信息科学概论复习大纲

第一章1.科学:是人类创建的关于自然和社会（因而也包括人类自身）的本质以及它们的运动规律的开放性理论知识体系，它经过长期的社会实践而被人们逐渐发现，提炼和抽象出来，又经过长期的社会实践检验而得到确立和更新。2.知识的形成是个复杂的过程，至少需要经历两个基本的阶段，首先是在实践过程中有所发现和创新，然后是在实践过程中经历严格的检验和确证。3.技术:也叫工艺学，是人类创造的关于如何认识自然和如何改造自然的工艺方法体系，它从实践过程中被人们逐渐总结出来，或在科学理论指导下被人们发明出来，经过实践检验而逐渐得到确认和应用技术创造也大体要经历两个阶段:新技术的发明和新技术的检验4.科学技术的本质:利用外部资源，创制先进工具，扩展人力能力5.本体论层次的信息定义:某个事物的本体论层次信息，是该事物的运动状态及其变化方式的自我表述。认识论层次信息定义:主体关于某个事物的认识论层次信息，是指主体所表述的关于该事物的运动状态及其变化方式，包括这种状态，方式的形式，含义，效用。第二章1、信息的定义：本体论层次的信息定义：某个事物的本体论层次信息，是该事物的运动状态及其变化方式的自我表述（自我呈现）。认识论层次的信息定义：主体关于某个事物的认识论层次信息，是指主体所表述的关于该事物的运动状态及其变化方式，包括这种状态/方式的形式、含义和效用。2、在语法、语义和语用信息三者之间，语法信息是最简单、最基础的层次；语用信息则是最完全、最实用的层次；语义信息介于其中。3、信息的特征：（1）信息来源于物质，但又不是物质本身，因此，它从物质的运动中产生出来，又可以脱离源物质而寄生于它物质（媒体），相对独立地存在。（2）信息也来源于精神世界，但是又不限于精神领域。（3）信息与能源紧密相关，但是又与能量有质的区别。（4）信息可以被提炼成为知识，但信息本身不等于知识。（5）信息是具体的，可以被主体所感知、处理和利用。（6）信息可以被复制，可以被共享。（7）语法信息在传递和处理过程中永不增值。（8）在封闭系统中，语法信息的最大值不变。4、信息最重要的功能：信息可以通过一定的算法被加工成知识，并针对给定的目标被激活成为求解问题的智能策略，进而按照策略求解实际的问题。这是信息的最核心，最本质的功能。信息-知识-智能（策略），这是人类智慧的生长链，或称为智慧链。5、信息过程：1、信息获取2、信息传递3、信息处理4、信息再生5、信息施效。6、信息科学方法论体系主要包括三个方法和两个准则：信息系统分析方法、信息系统综合方法、信息系统进化方法、功能准则、整体准则。第三章1.信息的表示方法（1）信号表示（2）符号表示（3）机器表示（4）语音信息表示（5）图形图像数据表示1）位图2）矢量图2.信息融合过程分为三个层次:数据层次融合，特征层次融合，决策层融合3.信息的组织:信息的筛选，信息的描述（外表特征的描述与标识，内容特征的描述与标识），信息的存储（数据库，记录及其组成）4.传感器的分类：按工作机理分类：物理型传感器、化学型传感器、生物传感器。按构成原理分类：结构型传感器、物性型传感器、。根据能量转换情况分类：能量控制型传感器、能量转换型传感器。按照物理原理分类：电参量式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、力电式传感器、热电式传感器、波式传感器、射线式传感器、半导体式传感器、其他原理的传感器。按照传感器的用途分类：位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器。依据转换过程可逆与否分类：单向传感器、双向传感器。根据传感器输出信号的形式分类：模拟信号传感器、数字信号传感器。第四章1、通信系统的组成（1）信源（2）编码器（3）信道（4）译码器（5）信宿2、保密安全（通信系统安全问题包括针对物理环境和针对通信链路的威胁）（1）物理安全威胁（2）通信链路安全威胁3、网络安全技术（1）防火墙技术(2)入侵检测技术（3）内网安全技术（4）安全协议（5）业务填充（6）路由控制机制（7）公证机制解释防火墙技术：是一种允许接入外部网络，但同时又能够识别和抵抗非授权访问的安全技术。防火墙扮演的是网络中“交通警察”的角色，指挥网上信息合理有序的安全流动，同时也处理网上的各种“交通事故”。防火墙可分为外部防火墙和内部防火墙。前者是在内部网络和外部网络之间建立起一个保护层，从而防止“黑客”的侵袭，其方法是监听和限制所有进出通信，挡住外来非法信息并控制敏感信息被泄露；后者将内部网络分隔成多个局域网从而限制外部攻击造成的损失。入侵检测技术：入侵检测系统作为一种积极主动的安全防护手段，在保护计算机网络和信息安全方面发挥着重要的作用。入侵检测是监测计算机网络和系统以发现违反安全策略事件的过程。入侵检测系统工作在计算机网络系统中的关键点上，通过实时的收集和分析计算机网络或系统中的信息，来检查是否出现违反安全策略的行为或遭到袭击的痕迹，进而达到防止攻击、预防攻击的目的。4、信息内容安全领域的主要技术（1）信息内容的获取技术（2）信息内容理解与识别技术（3）控制/阻断技术（4）信息内容审计技术（5）反病毒技术第五章1、信号处理与信息处理的区别与联系信号处理着重在对作为信息载体的信号（而不是信息本身）在时间域和频率域等方面进行的加工处理过程，其主要目的是增强信号中的感兴趣部分或削弱信号中的其他部分。信息处理通常是指对获取的信息本身进行处理，使其更便于应用。信号处理主要触及信息的载体和外表——信号，信息处理则不仅触及信号，更重要的是要触及信息本身。（1）信号处理侧重于波形上采集、降噪、放大或降低、增强、分离的处理。（2）信息处理侧重于对内容的理解，如对音乐的理解与欣赏方面。2、常规信息处理主要内容与方法（1）信号运算（2）信号变换（3）信号滤波（4）信号的谱分析（5）特征提取（6）信号检测与估值3、智能信息处理的理论与方法（1）人工神经网络（2）符号逻辑智能（3）模糊逻辑（4）计算智能与进化计算（5）知识发现与数据挖掘拓展：模糊逻辑理论着眼于可用语言和概念作为代表的脑的宏观功能，按照人为引入的隶属度函数，逻辑的处理包含有模糊性的语言信息。遗传算法是模仿生物遗传学与自然选择机理，通过人工方式构造的一类优化搜索算法，是对生物进化过程进行的数学仿真，是进化计算的一种重要形式。3、智能信息处理的应用（1）智能机器1智能计算机2智能机器人（2）智能识别1文字识别2语音识别3图像识别（3）智能信息检索1网络信息智能搜索2多媒体信息检索（4）智能信息交互1自然语言理解2机器翻译3语音合成4虚拟现实（5）智能控制与决策1智能控制技术2智能决策（6）智能网技术1智能通信技术2智能网技术3智能信息网络技术第六章1、基本的控制方法（1）比例—积分—微分控制（ＰＩＤ控制）（2）最优控制（3）自适应控制（4）智能控制2、信息显示的基本方法（1）多媒体（2）屏幕显示（3）字符的显示（4）字段的布局（5）图形与图像（6）自然语言对话（7）语音识别与生成