information theory

定義：應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法研究信息處理和傳遞的理論。

學(xué)科：資源科學(xué)技術(shù)_資源信息學(xué)

相關(guān)名詞：數(shù)理統(tǒng)計 密碼學(xué) 信息編碼 信息安全

圖片來源：視覺中國

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信息論是應(yīng)用數(shù)學(xué)、電子學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的一個分支，它使用概率論與數(shù)理統(tǒng)計的方法研究信息、信息熵、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)壓縮等問題。信息論的研究范圍極為廣闊，可分為狹義信息論、一般信息論和廣義信息論。狹義信息論是應(yīng)用統(tǒng)計方法研究通信系統(tǒng)中信息傳遞和信息處理的共同規(guī)律的科學(xué)，即研究概率性語法信息的科學(xué)；一般信息論主要是研究通信問題，但還包括噪聲理論、信號濾波與預(yù)測、調(diào)制與信息處理等問題；廣義信息論是應(yīng)用數(shù)學(xué)和其他有關(guān)科學(xué)方法研究一切現(xiàn)實系統(tǒng)中信息傳遞和處理、信息識別和利用的共同規(guī)律的科學(xué)，即研究語法信息、語義信息和語用信息的科學(xué)。

信息論的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)40年代，由克勞德·香農(nóng)在1948年發(fā)表的《通信的數(shù)學(xué)理論》一文中首次提出，標(biāo)志著信息論作為一門獨立的學(xué)科正式誕生。香農(nóng)提出了信息熵的概念，用于度量信息的量，并研究了信道容量和數(shù)據(jù)壓縮等問題。這個階段的信息論主要應(yīng)用于通信和密碼學(xué)等領(lǐng)域。

20世紀(jì)50年代至70年代是信息論的核心理論發(fā)展階段。在這個階段，信息編碼和數(shù)據(jù)壓縮的理論基礎(chǔ)得到建立，哈夫曼編碼、LZ77和LZ78等算法的提出和應(yīng)用，推動了信息論的發(fā)展。這些理論和技術(shù)在計算機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，涉及數(shù)據(jù)壓縮、文件存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确矫妗?/p>

20世紀(jì)80年代至今是信息論的應(yīng)用擴(kuò)展和挑戰(zhàn)階段。隨著計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，信息論的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，擴(kuò)展到信息安全、數(shù)字版權(quán)保護(hù)、數(shù)據(jù)隱私等方面，也面臨著如何處理大量信息和如何提高信息處理效率等挑戰(zhàn)。這個階段的研究和應(yīng)用表明，信息論在解決實際問題的同時，也可以幫助我們更好地理解和掌握信息的本質(zhì)和規(guī)律。

（延伸閱讀作者：西華師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院 李斌斌博士）

責(zé)任編輯：張鵬輝