息体现形式对采集到时信息进行体现

2.信息日勺存储采集到的信息根据需要进行存储信息存储中需要确定存储的内容、存储的时间、存储的方式及存储取I介质

3.信息日勺加工现今信息的加工是指以计算机为工具对信息进行鉴别、选择、比较、分类、归并、查询、记录、预测、模拟以及进行多种数学计算等工作，使采集到的信息成为有用的信息

4.信息日勺传播信息的传播是运用装置和设备，实现信息有目的流动，满足人们对信息的需求信息技术信息技术是现代高技术中发展最快的具有带头性作用的技术，它正在把人类数千年来的种种梦想变成现实，并为信息能在当今社会政治经济发展中发挥关键作用提供了必不可少的支撑条件正因如此，研究、开发运用信息技术就成了我们这个时代的重要特性

1.信息技术定义信息技术定义有多种下面是某些常用的I信息技术定义•信息技术就是可以扩展人的信息器官功能日勺一类技术信息技术是指可以完毕信息时获取、传递、加工、再生和施用等功能的一类技术•信息技术是应用信息科学日勺原理和措施有效地运用信息资源的技术体系信息技术也许是机械日勺，也也许是激光日勺；也许是电子的，也也许是生物欧I•现今人们更趋向用“信息技术是指感测、通信、计算机和智能以及控制等技术的整体它们分别延伸了人体的信息器官感觉器官、神经网络、思维器官、效应器官”来定义信息技术感测技术包括测量技术和传感技术，如遥感和遥测技术等感测技术的任务是延长人的感觉器官搜集信息的功能，使人们可以更好地从外部世界获取多种有用的信息人类捕捉信息一般用眼、耳、鼻、舌和身几种感觉器官伴随光学技术和电子技术的发展，借助于观测仪器可以获取更多、更微小、更精确的信息如使用放大镜、显微镜、望远镜、摄影机、摄像机、侦察卫星和扫描仪等协助我们识别微小日勺、遥远的或高速运动的物体；机、收音机、声波测量仪等则可以看做是人耳功能的延伸；电子鼻以及其他测量多种气味时装置可以看做是人的嗅觉器官功能的延伸；温度表、湿度表以及多种测量振动、压力的仪表可以看做是人的皮肤温度感觉和压力感觉功能的延伸现代感测技术设备，不仅能替代人日勺感觉器官捕捉多种信息，并且还能从人力不及的I微观世界和宏观世界以中获取信息上述这些技术使人类更以便和更精确地从外部世界获得信息此外，现代感测技术捕捉的信息常常是精确欧I数字化数据，尤其适合于电子计算机处理图1-2描述了人的）信息器官和与之相对应的I信息技术感觉器官感测技术A获取信息施用信息图1-2信息器官与信息技术对应关系在当今和未来信息社会中，通信是人们获取、传递、互换和分派信息的重要手段通信技术是人们传导神经网络功能的延长，包括信息的空间传递和时间传递技术，它是人们能更有效地运用信息资源改I技术信息只有通过交流才能发挥效益信息的交流直接影响着人类的生活和社会的发展人类历史上曾用烽火狼烟、击鼓飞鸿和飞马传书等措施传递信息，到了近代才开始使用电报、、电视和广播等通信手段近几十年，微波、光缆、卫星和计算机网络、手持移动通信等通信技术的迅猛发展，使得“任何人可以在任何时间、任何地方同任何人通信”日勺时代已经到来智能技术包括计算机技术、人工智能技术和人工神经网络技术等智能技术是人们思维器官处理信息和决策能力的延长，使人们能更好地加工和再生信息作为一门新兴的技术，计算机技术在短短的几十年内获得了空前的发展，其应用已渗透到社会生产、生活的各个方面计算机技术的应用不仅正在变化着人类生产和生活的方式，并且在一定程度上决定着许多学科的新发展人工神经网络是由大量简朴的神经元互相连接而成的自适应非线性动态系统，其作为生物控制论日勺一种成果，其触角几乎已延伸到各个工程领域图1-3描述了智能技术在社会生产中的作用。