信息及其特征教学课件

信息及其特征欢迎来到高中信息技术第一单元专题课程本课件将详细介绍信息的基本概念及其特征，帮助同学们理解信息在现代社会中的重要性本课程适用于信息技术基础课程，由南京市建邺高中课程实践团队精心设计，将于2025年正式实施我们将通过丰富的实例和生动的图解，引导大家深入理解信息的本质及其在日常生活和科技发展中的应用让我们一起开启信息世界的探索之旅！教学目标与结构明确信息的定义及本质透彻理解信息的基本概念掌握信息的主要特征熟悉信息的六大核心特性提升理解与应用能力通过实例分析深化认知本单元课程将围绕三大核心目标展开首先帮助同学们理解信息的科学定义和基本本质；其次深入剖析信息的主要特征及其表现形式；最后通过丰富的实例和应用场景，提升大家对信息特征的理解和实际应用能力课程采用理论讲解与案例分析相结合的方式，引导同学们从生活实际出发，逐步深入理解信息技术的基础概念信息无处不在自然界信息社会生活信息树木年轮记录气候变化，动物迁交通信号灯指导车辆行驶，商品徙体现季节转换，DNA包含生命价格标签引导消费决策，天气预遗传密码这些都是自然界中的报帮助人们安排活动日常生活信息表现形式，展示了信息在自中，我们时刻处于信息的包围之然生态系统中的普遍存在中科技领域信息计算机程序由代码信息组成，卫星导航依靠地理位置信息，人工智能通过数据信息学习现代科技的发展本质上是信息处理能力的提升信息如同空气一般无处不在，渗透到我们生活的每个角落从早晨闹钟的提醒到晚上的天气预报，从课堂上的知识传授到朋友间的交流沟通，信息始终伴随着我们的日常生活信息的基本定义权威定义信息的本质根据教材定义，信息是反映物信息本质上是对客观世界的反质或能量状态及其变化的内映和描述，它以一定的方式记容，是物质或能量的一种特殊录和表达了事物的状态、变化形式或属性这一定义揭示了和规律，使人们能够认识和理信息的本质特征解外部世界信息与数据的关系信息通常以数据的形式呈现，但数据只有被理解和使用后才能成为有价值的信息数据是信息的载体，而信息是经过处理的、有意义的数据从科学的角度看，信息是对宇宙万物状态和变化的描述无论是一颗恒星的亮度，一朵云的形状，还是一个计算机程序的运行状态，都可以被视为信息信息的定义虽然抽象，但通过实例分析，我们可以更直观地理解这一概念信息与事物的关系信息依赖物质载体信息必须附着于一定的物质载体才能存在和传播，不能脱离具体的物质独立存在信息反映事物特性信息是对物质世界状态和变化的反映，能够表达和传递事物的特征和规律信息与事物相互作用信息不仅反映事物，还能通过控制和指导作用影响事物的变化和发展信息可在不同载体间转换同一信息可以通过不同的物质载体表达，如声音可转换为文字，文字可转换为图像在物理世界中，信息始终依附于特定的物质载体例如，书籍中的知识信息依附于纸张，计算机中的数据依附于磁盘或存储芯片，声音信息依附于空气的振动离开了这些物质载体，信息就无法存在和传播你身边的信息我们的日常生活中充满了各种形式的信息手机短信传递着亲友的问候和重要通知；报纸、电视和网络新闻报道着社会各界的最新动态；交通信号灯指引着车辆和行人的通行方向；商店的价格标签告诉我们商品的价值；天气预报应用帮助我们规划户外活动这些信息通过文字、图像、声音、符号等多种形式呈现，构成了我们认识世界和做出决策的基础在信息时代，理解和有效利用这些信息，已成为每个人必备的基本素养信息的三大组成要素信息载体承载和传递信息的物质媒介信息源•例如纸张、电磁波、光盘、声波信息的发出者或产生者，是信息的起•载体影响信息的存储方式和传播效率点信息内容•例如新闻播报员、传感器、作者•信息源决定信息的原始内容和可靠性信息所表达的具体含义和价值•例如文章的观点、图像的场景、数据的含义•内容是信息的核心，决定信息的价值以一条微信消息为例发送者是信息源，产生并发出信息；手机网络和应用软件是信息载体，负责传输和展示信息；文字、表情或图片构成信息内容，传达具体的意思这三个要素缺一不可，共同构成完整的信息传递过程信息与数据数据的特点信息的特点数据转化为信息的过程•客观记录的事实和数字•经过处理和解释的数据

1.数据收集与整理•未经处理的原始素材•具有特定意义和价值

2.数据分析与处理•可以量化和编码•能够影响决策和行动

3.结果解释与应用•例

36.5°C的温度读数•例体温正常，身体健康

4.价值实现与决策数据是信息的载体和表现形式，而信息则是数据经过加工和解释后产生的有意义内容例如，气象站收集的温度、湿度、气压等数字是数据，而经过分析后得出的明天将有暴雨的预报则是信息只有当数据被赋予特定的背景和意义，经过处理和分析，才能转化为有价值的信息，帮助人们理解事物、做出判断和采取行动信息是数据的升华，而数据是信息的基础信息的普遍性自然界信息社会领域信息工程科技信息DNA分子中的遗传密码是生命信息的典型代金融市场的股票价格波动、经济数据的变化机器学习算法中的数据模型、工业控制系统表，它决定了生物的特征和发展生态系统趋势、社会舆论的热点话题等都是社会领域的运行参数、智能设备的感知数据等都属于中的食物链关系、动物的迁徙路线、植物的的重要信息这些信息反映了社会经济活动工程科技领域的信息这些信息支撑着现代生长规律等都包含丰富的信息内容的状态和变化规律科技的研发和应用信息的普遍性体现在它存在于自然界、社会和科技的各个领域从微观粒子的量子状态到宏观宇宙的星系运动，从个体生物的新陈代谢到复杂社会的经济运行，无不包含和传递着各种形式的信息信息的客观性客观存在信息是客观世界的真实反映，其存在不依赖于人的主观意识例如，即使没有人观测，地球仍在按既定轨道围绕太阳运行，这一运行轨迹包含的信息客观存在不以意志为转移信息的内容和特性不受人的主观意愿影响例如，无论我们希望温度是多少，温度计显示的数值都取决于实际环境温度，这体现了信息的客观性可被证实客观信息可以通过科学方法验证和重复观测如物理实验中测得的重力加速度数值，可以被不同实验者在相同条件下重复验证，结果基本一致信息的客观性是指信息反映的是事物的真实状态，不受人们主观意愿的影响例如，物体的质量、温度、速度等物理量，地震、台风等自然现象，以及历史事件的发生时间等，都是客观存在的信息这种客观性使得信息成为科学研究和理性决策的基础通过获取和分析客观信息，人们可以认识事物的本质规律，预测未来发展趋势信息的载体依附性0无载体信息不依附于任何物质载体的信息不可能存在种5常见信息载体纸质、电磁、光学、生物、声学载体100%载体转换率同一信息可在不同载体间完全转换年8000最古老载体甲骨文等古代载体仍保存信息信息的载体依附性是指信息必须依附于一定的物质载体才能存在和传播例如，书籍中的文字信息依附于纸张，计算机中的数据信息依附于磁盘或存储芯片，声音信息依附于空气的振动，电视信号依附于电磁波这一特性决定了信息的存储方式、传播速度和保存寿命不同的载体具有不同的特点，如纸质载体便于阅读但易损毁，电子载体便于传输但需要专门设备读取，生物载体（如DNA）存储密度高但读取复杂信息的时效性实时信息价值最高，如股票行情、突发新闻短期信息天气预报、交通状况、活动通知长期信息科学知识、历史记录、文学作品永久信息数学定理、自然法则、物理常数信息的时效性是指信息的价值会随着时间的推移而变化，通常是逐渐降低不同类型的信息具有不同的时效周期例如，股票市场的实时行情往往在几分钟内就会失去参考价值；天气预报的有效期通常只有1-3天；而基础科学知识则可能保持几十年甚至几百年的价值在信息爆炸的时代，理解和把握信息的时效性显得尤为重要这要求我们不仅要及时获取有价值的信息，还要学会辨别信息的时效期限，避免使用过时信息做出错误判断信息的价值相对性接收者差异时间因素地域因素同一信息对不同接收者的信息价值会随时间变化信息价值与地域相关例价值各异例如，专业医例如，高考前的复习资料如，当地交通管制信息对学期刊对医生极具价值，对考生价值极高，考试结本地居民重要，对外地人对普通读者则难以理解；束后价值大幅降低；选举影响较小；特定地区的天某企业的内部数据对竞争前的民调数据对候选人至气预警对该地区居民至关对手可能价值连城，对无关重要，选举结束后仅具重要，对远方人则可能无关人士则毫无意义参考意义关紧要信息的价值相对性表现为同一信息对不同人、在不同时间、不同地点的价值各不相同例如，高考成绩信息对考生本人、家长、大学招生办的价值和意义完全不同；农作物病虫害防治信息对农民来说是重要的生产指导，对城市居民则几乎没有实用价值这一特性提醒我们，在信息处理过程中要考虑特定背景和需求，有针对性地获取和利用信息，避免信息资源的浪费信息的可共享性同时获取多个用户可同时访问同一信息资源无损复制信息可以无限次复制而不损失内容广泛传播通过网络实现全球范围即时共享价值增长共享过程中信息价值可能倍增信息的可共享性是指同一信息可以被多个人同时拥有和使用，信息的传递和共享不会导致信息拥有者的信息损失这与物质资源不同，物质资源在分享过程中会被分割或减少，而信息在共享过程中不仅不会减少，反而可能因传播范围扩大而增值例如，一部热播电视剧可以同时被数亿观众收看；一篇网络文章可以被无数读者同时阅读；一个优秀的教学视频可以被全球各地的学生同时学习信息的这种可共享特性是知识传播和信息社会发展的重要基础信息的可伪性信息伪造形式常见伪信息领域识别伪信息方法•完全虚构信息•网络谣言和虚假新闻

1.核实信息来源可靠性•部分真实混杂虚假内容•虚假广告和商业宣传

2.寻找多方独立信息验证•真实信息断章取义•伪科学和虚假健康信息

3.分析信息内在逻辑性•真实信息错误解读•社交媒体虚假人设

4.考察信息时间线一致性•夸大或缩小信息影响•数据造假和统计操纵

5.利用专业知识评估合理性信息的可伪性指信息可以被人为地虚构、篡改或误导与物质产品不同，信息的真伪往往难以直观辨别，需要通过多种途径验证在信息时代，虚假信息的制造和传播变得更加容易和广泛，对社会和个人决策产生了严重影响例如，网络谣言可能在短时间内广泛传播引发社会恐慌；虚假医疗信息可能误导患者做出错误决策；金融市场的虚假消息可能导致投资者重大损失因此，培养信息辨别能力，建立有效的信息验证机制，是现代信息社会的重要课题小结信息六大特征普遍性客观性信息存在于自然、社会、工程等各个领域信息反映客观事实，不以人的意志为转移可共享性载体依附性信息可被多人同时使用而不减少或损失信息必须依附于物质载体才能存在和传播时效性价值相对性信息的价值随时间推移而变化，通常逐渐降低同一信息对不同人在不同时空的价值各异除了上述六大核心特征外，信息的可伪性也是一个重要特征，它提醒我们在信息社会中保持警惕和批判思维的必要性这些特征并非相互孤立，而是相互关联、共同构成了信息的完整特性理解这些特征有助于我们更好地把握信息的本质，提高信息获取、处理和应用的能力，在信息爆炸的时代保持清晰的判断力和高效的决策能力信息特征对比举例信息类型时效性表现价值相对性表现载体依附性表现天气预报预报期过后完全失效户外活动者与室内工通过电视、手机、广作者价值差异大播等多种载体传播股票行情分秒级时效性，过时投资者极为重视，非依附于电子显示屏、即无参考价值投资者几无价值数据终端等载体教科书知识基础知识长期有效，学生价值高，从业者纸质书籍、电子教材应用技术更新较快参考价值，其他人低等多种载体形式历史档案时间越久远，史料价历史研究者价值极纸质文献、微缩胶值可能越高高，普通人了解价值片、数字档案等载体通过对比不同类型信息的特征表现，我们可以更直观地理解信息特征的多样性例如，对比今日天气预报与一个月前的旧报纸，可以清晰感受信息的时效性差异；同样的专业医学期刊，对医生和普通读者的价值差异则体现了信息的价值相对性这些对比分析不仅帮助我们理解抽象的信息特征，也为实际生活中的信息处理提供了指导，使我们能够根据不同信息的特性采取相应的获取、保存和利用策略信息加工过程信息采集通过各种渠道获取原始数据•传感器采集•问卷调查•文献检索信息加工对原始数据进行处理和分析•数据清洗•统计分析•关联挖掘信息存储将处理后的信息进行保存•数据库存储•文件归档•云端备份信息传输将信息从一处传递到另一处•网络传输•媒体发布•人际传播信息应用利用信息指导实践活动•决策支持•知识学习•问题解决信息加工是将原始数据转化为有价值信息的过程以天气预报为例气象站通过各种仪器采集温度、湿度、气压等原始数据（信息采集）；气象中心对这些数据进行处理和分析，运用气象模型预测未来天气变化（信息加工）；预测结果被保存在气象数据库中（信息存储）；通过电视、广播、互联网等渠道向公众发布（信息传输）；公众根据天气预报安排出行计划（信息应用）信息与能量、物质关系信息物质与能量的有序排列宇宙的第三大基本元素能量推动变化的动力支持信息的传递和转换物质信息的载体基础为信息提供存在的物理依托在现代科学视角下，信息与物质、能量共同构成了宇宙的三大基本要素物质是信息的载体，为信息提供存在的物理基础；能量是信息传递和转换的动力，支持信息的流动和处理；而信息则是物质和能量的有序排列状态，反映了系统的组织结构和复杂性这三者之间存在着密切的相互关系信息的存储和处理需要消耗能量（如计算机运算）；信息可以指导能量和物质的转化（如DNA指导蛋白质合成）；物质结构的变化可以携带和表达信息（如神经元的电信号传递思维）理解这三者的关系，有助于我们从更深层次把握信息的本质信息类型文字信息以文本形式表达的信息，如书籍、报纸、短信等文字是人类最基本的信息载体之一，具有表达精确、易于存储和传播的特点中国汉字作为表意文字，有着独特的信息表达优势图像信息以视觉形式呈现的信息，如照片、图表、地图等图像信息直观形象，能够高效传递复杂的空间关系和视觉概念，是一图胜千言的典型体现声音信息以听觉形式传递的信息，如语音、音乐、警报声等声音信息具有时间连续性和情感表达力强的特点，是人际交流的重要方式视频信息结合图像和声音的动态信息，如电影、电视节目、短视频等视频信息是最为丰富的综合信息形式，能够全面还原现实场景，具有极强的沉浸感和表现力信息可以按照不同的标准进行分类除了上述按表现形式分类外，还可以按照信息的内容性质分为事实信息（如新闻报道）、概念信息（如科学理论）、程序信息（如操作指南）等；按照信息的用途分为教育信息、娱乐信息、决策信息等；按照信息的处理方式分为模拟信息和数字信息信息的表达方式数字化信息非数字化信息以离散的数字符号（通常是0和1的二进制代码）表示的信息以连续变化的物理量表示的信息，也称为模拟信息•特点精确、易于存储和处理、可无损复制•特点连续、自然、直观，但易受干扰•例如计算机文件、数字照片、电子邮件•例如手写信件、黑胶唱片、模拟电视信号•优势抗干扰能力强，适合远距离传输•优势自然还原真实世界，不需转换现代社会正经历着从非数字化信息向数字化信息的大规模转变这一转变带来了信息处理和传播方式的革命性变化，极大地提高了信息的处理效率和传播速度例如，传统的纸质书籍被转换为电子书，使得存储和传播成本大幅降低；传统的模拟电话被数字移动通信取代，使得通话质量更高、功能更丰富数字化和非数字化信息各有优势，在不同场景下发挥着不同的作用理解二者的区别和联系，有助于我们更好地把握信息技术发展的趋势和方向信息获取的主要途径直接观察通过感官直接感知和记录客观事物这是最基本的信息获取方式，如目视观察天气变化、触摸感知物体温度、倾听声音辨别方向等科学实验中的现象观察也属于此类人际交流通过与他人的对话、讨论、咨询等形式获取信息这包括面对面交流、电话沟通、视频会议等各种形式人际交流不仅传递事实信息，还包含情感和态度信息媒体获取通过各类媒体渠道获取信息，如阅读书籍报刊、收看电视节目、浏览网页内容等现代社会中，媒体是人们获取信息的主要来源，尤其是关于社会事件和专业知识的信息仪器测量利用专业仪器设备采集和记录数据这种方式能够获取人类感官无法直接感知的信息，如显微镜观察微观世界、雷达探测远距离目标、核磁共振成像观察人体内部结构等随着信息技术的发展，信息获取的途径日益丰富和便捷特别是互联网的普及，使得搜索引擎、社交媒体、在线数据库等成为重要的信息获取渠道同时，物联网技术的发展使得通过传感器自动采集环境信息成为可能，极大地扩展了信息获取的范围和效率信息的感知与转换结果输出模式识别将识别结果以人类可理解的形式呈现信号处理利用机器学习算法对处理后的特征数据例如，语音识别系统将识别结果显示为感知收集对采集到的原始信号进行滤波、增强、进行分类和识别例如，语音识别系统文本；图像识别系统给出物体的名称和通过各类传感器和接收装置采集原始信降噪等处理，提取有用信息例如，语将声音特征映射到具体的文字；图像识位置信息这一阶段完成从机器理解到号例如，语音识别系统中的麦克风将音信号的频谱分析和特征提取；图像的别系统将视觉特征与已知对象类别进行人类理解的转换声波转换为电信号；图像识别系统中的边缘检测和特征点识别这一阶段将原匹配这一阶段实现从特征数据到语义摄像头捕捉光信号并转换为电子图像始信号转换为可供分析的特征数据理解的转换这一阶段完成从物理现象到电子信号的初步转换人工智能领域的语音识别和图像识别技术是信息感知与转换的典型应用这些技术使机器能够模拟人类的感知能力，将自然界的各种信息转换为计算机可处理的数据，并进一步提取其中的有用信息和语义例如，智能语音助手可以将用户的口头指令转换为文本，理解其中的意图，并执行相应的操作信息在实际生活中的应用智能家居智能交通智慧医疗智能家居系统通过各种传感智能交通系统利用道路监控医疗领域利用患者的生理数器收集家庭环境信息，如温摄像头、车流量传感器、据、医学影像、病史记录等度、湿度、光照、人员活动GPS定位等收集实时交通信信息辅助医生诊断和治疗等，并根据这些信息自动调息，通过分析这些信息优化人工智能技术可以分析大量节家电运行状态例如，根交通信号控制，提供最佳行医学图像，帮助早期发现癌据室外天气和室内温度调节车路线，预警交通拥堵等症等疾病；可穿戴设备可以空调，检测到夜晚来临自动现代导航软件能根据实时路实时监测患者的心率、血压开启照明，感应到家中无人况信息动态调整导航路线，等生理指标，及时预警健康时关闭不必要的电器等大大提高出行效率风险信息技术的应用已深入到现代生活的方方面面，极大地改变了人们的生活方式和工作方式以智能家居为例，通过整合家中各种设备产生的信息，实现了家居环境的智能化控制，提高了生活舒适度和能源利用效率智能音箱可以理解语音指令，控制家电设备；智能冰箱可以监测食物储存情况，提醒补充物品；智能安防系统可以检测异常情况，保障家庭安全信息与决策信息的准确性与完整性准确性的重要性完整性的必要性信息的准确性直接影响决策的质量和结信息的完整性确保决策考虑了所有相关因果例如，医疗诊断中的错误信息可能导素不完整的信息可能导致片面判断和决致错误治疗；导航系统中的不准确位置信策偏差例如，仅考虑产品性能而忽略市息可能使车辆偏离正确路线；气象预报的场需求的产品开发决策可能导致市场失不准确会影响人们的出行安排和农业生产败；仅关注短期利益而忽略长期影响的政计划策制定可能带来长期问题信息质量保障保障信息质量需要建立完善的信息采集、验证和更新机制这包括使用可靠的信息源、采用科学的采集方法、实施多重交叉验证、定期更新过时信息等在重要决策中，应尽可能使用经过验证的高质量信息不准确或不完整的信息会导致错误的判断和决策以气象信息为例，如果天气预报系统收到不准确的气压数据，可能会错误预测暴雨的发生时间和强度，导致防灾准备不足或资源浪费同样，如果股市投资者获得的公司财务信息不完整，忽略了重要的负债情况，可能会做出错误的投资决策在信息爆炸的时代，我们面临的挑战不仅是获取足够的信息，更是如何保证信息的准确性和完整性这要求我们建立严格的信息筛选和验证机制，避免被虚假或片面的信息误导信息的保密性78%65%数据泄露原因受访者担忧人为操作失误或内部威胁个人隐私被企业过度收集倍万315安全投入回报平均泄露成本相比安全事件造成的损失每条记录泄露的经济损失元信息的保密性是指防止未经授权的信息访问和使用，保护信息的安全性和私密性在信息社会中，个人隐私数据、企业商业机密、国家安全信息等都需要严格的保密措施信息保密包括物理安全（如加锁的文件柜、门禁系统）、技术保障（如加密技术、防火墙）和管理制度（如保密协议、分级授权）等多层面的综合防护常见的信息保密技术包括数据加密（将明文信息转换为密文，只有拥有密钥的人才能解读）、访问控制（根据用户身份和权限限制信息访问）、数据脱敏（对敏感信息进行模糊化处理）等在日常生活中，我们应该养成良好的信息安全习惯，如使用强密码、定期更新账户密码、谨慎处理个人信息、避免在公共网络传输敏感信息等信息的多样表达信息可以通过多种形式表达和呈现，不同的表达方式适合传递不同类型的信息内容文字适合表达抽象概念和逻辑关系；图表擅长展示数据关系和变化趋势；图像能直观呈现视觉特征和空间关系；动画可以展示动态过程和时间变化；声音能传递情感和氛围在信息可视化领域，各种图表工具被广泛应用于复杂数据的表达柱状图和折线图适合展示数据随时间的变化趋势；饼图适合显示部分与整体的比例关系；散点图适合分析两个变量之间的相关性；热力图适合展示多维数据的分布密度；思维导图适合组织和展示知识结构选择合适的表达方式可以使信息更加清晰、直观，便于接收者理解和记忆信息存储方式变化古代载体甲骨、竹简、纸张（容量数KB）模拟时代磁带、唱片、胶片（容量数MB）数字初期软盘、光盘、硬盘（容量数GB）数字成熟闪存、固态硬盘（容量数TB）云时代云存储、分布式系统（容量数PB）信息存储技术的演变体现了人类对信息管理能力的不断提升从古代的甲骨文、竹简、纸质书籍，到近代的磁带、唱片、胶片，再到现代的硬盘、固态硬盘、闪存，直至当今的云存储和量子存储，信息存储容量呈指数级增长，存储成本则不断下降现代云存储技术使信息存储突破了物理设备的限制，实现了跨设备、跨地域的数据访问和共享一个小型数据中心就能存储相当于数千个古代图书馆的信息量同时，存储技术的进步也带来了信息安全和隐私保护的新挑战，需要更先进的加密和访问控制技术来保障信息安全信息的传播方式演变人力传递信使、驿站、信鸽•速度数十公里/天•范围有限地域•时期古代至近代印刷传播报纸、书籍、杂志•速度数天至数月•范围城市至国家•时期中世纪至今电子传播电报、电话、广播、电视•速度瞬时至数小时•范围全国至全球•时期19-20世纪互联网时代电子邮件、即时通讯、社交媒体•速度瞬时•范围全球无障碍•时期20世纪末至今信息传播方式的演变是人类文明进步的重要标志从古代的人力传递、烽火狼烟，到近代的印刷媒体、电报电话，再到现代的互联网和移动通信，信息传播的速度、范围和效率不断提升，极大地改变了人类社会的组织方式和运行模式当今的5G通信技术使信息传输速度达到了前所未有的水平，支持了高清视频实时传输、远程医疗手术等应用场景信息传播的演变不仅缩短了空间距离，还改变了人们获取和分享信息的方式，形成了全球化的信息网络，推动了知识传播和文化交流信息的编码与解码编码系统应用范围特点示例ASCII码英文字符编码7位二进制，共128个A对应十进制65，二进字符制1000001GB2312简体中文编码双字节编码，收录中对应十六进制6763个汉字D6D0Unicode全球语言统一编码多字节编码，支持上中对应十六进制百万字符4E2D摩尔斯电码电报通信点划组合，适合人工SOS为···−−−···操作条形码/二维码商品标识/信息存储图形化编码，机器可商品条码、微信二维快速识别码信息的编码是将信息转换为特定符号系统的过程，解码则是将这些符号还原为原始信息的过程编码和解码是信息存储、传输和处理的基础在计算机系统中，所有信息最终都被编码为二进制数字序列（0和1）不同类型的信息采用不同的编码标准，如文本信息的ASCII、Unicode等，图像信息的JPEG、PNG等，音频信息的MP

3、WAV等加密通信是编码的特殊应用，通过特殊算法将明文信息转换为密文，只有拥有密钥的接收者才能正确解码还原原始信息现代密码学采用了复杂的数学算法，如RSA公钥加密、AES对称加密等，保障了网上银行、电子商务等应用的信息安全信息与网络安全加密系统防火墙保护保护数据传输和存储安全，防止信息泄露监控和过滤网络流量，阻止未授权访问身份认证验证用户身份，确保只有授权人员可访问数据备份定期备份重要数据，预防数据丢失风险恶意代码防护检测和清除病毒、木马等恶意软件网络安全是保障信息安全的重要组成部分在互联网时代，信息安全面临着各种威胁，包括黑客攻击、数据泄露、身份盗用、勒索软件等防火墙技术通过在网络边界设置安全屏障，过滤和监控进出网络的数据流量，阻止未授权的访问和恶意攻击加密系统则通过复杂的数学算法，将敏感信息转换为无法直接读取的密文，确保即使数据被截获，未授权方也无法理解其内容在日常生活中，我们可以通过一些简单的措施提高信息安全性，如使用复杂密码、启用双因素认证、及时更新操作系统和应用软件、谨慎处理来历不明的邮件和链接、使用可靠的安全软件等随着云计算、物联网、人工智能等技术的发展，信息安全保障面临新的挑战，需要不断更新安全策略和技术信息失真问题信息失真的主要原因失真对不同应用的影响减少失真的方法

1.传输过程中的噪声干扰•医学影像可能导致误诊•采用高精度数据采集设备

2.数据压缩导致的信息损失•音乐欣赏降低音质和体验•使用无损压缩或低压缩比

3.数模转换中的精度限制•科学计算引入累积误差•实施数据校验和纠错机制

4.存储介质老化和损坏•视频监控影响识别准确性•选择稳定可靠的存储介质

5.编码错误和兼容性问题•金融数据可能导致错误决策•定期备份和数据恢复测试信息在采集、传输、存储和处理过程中可能发生失真，导致信息内容与原始状态产生偏差数字化是一种特殊的信息转换过程，将连续的模拟信号转换为离散的数字形式，这一过程不可避免地会带来一定的信息损失例如，将模拟音乐转换为数字音频时，采样率和位深决定了数字化的精度，较低的采样率可能导致高频细节丢失不同应用对信息失真的容忍度不同在普通娱乐应用中，轻微的图像或音频失真可能不会影响用户体验；但在医学影像、科学计算、金融交易等领域，即使微小的信息失真也可能导致严重后果因此，在信息处理中需要根据应用需求，在精度和资源消耗之间找到合适的平衡点信息冗余与压缩文本压缩文本信息中存在大量重复字符和词语，通过替换常用词组和统计编码可实现高效压缩例如，ZIP格式可将中文文档压缩至原大小的30-40%，有效节省存储空间和传输带宽图像压缩JPEG格式利用人眼对高频细节不敏感的特性，通过离散余弦变换和量化处理，去除视觉冗余信息，可将图像压缩至原大小的5-10%，同时保持可接受的视觉质量视频压缩视频压缩利用帧间相似性和运动预测技术，只存储关键帧和变化信息H.265编码可将视频压缩至H.264的一半大小，在保持相同画质的情况下，大幅减少存储需求和带宽消耗信息冗余是指信息中可预测或重复的部分，这些冗余内容可以在不影响信息完整性的前提下被压缩或删除信息压缩技术正是基于识别和减少冗余信息的原理，将信息以更紧凑的形式表示，从而节省存储空间和传输带宽信息压缩分为无损压缩和有损压缩两类无损压缩（如ZIP、PNG）能够完全还原原始信息，适用于文本、程序代码等不能接受任何失真的场景；有损压缩（如JPEG、MP3）则会舍弃部分不易察觉的信息细节，在保持主要内容的同时实现更高的压缩比，适用于图像、音频、视频等对部分细节丢失有一定容忍度的应用信息处理能力的重要性职场竞争力在知识经济时代，信息处理能力已成为职场核心竞争力无论是数据分析师对海量数据的挖掘和解读，市场人员对消费者行为的洞察，还是管理者对企业运营数据的决策利用，都依赖于高效的信息处理能力学习效率面对爆炸式增长的知识，有效的信息处理能力可以帮助学习者快速识别核心内容，理解知识结构，提高学习效率现代学习不再是简单的知识记忆，而是对信息的筛选、整合和创新应用生活品质在日常生活中，从选择商品、规划旅行、管理健康到社交互动，我们都需要处理各种信息并做出决策良好的信息处理能力有助于我们做出更明智的选择，避免被虚假信息误导，提高生活质量社会参与作为公民，我们需要了解社会事务、参与公共讨论、行使民主权利这要求具备基本的信息素养，能够获取真实信息，理性分析复杂问题，形成独立见解信息处理能力已成为现代社会的关键能力之一，它不仅影响个人发展，也关系到组织效能和社会进步随着人工智能和大数据技术的发展，信息处理的自动化程度不断提高，但人类的高层次信息理解、创造性思维和价值判断仍然不可替代信息素养是信息处理能力的重要组成部分，包括信息意识（认识信息的重要性）、信息获取能力（找到所需信息）、信息评价能力（判断信息质量）、信息整合能力（综合不同来源的信息）和信息创新能力（产生新的信息和知识）提升信息素养需要持续学习和实践，是终身学习的重要内容信息特征趣味案例狼来了寓言解读灾难预警信息分析在著名寓言狼来了中，牧童多次谎称狼来了吓唬村民，当真的灾难预警是信息时效性的典型案例2008年汶川地震发生前，狼来时，没人相信他的警报这个故事生动展示了信息的可伪科学家观测到的某些异常信号可能包含地震预兆信息，但由于信性——信息可以被人为编造，而虚假信息的频繁出现会导致人们息解读不及时或不充分，未能转化为有效预警这说明高价值信对真实信息的不信任息必须在其时效期内被正确解读和应用从信息特征角度看，这个寓言还体现了信息的价值相对性（警报灾难预警同时体现了信息的价值相对性——同一预警信息对不同信息对村民和牧童的价值不同）和时效性（警报信息具有即时地区的人具有不同价值；以及信息的载体依附性——预警信息需性，过后则失去价值）要通过广播、电视、手机等载体迅速传播信息特征在日常生活和历史事件中有许多生动体现以狼来了寓言为例，它不仅是一个道德故事，也是信息可伪性的经典案例故事启示我们，在信息社会中，信息发布者的信誉至关重要，一旦失去信任，即使发布真实信息也难以发挥应有的作用灾难预警系统的设计和运行必须充分考虑信息的各种特征，特别是时效性和准确性的平衡预警过早可能导致不必要的恐慌和资源浪费，预警过晚则可能错失避险时机现代灾难预警系统通常采用多级预警机制，根据灾害的紧迫程度和确定性调整预警级别信息特征知识抢答1判断信息可以独立于物质载体而存在错误根据信息的载体依附性特征，信息必须依附于特定的物质载体才能存在和传播，不能脱离物质独立存在例如，书籍信息依附于纸张，计算机数据依附于存储介质2判断同一信息对所有人都具有相同的价值错误根据信息的价值相对性特征，同一信息对不同人、在不同时间、不同地点的价值各不相同例如，特定专业的学术论文对该领域研究者价值高，对外行则价值较低3判断信息共享会导致原始信息拥有者的信息减少错误根据信息的可共享性特征，信息在共享过程中不会减少，多人可以同时拥有和使用同一信息这与物质资源不同，物质共享通常意味着分割4判断所有信息都有时间限制，会随时间推移而失去价值部分正确大多数信息确实具有时效性，价值会随时间推移而降低，但某些基础科学知识、历史记录等信息具有长期甚至永久的价值时效性的程度因信息类型而异通过这些判断题，我们可以检验对信息特征的理解信息的特征往往相互关联，在实际应用中需要综合考虑例如，信息的可共享性与价值相对性结合，解释了为什么同一信息可以为不同用户同时创造不同价值；信息的时效性与载体依附性结合，说明了为什么选择合适的存储介质对保存长期信息很重要理解这些信息特征有助于我们更有效地管理和利用信息资源例如，认识到信息的时效性，我们会更注重实时更新关键数据；了解信息的价值相对性，我们可以有针对性地收集和分享对特定受众有价值的信息；理解信息的可伪性，我们会更加谨慎地验证重要信息的真实性真实信息伪信息分辨VS检查信息源可靠性评估发布信息的机构或个人的专业背景、历史记录和信誉度权威媒体、学术机构、政府官方渠道通常较为可靠警惕匿名来源、新创网站或没有明确责任主体的信息渠道例如，中国科学院发布的科学研究成果比社交媒体上匿名发布的重大发现更可信寻找多源交叉验证重要信息应通过多个独立来源交叉验证如果多个可靠、相互独立的信息源报道了相同或相似的内容，该信息的可信度会大大提高例如，一项医学研究发现若得到多家知名医学机构的独立验证，可信度将显著增强分析内在逻辑一致性检查信息内容是否存在逻辑矛盾或不合理之处伪信息往往内部逻辑混乱，或与基本常识和科学原理相悖例如，宣称一天内减肥20斤的信息违背基本生理学原理，可能是虚假信息利用专业工具和平台使用专业的事实核查网站、图像反向搜索工具、学术数据库等资源验证信息国内外有多个专业机构致力于辟谣和事实核查工作，如中国互联网联合辟谣平台等，可以帮助确认信息真伪在信息爆炸时代，分辨真假信息的能力变得尤为重要网络谣言的传播速度和范围往往超过辟谣信息，给社会带来不必要的恐慌和混乱例如，2020年初新冠疫情期间，关于病毒来源、防疫措施等的虚假信息在社交媒体上广泛传播，给疫情防控带来了额外挑战信息特征小组探究第二组时效性第三组价值相对性探究方向比较不同类型信息的有效期限，分析时效探究方向选择特定信息，分析其对不同人群的价值性对信息价值的影响差异•实时信息股票行情、实时路况•专业信息医学期刊对医生与普通人•短期信息天气预报、促销活动•地域信息本地天气对当地人与外地人第一组普遍性第四组可共享性•长期信息科学定律、历史档案•时效信息考试提示对考前与考后的学生探究方向收集不同领域的信息实例，分析信息在自探究方向研究信息共享的方式和效益，分析与物质然界、社会生活和科技领域的存在形式资源共享的区别•自然界信息动植物DNA、生态系统信号•知识共享开放教育资源、科研成果•社会信息经济数据、文化传承•数据共享开放数据平台、协作研究•科技信息计算机程序、通信信号•信息共享平台维基百科、开源社区课堂小组探究活动旨在通过合作学习的方式，深化对信息特征的理解每个小组选择一个信息特征进行深入研究，收集实例，分析规律，并在课堂上进行分享和讨论通过这种方式，学生们可以从不同角度理解信息特征，建立更加立体和生动的认识在探究过程中，鼓励学生结合自己的生活经验和学科知识，发现信息特征在现实世界中的具体表现例如，第二组研究时效性的学生可以比较分析社交媒体热点、新闻报道和科学论文的时效性差异；第三组研究价值相对性的学生可以调查不同年龄段人群对同一信息的价值判断这种实践性的探究活动有助于将抽象概念转化为具体理解信息特征测试题一1下列哪项不属于信息的基本特征？2关于信息的时效性，下列说法正确的是A.普遍性B.客观性C.载体依附性D.物质性A.所有信息都会随时间完全失效B.信息的价值与时间无关正确答案D.物质性信息是非物质的，它依附于物质C.不同信息的时效性程度不同D.科学知识没有时效载体但本身不是物质信息是物质或能量的状态和变化的性反映，具有普遍性、客观性和载体依附性等特征正确答案C.不同信息的时效性程度不同股票价格等信息时效性很强，而基础科学知识时效性较弱，但几乎所有信息都存在某种程度的时效性3以下哪个例子最能体现信息的价值相对性？A.同一本书可以被多人阅读B.天气预报随时间推移而失效C.同一医学论文对医生和患者的价值不同D.信息必须依附于物质载体正确答案C.同一医学论文对医生和患者的价值不同这体现了同一信息对不同接收者具有不同价值的特性多项选择题是测试概念理解和辨别能力的有效方式通过这些题目，我们可以检验对信息特征的准确理解，特别是对容易混淆的概念进行区分例如，信息的载体依附性与物质性是不同的概念，前者强调信息需要依附于物质载体，后者错误地将信息本身视为物质在实际应用中，理解这些特征的区别和联系非常重要例如，认识到信息的时效性和价值相对性，我们可以更有针对性地管理信息资源，优先处理时效性强且对自己价值高的信息；理解信息的可共享性和载体依附性，可以帮助我们选择合适的方式存储和传播重要信息信息特征测试题二问答题1请结合实例分析信息的载体依问答题2在信息社会中，信息的可伪性附性特征带来哪些挑战？如何应对？参考答案信息的载体依附性是指信息必须依附于参考答案信息的可伪性带来的挑战包括1虚假一定的物质载体才能存在和传播例如，书籍中的信息误导公众决策；2网络谣言引发社会恐慌；3知识信息依附于纸张；数字照片依附于存储介质；身份欺诈导致财产损失；4学术造假阻碍科学进声音信息依附于空气振动或录音带等载体不同载步；5信息可信度普遍下降应对措施包括1建体具有不同特性，影响信息的存储寿命、传播效率立信息源评估机制；2培养批判性思维能力；3利和使用便捷性同一信息可以在不同载体间转换，用技术手段验证信息真实性；4加强信息伦理教如纸质书可以转换为电子书，但信息本身不能脱离育；5完善信息监管和法律制度，惩治故意制造传载体而独立存在播虚假信息的行为问答题3请以天气预报为例，分析信息的多种特征表现参考答案以天气预报为例1普遍性气象现象普遍存在于自然界；2客观性气象数据反映客观事实，不受人为意志影响；3载体依附性通过电视、广播、手机等载体传播；4时效性预报有明确的有效期，过期则失去参考价值；5价值相对性对农民、旅行者、室内工作者价值不同；6可共享性同一预报可被无数人同时使用；7可伪性预报可能不准确，存在误差问答题可以全面考察学生对信息特征的理解深度和应用能力通过结合实际案例分析信息特征的表现，学生能够将抽象概念与具体情境联系起来，形成更加深入和牢固的理解例如，分析天气预报中的信息特征，需要学生理解信息如何从客观现象到预测结果再到用户应用的完整流程在答题过程中，鼓励学生多角度思考，既要分析单个特征的表现，也要关注不同特征之间的关联例如，信息的时效性和价值相对性往往相互影响，短时效的信息对特定用户可能具有极高价值；信息的可伪性和载体依附性也有联系，不同载体对信息真实性的保障程度不同这种综合分析能力是信息素养的重要组成部分信息特征误区解析常见误区正确理解实例说明信息就是数据数据是信息的表现形式，信息是温度计显示25℃是数据；今天温经过处理和理解的有意义数据暖适宜出行是信息信息一定是数字化的信息有数字和非数字（模拟）两电子邮件是数字信息；手写信件种形式是非数字信息信息共享会降低信息价值信息共享通常增加而非减少总体科研成果共享促进创新；专利保价值密限制应用信息特征相互独立信息特征相互关联，综合作用时效性与价值相对性共同决定信息使用价值越新的信息价值越高信息价值取决于内容和用途，不古代典籍可能比今日新闻更有历仅是新旧史研究价值理解和澄清这些常见误区对于正确把握信息概念和特征至关重要例如，很多人混淆信息和数据的概念，认为二者是同一回事，但实际上数据只有经过处理和解释后才能成为有意义的信息数据是客观事实的记录，而信息则包含了对这些事实的理解和意义赋予另一个常见误区是认为信息共享会导致信息价值降低，类似于物质资源的分享但信息具有可复制性和非竞争性，多人共享同一信息不会减少每个人获得的信息量，反而可能通过集体智慧创造更大的价值这也是知识共享、开源软件和创意共享等理念的基础理解这些概念上的区别，有助于我们更好地管理和利用信息资源信息的社会影响教育创新产业变革在线教育打破时空限制，个性化学习成为可能信息技术推动传统产业升级转型，催生新兴产业医疗进步远程医疗、精准医学提升医疗质量和可及性治理优化社交变革智慧城市、数字政务提升公共服务效率社交媒体重塑人际交往方式和社区形态信息技术的发展深刻改变了现代社会的方方面面大数据和人工智能技术正在重塑各行各业的运作模式在零售业，算法可以分析消费者行为数据，精准预测需求，优化库存管理；在金融业，大数据分析可以评估信贷风险，识别欺诈行为，提供个性化金融服务；在制造业，工业互联网和智能生产系统正在推动第四次工业革命信息社会也带来了新的挑战，如数字鸿沟（信息获取能力不平等）、隐私保护、网络安全、信息过载等问题这些挑战需要技术创新、制度设计和社会合作共同应对随着信息技术进一步发展，我们需要不断思考如何利用信息的力量促进社会进步，同时防范潜在风险信息伦理与法治信息伦理核心原则信息相关法律法规常见法律问题•尊重知识产权，不侵犯他人创作•《中华人民共和国网络安全法》•未经授权使用他人作品•保护个人隐私，征得同意后使用•《中华人民共和国数据安全法》•非法收集使用个人信息•传播真实信息，不造谣不传谣•《中华人民共和国个人信息保护法》•传播虚假信息造成损害•合理使用网络资源，不攻击不破坏•《中华人民共和国著作权法》•网络攻击和数据窃取•平等获取信息，消除数字鸿沟•《互联网信息服务管理办法》•滥用自动化程序和算法信息伦理关注在信息活动中应遵循的道德准则和价值取向在网络时代，传统伦理规范面临新的挑战，需要发展新的伦理标准来指导信息的收集、处理、传播和使用例如，人工智能算法的公平性和透明性、大数据分析中的隐私保护、社交媒体上的言论责任等都是信息伦理的重要议题我国已建立了较为完善的信息法律体系，为规范信息活动提供了法律保障《网络安全法》保障网络空间安全；《数据安全法》规范数据处理活动；《个人信息保护法》保护个人信息权益；《著作权法》保护创作者权益了解这些法律法规，有助于我们在信息活动中依法行事，既保护自身权益，也尊重他人权利信息素养核心能力信息创新与应用创造新信息并解决实际问题信息加工与整合综合分析多源信息形成知识信息评价与鉴别判断信息质量和可靠性信息获取与查询有效定位和获取所需信息信息意识与需求认识信息价值和明确需求信息素养是信息社会公民必备的基本能力，包括获取、评价、整合、创新和传播信息的能力信息意识是信息素养的基础，它体现为对信息重要性的认识和主动获取信息的意愿随着信息环境的复杂化，信息获取能力越来越重要，这不仅包括掌握搜索技术，还包括选择合适的信息源和制定有效的检索策略信息评价能力在信息爆炸和虚假信息泛滥的今天尤为关键这要求我们具备批判性思维，能够判断信息的真实性、准确性、客观性和时效性信息加工与整合能力则体现在对多源信息的分析、比较和综合，形成自己的理解和观点最终，信息素养的目标是培养信息创新与应用能力，能够将获取的信息转化为解决问题的方案和创造性成果新时代信息环境5G通信技术物联网技术大数据技术5G技术以高速率、低延迟、大物联网通过各类传感器和通信大数据技术处理海量、多样、连接为特点，每秒传输速度可技术，将现实世界中的物体连高速生成的数据，从中发现规达10Gbps，延迟低至1毫秒，接到互联网智能家居、智慧律和价值通过数据采集、存每平方公里可连接100万设备城市、智能制造等应用使物理储、分析和可视化等环节，大这一技术革命性地改变了信息世界数字化，产生海量数据数据已成为企业决策、科学研传输方式，支持高清视频实时预计到2025年，全球物联网设究、社会治理的重要工具大传输、自动驾驶汽车的实时控备将达到750亿台，每天产生的数据分析能够预测消费趋势、制、远程医疗手术等应用场数据量将超过79泽字节疾病传播、交通流量等多种现景象人工智能人工智能通过机器学习、深度学习等技术模拟人类认知功能从语音识别、图像识别到自然语言处理、知识推理，AI技术正在改变信息的生产、处理和应用方式智能推荐系统、自动翻译、智能客服等应用日益普及新一代信息技术正在重塑信息的形态和特征5G、物联网、大数据和人工智能等技术的融合发展，使信息的生成方式从以人为主转向人机协同，甚至机器自主生成；信息的处理方式从单纯的存储检索转向智能分析和价值挖掘；信息的应用场景从虚拟世界延伸到物理世界的各个角落信息特征学以致用信息筛选实践信息真伪辨别信息共享应用根据信息的价值相对性特征，学会针对个人需求筛选信基于信息的可伪性特征，培养信息验证习惯实践包利用信息的可共享性特征，参与协作学习和知识共建息例如，设置个性化新闻推送，关注专业领域的公众括使用多个权威来源交叉验证重要信息，学习使用图可以建立学习小组共享笔记和资料，参与维基百科等协号，使用RSS工具订阅高质量信息源，建立个人知识管片反向搜索工具检查图片真实性，分析信息的逻辑一致作知识平台的编辑，在专业论坛分享经验和见解，通过理系统对信息进行分类存储性，追溯信息的原始来源社交媒体传播有价值的信息将信息特征的理论知识应用到实际生活和学习中，是培养信息素养的关键例如，理解信息的时效性可以指导我们优先处理高时效性信息，定期清理过时信息；了解信息的载体依附性有助于我们根据不同需求选择合适的信息存储方式，如长期保存的重要文件选择多重备份，临时使用的资料可存储在云端在学术研究和专业工作中，对信息特征的深入理解也至关重要例如，科研人员需要充分考虑信息的客观性和可靠性，采用严格的实验设计和数据收集方法；媒体从业者需要平衡信息的时效性和准确性，既要及时报道又要确保事实核实；企业决策者需要评估信息的价值相对性，识别对企业战略最具价值的关键信息扩展思考与提问人工智能时代的信息特征变化量子信息技术的潜在影响随着人工智能技术的发展，信息的生成、处理量子计算和量子通信等新兴技术可能彻底改变和传播方式正在发生根本性变化AI可以自动信息的基本特性量子计算的超强运算能力可生成文本、图像和视频，这对信息的可伪性带能打破现有加密系统，改变信息安全格局；量来新挑战；机器学习算法可以个性化信息推子通信的绝对安全性可能为信息传输提供新保送，强化了信息的价值相对性我们需要思障我们需要探讨量子技术将如何重新定义考如何在AI时代保障信息的真实性？如何避信息的存储和传输方式？社会需要做哪些准备免算法推荐导致的信息茧房？来应对这一技术革命？信息素养教育的未来方向在信息爆炸的时代，信息素养已成为核心竞争力未来的信息素养教育应该关注哪些重点领域？如何平衡技术技能培养和批判性思维训练？如何将信息素养融入各学科教育？在终身学习背景下，信息素养教育应如何面向不同年龄段和职业群体？这些扩展思考题目旨在引导学生从更宏观和前瞻的角度思考信息科学的发展趋势和社会影响信息技术的快速发展正在改变信息的本质特征和人类与信息的互动方式例如，人工智能生成内容AIGC技术使得高质量的文本、图像、音频和视频可以被机器自动创建，这不仅挑战了我们对创作的传统理解，也使得区分真实和虚假信息变得更加困难大数据和算法推荐技术使信息获取变得更加个性化，但也可能导致信息茧房和回声室效应，限制人们接触多元观点的机会未来的信息社会既充满机遇，也面临挑战培养学生的前瞻思维和批判精神，有助于他们在变革中保持清醒认识，主动适应并引领信息技术的发展课程要点回顾课后作业与课程结束完成信息特征表格填写6种信息特征的定义和实例信息特征调研选择一个信息特征进行深入调研预习下一单元预习算法及其特征相关内容请同学们在下次课前完成以下作业首先，填写信息特征对照表，为每种特征提供准确定义和至少两个生活实例；其次，选择一个最感兴趣的信息特征，收集相关资料，准备3-5分钟的小组分享；最后，预习教材中关于算法及其特征的内容，为下一单元学习做好准备本课程通过对信息及其特征的系统学习，希望同学们不仅掌握了基础知识，更培养了信息意识和信息素养在信息时代，学会获取、评估、处理和应用信息是每个人的必备能力感谢大家的积极参与，我们下节课继续探索信息技术的精彩世界！。