数据库原理与应用（4）——三个世界及其有关概念、数据模型
 
三个世界及其有关概念
 
​ 数据库管理的对象（数据）存在于现实世界中，即现实世界中的事物及其各种关系。
 
​ 从现实世界的事物到存储到计算机的数据库中的数据，要经历现实世界、信息世界和计算机世界三个不同的世界，经历两级抽象和转换完成
 
1、现实世界
 
即客观存在的世界，由客观存在的事物及其联系所组成
 
人们总是选用感兴趣的最能表征一个事物的若干特征来描述该事物
客观世界中，事物之间是相互联系的，但人们只选择那些感兴趣的联系
 
2、信息世界（概念世界）
 
 
是现实世界在人们头脑中的反映，经过人脑的分析、归纳和抽象，形成信息，人们把这些信息进行记录、整理、归类和格式化后，就构成了信息世界
 
 
信息世界是对客观事物及其联系的一种抽象描述
 
 
从现实世界到概念世界是通过概念模型来表达的
 
  
概念模型：又称信息模型，是按用户的观点对数据和信息建模，不依赖于具体的计算机系统，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构
 
 
相关概念
 
实体：客观存在并且可以相互区别的“事物”，实体可以使具体的人、事、物，也可以是抽象的事件
属性：实体所具有的某一特性称为属性 型——属性名 值——具体值
实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征；用实体名及其属性名集合来抽象和描述同类实体，称为实体型
实体集：同型实体的集合称为实体集
码：能唯一标识一个实体的属性或属性集，称为实体的码
域：某一属性的取值范围
两个实体型间的联系：指两个不同的实体集间的联系，包括一对一联系、一对多联系、多对多联系
 
3、计算机世界
 
又叫数据世界，是对现实世界的第二层抽象，即对信息世界中信息的数据化，将信息用字符和数值等数据表示，使用计算机存储并管理概念世界中描述的实体集、实体、属性和联系的数据
信息世界到数据世界，使用数据模型来描述，数据库中存放数据的结构是由数据模型决定的
 
相关概念
 
字段(Field)：标记实体属性的命名单位，字段名往往和属性名相同。如学生的学号、姓名、年龄、性别等
记录(Record)：一个记录描述一个实体，字段的有序集合。如一个学生（99001，张立，20，男，计算机）
文件(File)：用来描述实体集的，同一类记录的集合
关键字(Key)：能唯一标识文件中每个记录的字段或字段集
 
三个世界各术语的对应关系
 
现实世界
信息世界
计算机世界
事物总体
实体集
文件
事物个体
实体
记录
特征
属性
字段
事物间联系
实体模型
数据模型
数据模型
 
​ 数据模型用来描述数据及其联系
 
​ 数据库中存放数据的结构是由数据模型决定的，数据模型是数据库的框架，是数据库系统的核心和基础
 
1、数据模型的概念
 
数据模型是描述数据、数据联系、数据的语义和完整性约束的概念集合，由数据结构、数据操作和完整性约束三要素组成
 
 
数据结构：即数据组织的结构，用于描述系统的静态特征，描述数据库的组成对象以及对象间的联系
 
  
一是描述数据对象的类型、内容、性质等
二是描述数据对象间的联系
 
常用的数据结构
 
  
层次结构----层次模型----层次数据库
网状结构----网状模型----网状数据库
关系结构----关系模型----关系数据库
 
 
数据操作：对数据库中的数据允许执行的操作的集合，包括操作及相应的操作规则（优先级）等，描述了数据库的动态特性
 
  
一类是查询操作
一类是更新操作（插入、删除、修改）
 
 
数据的完整性约束：一组完整性规则的集合
 
  
完整性规则是数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则
用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容
 
 
2、常用的数据模型
 
 
层次模型
 
  
采用树形结构（有根数）来表示实体及其实体间的联系的模型。树形结构中的结点表示实体型，实体型见的联系用指针表示
采用层次模型的数据库的典型代表是IBM公司1968年推出的IMS数据库管理系统
特点 
    
有且仅有一个结点没有双亲，根结点
根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点
父子结点之间的联系是一对多的联系
 
层次模型的数据操纵与数据完整性约束 
    
进行插入操作时，如果没有相应的双亲结点值就不能插入子女结点值
进行删除操作时，如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除
修改操作时，应修改所有相应的记录，以保证数据的一致性
 
优点 
    
结构简单，层次分明
查询效率高，从根节点到树中任一结点均存在一条唯一的层次路径
提供良好的数据完整性支持
 
缺点 
    
不能直接表示多对多联系
插入和删除数据限制太多
查询子女结点必须通过双亲结点
 
 
 
网状模型
 
  
网状模型是采用有向图结构表示实体以及实体之间联系的数据模型
每个结点表示一个实体型
结点间的带箭头的连线（或有向边）表示记录型间的1：n 的父子联系
比较有代表性的系统是：数据系统语言研究会CODASYL提出的DBTG系统
特点 
    
有一个以上的结点没有双亲结点
允许结点有多个双亲结点
允许两个结点之间有多种联系（复合联系）
 
网状模型的数据操纵与完整性约束 
    
插入数据时，允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点
删除数据时，允许只删除双亲结点值
修改数据时，只需要更新指定记录即可
 
优点 
    
可表示实体间的多种复杂联系
具有良好的性能和存储效率
 
缺点 
    
数据结构复杂
数据定义语言、数据操纵语言复杂
用户需要了解网状模型的实现细节
 
 
 
关系模型
 
  
以二维表（关系）的形式表示实体和实体之间联系的数据模型
关系数据库的代表：IBM公司的System R
关系模型的数据结构是一张规范化的二维表，它由表名、表头和表体三部分构成
 
相关概念
 
  
分量：每一行对应的列的属性值，即为元组中的一个属性值
候选码：可唯一标识一个元组的属性或属性集
关系模式：对关系的描述，是关系模型的“型”，一般表示为 关系名（属性1，属性2，…)
 
关系模型的数据操纵与完整性约束
 
  
关系模型的数据操纵主要包括查询、插入、删除和修改
关系模型中的数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合
关系模型把对数据的存取路径隐藏起来，用户只要提出“干什么”，而不必详细说明“怎么干”，从而大大地提高了数据的独立性，提高了用户操作效率
 
优点
 
  
有严格的数学理论根据
数据结构简单、清晰、用关系描述实体及其联系
具有更高的数据独立性、更好的安全保密性
 
缺点
 
  
查询效率不如非关系模型
 

欢迎来到Arduino的世界，本文主要介绍Arduino的优势，开发所涉及的硬件分类，开发语言及开发环境的下载。可登陆Arduino官网学习了解更多Arduino信息。
 
什么是Arduino
 
Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的arduino板）和软件（arduino IDE)，她适用于艺术家、设计师、爱好者和对于“互动”有兴趣的朋友们。
 
Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。
 
对Arduino的编程是利用 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(based on Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。
 
你可以自己动手制作，也可以购买成品套装。Arduino所使用到的软件都可以免费下载。硬件参考设计 (CAD 文件)也是遵循availableopen-source协议, 你可以非常自由地根据要求去修改他们。
 
Arduino的优势
 
目前市场上还有许多其他的单片机和单片机平台，例如51单片机、STM32单片机等。但他们对于普通开发者来说门槛相对较高，需要有一定编程和硬件相关基础，内部寄存器较为繁杂，主流开发环境Keil配置相对麻烦，特别是对于STM32的开发，即使使用官方库也少不了环境配置，还有就是开发环境是收费的。
 
Arduino不但简化了使用单片机工作的流程，同时还为教师、学生以及兴趣爱好者提供了一些其他系统不具备的优势:
 
便宜。相比于其他单片机平台而言，Arduino生态的各种开发板性价比相对较高。
跨平台。Arduino软件（IDE）能在Windows、Mac OS X和Linux操作系统中运行，而大多数其他单片机系统仅限于在Windows操作系统中运行。
开发环境简单。Arduino的编程环境易于初学者使用，同时对高级用户来讲也足够灵活，其安装和操作都非常简单。
开源可扩展。Arduino软件硬件都是开源的，开发者可以对软件库进行扩展，也可以下载到千千万万的软件库来实现自己的功能。Arduino允许开发者对硬件电路进行修改和扩展来满足不同的需求。
 
Arduino开发板类型
 
Arduino生态包括多种开发板、模块、扩展板、工具和配件。官方将其大致分为五类：入门级、网络版、物联网版、教育版、可穿戴版。具体可从官网查看Arduino开发板类型。
 
 
其中入门级开发板易于使用。建议初学者使用入门级如Arduino UNO R3。
 
 
Arduino开发语言
 
Arduino使用C/C++编写程序，虽然C++兼容C语言，但这是两种语言，C语言是一种面向过程的编程语言，C++是一种面向对象的编程语言。早期的Arduino核心库使用C语言编写，后来引进了面向对象的思想，目前最新的Arduino核心库采用C与C++混合编写而成。
 
通常我们说的Arduino语言，是指Arduino核心库文件提供的各种应用程序编程接口（Application Programming Interface，简称API）的集合。这些API是对更底层的单片机支持库进行二次封装所形成的。例如，使用AVR单片机的Arduino的核心库是对AVR-Libc（基于GCC的AVR支持库）的二次封装。
 
传统开发方式中，需要通过配置多个寄存器来实现相应功能，而在Arduino中，繁杂的寄存器被封装成简单的API，能进行直观控制，增强程序的可读性的同时也提高了开发效率。
 
Arduino开发环境
 
Arduino开发环境IDE可从官网进行下载，支持Windows、Mac OS X、Linux不同平台，对应PC平台进行下载。IDE下载地址
 当前最新版本为1.8.5。我的电脑为Windows系统，Windows版本有三种下载方式，选择一种下载即可。
 
 
关于IDE软件的介绍将在下一节中详细介绍。
 
 
 
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第一章～第十章习题（上）及期末考试答案
 
下面是第一章~第十章习题答案（下）
 


 
文章目录
 
第一章习题（下）
第二章习题（下）
第三章习题（下）
第四章习题（下）
第五章习题（下）
第六章习题（下）
第七章习题（下）
第八章习题（下）
第九章习题（下）
第十章习题（下）

 
第一章习题（下）
 
单选题 (1/1 point)
 
下列哪一项不是工程与技术的区别
 
 内容和性质
 目的
 活动主体
 任务、对象和思维方式
 
单选题 (1/1 point)
 
下列哪一项不是工程活动的特征
 
 自主性
 创造性
 社会性
 确定性
 
多选题 (1points)
 
下列哪项是工程的完整生命周期中的环节
 
 计划
 设计
 评估
 完成
 
判断题 (1/1 point)
 
计划、设计、建造、使用和结束构成了工程完整的生命周期
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 
工程包括哲学、技术、经济、管理、社会、生态、伦理这7个维度。
 
 正确
 错误
 
You have used 1 of 1 submissions
 单选题 (1points)
 
以下哪项不是规范伦理学的立场
 
 功利论 功利论
 义务论
 契约论
 存在论
 
单选题 (1points)
 
下列哪项不是罗斯为直觉主义义务论提出的道德原则
 
 忠诚
 公平
 感恩
 不行恶
 
单选题 (1/1 point)
 
下列职业社团名称缩写错误的是
 
 美国土木工程师协会（ASCE）
 电子和电子工程师协会（IEEE）
 美国机械工程师学会（ABET）
 美国化学工程师学会（AIChE）
 
判断题 (1/1 point)
 
根据伦理规范得到社会认可和被制度化的程度，我们可以把伦理规范分为制度性的伦理规范和描述性的伦理规范两种情况。
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 
伦理是个体性、主观性的，侧重个体的意识、行为与准则、法则的关系；道德则是社会性和客观性的，侧重社会“共体”。
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 
当工程实践出现“超越于道德的”的情形时，我们可以通过道德慎思为自己的伦理行为划分优先顺序，审慎地思考和处理存在的几对重要的伦理关系。这几对重要的伦理关系指的是
 
 自主与责任
 效率与公正
 个人与集体
 环境与社会
 
单选题 (1/1 point)
 
下列哪项不是工程伦理问题的特点
 
 历史性
 社会性
 复杂性
 简明性
 
单选题 (1/1 point)
 
下列哪项不是处理工程伦理问题的基本原则
 
 人道主义
 功利主义
 社会公正
 人与自然和谐发展
 
判断题 (1/1 point)
 
工程活动是一种集成多种自然与社会资源,协调多种利益诉求和冲突的社会活动，是一种极其复杂的社会实践,需要众多的行动者参与。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 
下列哪项不是依据工程伦理问题的对象来划分伦理问题的？
 
 因伦理意识缺失或者对行为后果估计不足导致的问题
 因工程相关的各方利益冲突所造成的伦理困境
 工程共同体内部意见不合，或者工程共同体的伦理准则与规范等与其他伦理原则之间不一致导致的问题
 因工程伦理章程缺乏或者不足而导致的问题
 
多选题 (1/1 point)
 
“博帕尔MIC毒气泄漏事件”主要涉及哪几方面的问题
 
 企业和政府在维护公共安全和环境安全方面所肩负的责任和各自扮演的角色问题
 跨国工程活动中发达国家向发展中国家的环境成本转移问题
 跨国公司的双重技术标准问题
 如何通过相关法规和制度来保障工程活动中的弱势群体权益的问题
 
判断题 (1/1 point)
 
从处理工程与人、社会和自然的关系的三个层面看,处理工程中伦理问题要坚持以下三个基本原则：人道主义———处理工程与人关系的基本原则；社会公正———处理工程与社会关系的基本原则；人与自然和谐发展———处理工程与自然关系的基本原则。
 
 正确
 错误
 
第二章习题（下）
 
判断题 (1/1 分数)
 从普利高津耗散结构理论的视角来看，工程必然会伴随风险的发生
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 分数)
 在讨论工程设计理念时，只需要工程师代表参与决策
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 分数)
 意外风险的应对通常采取的措施包括风险回避、风险转移等，其中风险转移的目的是？
 
 降低风险发生的概率
 降低不利后果的大小
 在风险发生时将损失分散
 保护工人的安全
 
单选题 (1/1 分数)
 在制定事故应急预案时,不恰当的做法是？（）
 
 预防为主,防治结合
 保留现场，等待救援
 以人为本,生命第一
 统一指挥,协同联动
 
单选题 (1/1 分数)
 下列哪项属于工程风险中的技术因素？（）
 
 自然灾害
 工程设计理念的缺陷
 施工质量缺陷
 控制系统失灵
 
多选题 (1/1 分数)
 工程风险的来源有哪些？（）
 
 技术因素的不确定性
 环境因素的不确定性
 文化因素的不确定性
 人为因素的不确定性
 
多选题 (1/1 分数)
 对于不能及时进行处理的工程质量缺陷，应填写质量缺陷备案表，表中应包括哪些信息？（）
 
 缺陷产生的部位和原因
 对工程安全性的分析
 使用功能和运用影响分析
 处理方案和不处理原因分析
 
文字填空题 (1/1 分数)
 操作人员是预防工程风险的核心环节,也是防止工程风险发生的最后一道屏障，必须要加强对操作人员安全意识的教育,时时刻刻以“ ”为行动准则。（四个字）
 
答案：安全第一
 
判断题 (1/1 分数)
 在制度层面,目前公众参与工程主要以网络投票为参与途径。
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 分数)
 公众参与工程风险伦理评估的前提是信息的公开。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 分数)
 下列工程风险的伦理评估原则中哪项属于预防为主的原则？
 
 尊重当事人的“知情同意”权
 要加强安全知识教育,提升人们的安全意识
 考虑对社会环境和生态环境造成的影响
 建立并落实安全生产问责机制
 
单选题 (1/1 分数)
 下列属于工程风险的外部评估主体的是（）？
 
 工程师
 社会公众
 工人
 管理者
 
单选题 (1/1 分数)
 对于可接受风险，以下哪种视角是专家视角（）？
 
 可接受的风险是这样风险，在可以选择的情况下，伤害的风险至少相等于产生收益的可能性
 可接受的风险指的是这样风险，它是通过行使自由和知情同意权而自愿认可的，或者它是得到适当赔偿的，并且它是公正地分配的
 可接受的风险是这样风险，其保护公众免遭伤害的重要性远远超过了使公众获利的重要性
 采取任何手段，只要让公众自愿接收的风险
 
判断题 (1/1 分数)
 当工程风险发生时,往往不能把全部责任归结于某一个人,而需要工程共同体共同承担
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 分数)
 伦理责任就是法律责任
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 分数)
 下列不属于“职业”的特征是？（）
 
 理智性
 长期性
 自主性
 非垄断性
 
单选题 (1满分)
 下列哪项不属于工程伦理责任类型？（）
 
 职业伦理责任
 社会伦理责任
 环境伦理责任
 家庭伦理责任
 
单选题 (1/1 分数)
 下列哪项超出了工程伦理责任类型？（）
 
 过失-责任
 赔偿-责任
 角色-责任
 义务-责任
 
第三章习题（下）
 
判断题 (1/1 point)
 由工程的目标价值导向性引出一个重要的伦理问题，这就是工程为什么人服务，为什么目的服务？（）
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 下列哪一项体现了工程的文化价值？（）
 
 标志性工程是所属民族的精神纽带
 工程的“普遍接入”和“普遍服务”
 工程制造的科学仪器
 环境保护和生态修复工程
 
判断题 (1/1 point)
 工程社会价值的一个极端表现是其军事价值。（）
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 工程的（）价值具有非道德性质，这决定了工程的最终价值取决于工程应用于什么目的，即工程的实际价值取决于社会的要求和社会环境。
 
 工具价值
 内在价值
 伦理价值
 社会价值
 
多选题 (1/1 point)
 工程具有多元的价值，主要包括（）
 
 科学价值
 政治价值
 社会价值
 文化价值
 
单选题 (1/1 point)
 如何确定什么人可以首先享受到工程成果，或者如何确定人们享受的顺序，这属于工程的（）问题。
 
 管理问题
 技术问题
 资源分配问题
 制度问题
 
判断题 (1/1 point)
 讨论工程的利益分配可以从宏观和微观两个层面来进行，宏观层面是指企业内部工程项目的活动情况。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 产品价格过高，会使得普通大众难以分享工程的好处，妨碍了实现工程成果为更多人（）。
 
 所及和普惠
 接受
 认可
 理解
 
判断题 (1/1 point)
 工程受益人群的确定由市场来调控，我们把不能获得工程产品和服务的现象，称作“排除”。（）
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 下列哪些因素会影响工程产品和服务的可及性和普惠性？（）
 
 用户的经济状况
 用户的知识水平
 用户的技术水平
 用户的能力问题
 
判断题 (1满分)
 “邻避”行为突出反映了工程项目建设的利益—损失分配不公正的问题。（）
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 “邻避”事件发生的原因很复杂，不一定是现实的危害，而是（）。
 
 利益分配不公平
 居民对危害的心理担忧和风险感知
 利益补偿不合理
 公众参与不充分
 
判断题 (1/1 point)
 传统的工程观主要考虑企业本身的收益和付出，很少考虑用户为工程付出的代价。（）
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 一些工程建设引起的大规模的拆迁移民，可能增加社会秩序的不安定因素，这属于工程对（）的影响。
 
 环境
 经济
 社会
 资源
 
多选题 (1/1 point)
 米切尔认为，利益相关者必须具备以下哪些条件。（）
 
 创造力
 影响力
 合法性
 紧迫性
 
文字填空题 (1/1 point)
 公正是指，每个人都应获得其应得的权益，对平等的事物平等对待，不平等的事物（）对待。(两个字)
 答案：区别
 
单选题 (1满分)
 分配公正的基本实现途径是在不同利益与价值追求的个人与团体间的对话的基础上，达成有普遍约束力的（）原则。
 
 社会公正
 利益协调
 分配与补偿
 道德伦理
 
判断题 (1/1 point)
 吸收利益攸关方参加工程的决策、建设、运营是为了保证补偿公正。（）
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 美国伦理学家理查德·T.德·乔治将公正分为以下哪些类型？（）
 
 补偿公正
 惩罚公正
 分配公正
 程序公正
 
多选题 (1/1 point)
 下列哪些属于工程项目社会评价的社会公平指标？（）
 
 基尼系数
 恩格尔系数
 就业率
 公众参与度
 
第四章习题（下）
 
单选题
 提出保护资源的目的是为了自然本身的利益，而不是人类的利用，这是（）主义的主张。
 
 社会保护主义
 环境保护主义
 资源保护主义
 自然保护主义
 
单选题
 ()主张把道德关怀的范围从人类扩展到非人类的生命或自然存在物上。
 
 人类中心主义者
 非人类中心主义者
 价值主观论者
 价值客观论者
 
判断题
 “大地伦理”的提出者利奥波德认为：一件事情当有助于保护自然的和谐、稳定和美丽时，它就是正确的，反之，就是错误的。（）
 
 正确
 错误
 
文字填空题
 如果我们承认了自然事物拥有内在价值，我们就认可了自然事物的（），我们就与道德义务维护自然事物。(四个字)
 答案：道德权利
 
判断题
 认为自然界的价值不依人的存在或人的评价而存在，只要对地球生态系统的完善和健康有益的事物就有价值，是价值客观论者的主要观点。（）
 
 正确
 错误
 
多选题
 "尊重自然"的伦理体系包括以下哪几部分？（）
 
 尊重自然的态度
 深层生态学
 生物中心主义
 人类中心主义
 
多选题
 下列哪些选项属于非人类中心主义思想？（）
 
 动物解放论
 动物权利论
 生物中心主义
 生态中心主义
 
文字填空题
 对工程活动进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，这是对工程进行（）评价。(四个字)
 答案： 环境影响
 
判断题
 工程理念是工程活动的出发点和归宿，是工程活动的灵魂。（）
 
 正确
 错误
 
单选题
 好的工程会把（）和合人的目的性有机结合起来。
 
 合工程的目的性
 合自然的规律性
 合社会的进步性
 合技术的发展性
 
单选题
 在权衡人与自然利益的优先秩序上应遵循（）高于基本需要、基本需要高于非基本需要。
 
 社会需要
 伦理需要
 生存需要
 发展需要
 
单选题
 （）原则是我们对自然环境的首要态度，也是我们行动的首要原则。
 
 公平性原则
 整体性原则
 尊重原则
 平等性原则
 
多选题
 工程建设对环境产生的影响主要包括（）。
 
 消耗能源和资源
 造成的固废污染和水污染
 噪声和振动影响
 排出的有害气体威胁人们的健康
 
单选题
 工程共同体的环境伦理主要指，工程过程应切实考虑（）及社会的承受性。
 
 政府
 自然生态
 雇主
 公众
 
文字填空题
 随着工程对自然的干预和破坏能力越来越巨大、后果越来越危险，工程师需要发展一种新的责任意识，即（）(六个字)
 答案：环境伦理责任
 
单选题
 工程师的环境伦理责任不只是赋予工程师责任和义务，同时也赋予他相应的（），使得他在必要时及时中止他的责任和义务。
 
 资源
 利益
 自由
 权利
 
判断题
 对工程师的评价标准不是工程师是否把工作做好了，而是是否做了一项好到工作，既促进了经济发展，又避免了环境遭到破坏。（）
 
 正确
 错误
 
判断题
 工程共同体通常由项目投资人、设计者、工程师、工人构成。（）
 
 正确
 错误
 
多选题
 下列选项哪些属于工程师的环境伦理责任？（）
 
 维护人类健康
 维护自然生态环境
 忠诚于雇主
 维护公司的利益
 
第五章习题（下）
 
判断题
 职业的行为规范强调的是“自我机制”，技术规范强调“社会机制”
 
 正确
 错误
 
文字填空题
 工程领域中的“职业”是指“那些涉及高深的专业知识、（）和对公共善协调服务的工作方式”。(四个字)
 自我管理
 
单选题
 以下哪项是对职业共同体中工程师负责任的职业行为的错误理解？（）
 
 工程师的责任就是他或她在工程生活中必须履行的角色责任
 工程师可以对履行特定义务作出回应
 工程师接受自己的工作职责和社会责任，并自觉地为实现这些义务努力
 工程师须对行为的危害承担责任，不能为自己行为的功绩要求荣誉
 
判断题
 工程社团是工程职业的生活形态。
 
 正确
 错误
 
单选题
 工程职业制度不包括（）
 
 职业准入制度
 职业资格制度
 执业资格制度
 职业准出制度
 
单选题
 以下哪项是注册工程师执业资格制度的首要环节？（）
 
 职业实践
 资格考试
 高校工程专业教育
 注册执业管理
 
多选题
 有关职业伦理章程的正确描述是（）
 
 职业伦理章程一般采用规范和准则的形式
 职业伦理章程为职业行为提供一种普遍的和协商一致的标准
 职业伦理章程的主要关注点是促进负责任的职业行为
 职业伦理章程表达了对职业共同体内从业者的职业行为的期待
 
判断题
 作为职业伦理的工程伦理是一种预防性、规范性的实践伦理
 
 正确
 错误
 
单选题
 以下哪项是工程师的首要责任？（）
 
 公众的安全、健康及福祉
 雇主的利益
 客户的利益
 可持续发展
 
单选题
 以下哪项是工程师最新的职业责任观？（）
 
 雇主的命令
 工程师的反叛
 承担社会责任
 对自然和生态负责
 
多选题
 以下哪项是对工程师自律的正确理解？（）
 
 工程师的自律是对职业责任的主动担当
 自律是工程师对工程-人-自然-社会整体必然存在的一种道德自觉
 自律使工程师从朦胧未显的工程伦理意识走向明确自主的对责任的担当
 工程师的自律表现为一种从向善到行善的自觉、自愿与自然的职业精神
 
判断题
 举报是举报者一种最明智之举
 
 正确
 错误
 
单选题
 作为职业人员，工程师不能享有以下哪项权利：（）
 
 在规定范围内从事执业活动
 对他人执业活动进行解释和辩护
 接受继续教育
 在本人执业活动中形成的文件上签字并加盖执业印章
 
单选题
 “工程师遵守甚至超越职业标准的积极责任”属于工程师的哪一种责任？（）
 
 义务-责任
 过失-责任
 角色-责任
 岗位-责任
 
单选题
 从职业伦理的角度看，工程师的（）美德体现了工程伦理的核心
 
 诚实可靠
 忠实服务
 尽职尽责
 善良
 
文字填空题
 工程师最综合的美德是（）的职业精神。(三个字)
 答案：负责任
 判断题
 服务是工程师开展职业活动的一项基本内容和基本方式。
 
 正确
 错误
 
单选题
 以下哪项不属于工程师的角色冲突？
 
 工程师与企业雇员
 工程师与管理者
 工程师与社会公众
 工程师与同事
 
单选题
 工程中利益冲突的种类不包括（）
 
 个体利益之间的冲突
 个体利益与群体利益之间的冲突
 个体利益与整体利益之间的冲突
 群体利益与整体利益之间的冲突
 
第六章习题（下）
 
多选题 (1/1 point)
 水利工程的影响深远体现在（）
 
 水利工程对于促进国民经济和社会发展具有全方位的深远影响。
 水利工程会引起空间大范围的连锁反应。
 水利工程的影响常常跨越数十年甚至上百年。
 水利工程对人文和生态环境均产生深远影响。
 
文字填空题 (1/1 point)
 水利工程就是对自然界中的水资源进行有效控制、按需调配、持续利用及（）的工程。（四个字）
 答案： 全面保护
 判断题 (1/1 point)
 我国水资源丰富，人均水资源占有量为世界平均水平的四分之一。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项是新时期水利工程的崭新内容？
 
 港口与航道工程
 水力发电工程
 河湖环境生态工程
 水土保持工程
 
判断题 (1/1 point)
 中国水利工程建设经历了工程水利、资源水利和生态水利三个阶段的演变
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 政府的行政意愿对水利工程建设的影响巨大。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 水权的核心是哪项权利？（）
 
 所有权
 配置权
 经营权
 使用权
 
多选题 (1/1 point)
 水资源公正配置的原则包括（）
 
 邻近优先
 尊重历史
 利益补偿
 重视生态
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项是对跨地区调水的错误理解？（）
 
 实施跨地区调水时，水源地的用水需求应该优先得到满足
 跨地区调水时要统筹兼顾调出和调入流域的用水需要
 水资源配置向水资源调出区倾斜时很有可能会成为利益驱动下的默认选择
 在具体工作中，并非总能优先考虑水源地的用水需求和实际利益
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项说法是正确的？
 
 涉及水资源分配的国际水法条款与国际水条约非常多
 存在普适的水资源分配法则
 现有国际水法过多地强调上游国家对水资源地利用
 通过协商来解决水资源的分配与利用问题常常是唯一可行的途径
 
判断题 (1/1 point)
 在我国，工业用水一直占水资源总量的最大比重。
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 对水利工程风险进行完全的定量评价是现实的。
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 我国已建成的水利工程在数量和规模上均居世界第二。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项不是从人类生存和发展的维度看河流的价值？（）
 
 政治
 生态
 审美
 文化
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项不是从河流的外在价值观察到的河流生命的特征？（）
 
 周期性
 柔性
 独特性
 庄严性
 
判断题 (1/1 point)
 水利工程对河流健康生命没有正面的促进作用。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项是对水利工程对河流健康生命造成巨大冲击的错误表述？（）
 
 水利工程导致诸多天然美景的消失
 水利工程破化了河流生态系统的空间连续性
 水利工程减弱甚至切断了物质和能量沿水流的传递
 水利工程对河流生态系统的扰动是不可恢复的。
 
文字填空题 (1满分)
 在实践中，通过法律、技术和（）手段，努力维护河流健康生命。(两个字)
 答案： 管理
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项原则是移民工作成败的核心？（）
 
 顾全大局
 公平公正
 因地制宜
 可持续发展
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项是对核定补偿标准的错误描述？（）
 
 无形的损失难以估量
 要避免同一工程的不同区域、不同群体补偿方面存在不公平的现象
 要避免不同时间段（主要指可比的相邻时段内）移民补偿存在不公平的现象。
 与其他行业相比，水利工程补偿标准偏高。
 
判断题 (1/1 point)
 通过努力，水利工程师在职业生涯中可以充分掌握全部的知识。
 
 正确
 错误
 
第七章习题（下）
 
多选题 (1满分)
 生物医药工程伦理问题包括（）
 
 不可接受的“风险-受益”比
 环境污染问题
 学术不端问题
 公平可及性问题
 
多选题 (1/1 point)
 生物医药工程中造成不可接受的“风险-受益”比的原因包括：（）
 
 科研人员伦理意识淡薄
 伦理审查不规范
 没有把受试者安全放在首位
 忽视受试者的权益
 
判断题 (1/1 point)
 现有的多数药品是针对成人进行的临床试验，增加了患儿的用药风险
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 多数制药企业喜欢投资孤儿药品。
 
 正确
 错误
 
多选题 (1满分)
 生物医药研发和应用领域的知情同意问题十分突出，表现在（）
 
 有些生物医药工程技术研发人员有意抹杀了“治疗”与“研究”的区别
 淡化了临床研究的潜在疗效
 夸大了可能的风险
 误导受试者
 
文字填空题 (1/1 point)
 公正原则包括：程序公正、回报公正和（）(四个字)
 答案：分配公正
 
多选题 (1/1 point)
 生物医药研发和应用应尽量减少的风险包括（）
 
 对受试人群的身心伤害
 给受试人群带来的经济负担
 造成的公共卫生风险
 造成的生态环境风险
 
文字填空题 (1/1 point)
 自主性是指有行为能力的人在不受干扰的状态下，自愿选择行动方案的意识和（）。(两个字)
 答案： 能力
 
单选题 (1满分)
 以下哪项可以从"受益最大化原则"从推导出来？（）
 
 生物医药研发和应用应将预防作为主要目标
 将工程的社会经济效益放在首位
 当经济回报、优先权、奖励等与受试者利益冲突时，把受试者的权益放在首位。
 国家利益始终大于患者健康需要的满足。
 
单选题 (1满分)
 生物医药工程的伦理问题的主要来源不包括（）
 
 因经济利益冲突而提出的“应该”问题
 因政治利益冲突而提出的“应该”问题
 因道德义务冲突而引起的伦理难题
 因宗教文化冲突而产生的伦理“应该”问题。
 
单选题 (1/1 point)
 伦理审查委员会的基本职能不包括（）
 
 改变研究方案
 监督
 咨询
 指导
 
单选题 (1满分)
 动物研究的伦理要求实行3R原则不包括（）
 
 考虑能够不使用动物
 减少动物使用量及使用中减少动物的痛苦
 权衡对动物的可能伤害及人类的受益以及动物伦理审查委员会的独立审查。
 考虑能否循环使用动物
 
单选题 (1/1 point)
 医疗器械临床试验伦理审查要点不包括（）
 
 试验的科学设计
 试验的风险和受益
 平等对待受试者
 知情同意
 
判断题 (1/1 point)
 基因是有“好”或“坏”、“优”或“劣”之分的。
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 获知遗传基因信息不一定有利于个人对自己的生活作出理性的安排
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 基因信息泄露会引发哪些问题：（）
 
 泄露家族成员的遗传倾向。
 可能在就学、就业、婚姻等方面受到歧视
 如果有基因缺陷，有些保险公司可能会拒绝为他们在医疗
 引发个人的不安和焦虑
 
单选题 (1/1 point)
 
 以下哪项是对基因治疗临床试验的伦理审查的错误表述？（）
 慎重选择受试者，确立准入和排除的严格标准。
 筛选程序要公平，并接受审查和监督。
 要预先进行方案的风险-受益分析
 有其他替代的有效常规疗法时，也可以使用基因治疗临床方案。
 
单选题 (1满分)
 以下哪项不属于不征求提供者再次同意的条件：（）
 
 样本是匿名的，不与其他可识别信息相联系
 样本提供者有机会自由撤回样本
 不征求再次同意对提供者更有利
 满足上述条件，就可以不接受伦理审查委员会的审查和批准。
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项是对“治疗”和“研究”的错误理解？（）
 
 治疗是将已被证明有效的方法用于病人
 病人从治疗中受益，病人应该付费。
 研究者无需给予受试者补偿
 研究如果对受试者造成损害，研究者应予以赔偿。
 
文字填空题 (1满分)
 捐赠器官问题有两种同意方式：自愿捐献和（）(四个字)
 答案：推定同意
 
判断题 (1/1 point)
 活体器官移植是解决器官供应的根本途径。
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 以下哪项是对制药工程的正确表述？（）
 
 制药工程以提升广大患者的健康需求为导向
 制药工程涉及众多利益主体，各方的角色分工和利益诉求不同，需要协同互助，信守承诺。
 制药工程受到市场需求、国家政策、研发资金等诸多因素的综合影响。
 制药企业是制药工程创新的主体，制药工程人员要有企业家精神。
 
单选题 (1/1 point)
 以下哪项是对中国制药企业的社会责任的正确表述？（）
 
 社会责任履行情况整体较好。
 新药研发水平相对滞后，资金投入不足，创新能力较低。
 制药企业或药物研发机构一般会主动公开负面报道。
 药品质量事故较少。
 
第八章习题（下）
 
判断题 (1/1 point)
 中国是仅次于美国的第二大二氧化碳排放国
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 煤电比核电更清洁
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 我国第一颗原子弹爆炸成功是在哪一年（）
 
 1950
 1964
 1967
 1971
 
单选题 (1满分)
 核工程应遵循的伦理原则包括
 
 以人为本原则
 可持续发展原则
 生态原则
 公正原则
 
多选题 (1/1 point)
 核工程应该遵循的伦理原则主要有（）
 以人为本原则, 可持续发展原则, 生态原则, 公正原则, - 正确
 
 以人为本原则
 可持续发展原则
 生态原则
 公正原则
 
单选题 (1/1 point)
 对伦理规范的审查应该在项目建设的什么时期（）
 
 初期
 中期
 运行期
 后期
 
判断题 (1/1 point)
 “零风险”是可以实现的
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 风险主要包括哪些要素（）
 
 事件诱因
 事件概率
 事件后果
 事件过程
 
判断题 (1满分)
 系统的正反馈效应能够维持系统平衡与稳定
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 point)
 公众在核工程中的权利有（）
 
 知情权
 决策权
 参与权
 讨论权
 
多选题 (1/1 point)
 影响核事故信息公开的主要因素有（）
 
 政治因素
 经济因素
 社会因素
 个人因素
 
多选题 (1满分)
 核安全基本原则主要有（）
 
 管理责任
 纵深防御
 技术防御
 公民参与
 
单选题 (1/1 point)
 核安全文化的主导和核心是（）
 
 系统
 设备
 环境
 人
 
多选题 (1满分)
 放射性废物主要造成的危害有（）
 
 职业照射
 公众照射
 持续急性照射
 隐性照射
 
多选题 (1满分)
 核电站的环境影响主要包括（）
 
 放射性污染
 热污染
 内陆核电站的影响
 硫化物污染
 
判断题 (1/1 point)
 工程师可以代替民众进行工程决策
 
 正确
 错误
 
第九章习题（下）
 
多选题 (1/1 分数)
 下列哪几项属于信息技术的特点
 
 连接能力
 交互能力
 渗透特性
 融合能力
 
判断题 (1/1 分数)
 “互联网+”指以互联网为主的一整套信息技术在经济、社会生活各部门的扩散和应用过程，其本质是传统产业和生产过程的在线化、数据化。
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 分数)
 下列哪几项属于大数据的特点
 
 数量大
 类别多
 增长速度快
 真实可信
 
多选题 (1/1 分数)
 大数据时代背景下，我们将面临哪些新的、更为集中的伦理挑战
 
 身份困境
 隐私边界
 数据权利
 数据治理
 
判断题 (1/1 分数)
 大数据与以往数据应用不同之处表现在三方面：可以获得全体数据而非采样数据；允许获取的数据呈现混乱、复杂状态而不再强求干净、精确,即大方向的正确比微观精准更重要；聚焦发现和分析事物的相关性而非因果性。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 分数)
 下列哪项不是“数字身份”的特点
 
 多样性
 可变性
 允许匿名和假名
 唯一性
 
多选题 (1/1 分数)
 在计算机和网络应用中，常见的用户身份管理技术有
 
 用户名+密码+校验码
 第三方认证,如 U 盾
 预存的个性化问题
 生物特征
 
判断题 (1/1 分数)
 人的身份(identity)，用来界定一个人是谁或是什么，具有可识别性、独特性、唯一性。
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 分数)
 由于网络和信息技术的特点，保护数据隐私面临一系列技术和非技术的挑战，下列哪项属于所面临的挑战?
 
 可信性与可靠性
 快速扩散性与放大器效应
 挖掘技术与关联发现
 身份盗窃与冒用
 
多选题 (1/1 分数)
 大数据时代，收集个人数据包括哪些手段?
 
 开放API
 Web应用
 黑客攻击
 交易（公开或秘密）
 
判断题 (1/1 分数)
 隐私权指自然人享有的私人生活安宁与私人信息依法受保护，不被非法侵扰、知悉、搜集、利用和公开的一种人格权.
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 分数)
 要为大数据创新应用提供高质量的数据基础，必须坚持尊重、公平交易、诚信这三个价值判断原则，谨慎对待各方数据权利
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 分数)
 个人信息是指与特定个人相关联的、反映个体特征的具有可识别性的符号系统,包括个人身份、工作、家庭、财产、健康等各方面的信息
 
 正确
 错误
 
多选题 (1/1 分数)
 脱胎于“家国天下”传统社会伦理的中华价值观，表现出了哪些特色
 
 责任先于自由
 义务先于权利
 群体高于个人
 和谐高于冲突
 
单选题 (1/1 分数)
 数据伦理责任是具有普遍意义的伦理责任在大数据时代的具体化，那么，下列哪项不属于大数据伦理责任的特点？
 
 自律性
 强制性
 广泛性
 实践性
 
判断题 (1/1 分数)
 大数据创新科技人员的伦理责任主要表现在尊重个人自由、 强化技术保护、严格操作规程、加强行业自律、承担社会责任这五个方面
 
 正确
 错误
 
多选题 (1满分)
 
 人际关系虚拟化
 正当的网络行为
 平等与公正、知识产权争议
 全球化信息交互与治理困境
 
第十章习题（下）
 
下一个
 单选题 (1/1 point)
 环境工程是人类为减少工业化生产过程和人类生活过程对环境的影响进行（）的工程手段。
 
 政策治理
 经济治理
 社会治理
 污染治理
 
单选题 (1/1 point)
 环境问题主要是指由于人类经济和社会活动引起的环境破坏，实质是经济发展与环境保护的冲突，是（）关系的失调。
 
 经济与社会
 自然与社会
 人与自然
 人与社会
 
判断题 (1/1 point)
 任何物质的创造都会使用资源、消耗资源，在消耗资源的过程中必然会有废弃物的排放。（）
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 由于环境工程师的工作直接涉及环境保护，相对其他工程师及非环境工作者来说，环境工程师应该负有更加特殊和更加重要的环境伦理责任。
 
 正确
 错误
 
文字填空题 (1/1 point)
 环境正义的实现应该以（）为本位，所有公民（不包括后代人和自然体）对大自然都负有环境保护的责任和义务。(四个字)
 答案：环境义务
 
单选题 (1/1 point)
 现代工业生产活动是人、机器与环境共同存在、相互影响的系统，（）保证了系统的可靠。
 
 制度管理
 安全生产
 科学技术
 应急防范
 
单选题 (1/1 point)
 公共安全问题主要发生在公共工程运营中，是由于其（）给非工程直接利益相关的社会公众带来的安全问题。
 
 社会性
 特殊性
 风险性
 公共性
 
多选题 (1满分)
 工程师作为工程设计的主要承担者和执行者，下列哪些工程阶段会面临遵守职业规范和服从雇主命令之间的冲突。
 
 工程设计阶段
 工程保养阶段
 工程建造和生产阶段
 工程维护阶段
 
判断题 (1满分)
 在企业发生的工伤事故中，70%左右的事故在不同程度上与人的失误有关，而出现这些问题的最根本的原因是环境保护意识薄弱。（）
 
 正确
 错误
 
PS: 实在不懂工伤事故的根本原因为什么是环境保护意识薄弱，找不到逻辑在哪？要么就是答案错了……
 
判断题 (1/1 point)
 所有对社会有价值的存在形式都应得到尊重和保护，每个个体都会对环境产生影响并应承担相应的责任。
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 企业应保持寻求自身发展与社会经济可持续发展目标的一致性，把（）纳入生产成本中。
 
 工程代价
 经济代价
 社会代价
 环境代价
 
单选题 (1/1 point)
 环境工程的社会责任是在（）的同时,不阻碍或促进经济的健康发展，以及保护其他社会利益。
 
 企业管理
 保护环境
 工程建设
 社会生产
 
多选题 (1/1 point)
 环境问题涉及哪些利益相互协调的问题？（）
 
 社会公共利益
 政治利益
 生态利益
 经济利益
 
判断题 (1/1 point)
 环境工程师可以通过环保工程改善环境，也可能因为采用的技术或实施过程的不合理而破坏环境。（）
 
 正确
 错误
 
单选题 (1/1 point)
 现代工程需要广阔的基础知识，因此要求环境工程师必须具备自然科学知识、社会科学知识等基础知识和较高的（）。
 
 环保意识
 职业精神
 专业知识
 科学态度
 
单选题 (1/1 point)
 环境工程作为调节人与人、人与社会之间关于（）利益关系的工程，其基本原则就是生态整体利益和长远利益高于一切。
 
 社会发展
 生态环境
 经济增长
 工程管理
 
多选题 (1/1 point)
 下列哪些行为属于不诚实的表现形式？（）
 
 篡改数据
 伪造数据
 修饰拼凑
 抄袭剽窃
 
判断题 (1满分)
 作为环境保护技术的主体，尽管环境工程师可以通过各种环保工程建设来影响人类社会，但宣传环保知识不属于环境工程师应该承担的责任。（）
 
 正确
 错误
 
判断题 (1/1 point)
 有意不传达听众所合理期望的不被省略的信息，是工程师的不诚实行为。（）
 
 正确
 错误
 
最后恭喜大家完成工程伦理慕课的学习！！！

 信源：产生消息或消息序列的来源。
 信宿：消息传送的终点(人或机器)。
 信道：信号由发送端传输到接收端的媒介。
 
通信系统理论模型
 
 
如何提高信息系统的可靠性、有效性、保密性、认证性
 
 
 
信息论是将通信技术、概率论、随机过程、数理统计等学科相结合逐步发展而形成的一门新兴科学。
 
 
奠基人：美国数学家香农 (C. E. Shannon)，1948年发表了著名的论文 “通信的数学理论” ，为信息论奠定了理论基础。
 
 
半个世纪以来，以通信理论为核心的经典信息论，以“信息技术”为物化手段向高精尖方向发展，神奇般的把人类推向信息时代，已经超越了狭义的通信工程的范畴，进入了信息科学这一更广阔、更新兴的领域。
 
 
在香农信息论的指导下，人们在信源编码和信道编码两个领域进行了卓有成效的研究，在提高通信系统信息传输的有效性和可靠性上取得了丰硕成果。
 
 
作为科学术语，最早是哈特莱(R. V. Hartley)在1928年发表的《信息传输》一文中提出：“发信者所发出的信息，就是他在通信符号表中选择符号的具体方式”。定义不涉及到信息的价值和具体内容，只考虑选择的方式，但没有考虑各种可能选择方法的统计特性。
 1948年，维纳 (N. Wiener)首次将信息与物质、能量相提并论。信息就是信息，不是物质也不是能量。将“信息”上升到“最基本概念”的位置。
 从维纳的观点，物质、能量和信息是相互有区别的，是人类社会赖以生存、发展的三大基础：世界由物质组成，能量是一切物质运动的动力，信息是人类了解自然及人类社会的凭据。
 
 
信息的一般概念
 
信息是信息论中最基本、最重要的概念，既抽象又复杂。而在日常生活中，信息常常被认为是“消息”、“知识”、“情报”等。
 
“信息”不同于情报
 
情报是人们对于某个特定对象所见、所闻、所理解而产生的知识，其含义比“信息”窄的多。情报 (intelligence) 与信息(information) 有着严格的区别，情报是指经过慎密分析得到的特殊的信息，可作为决策的依据，它只是一类特定的信息，不是信息的全体。
 
“信息”不同于知识
 
知识是人们根据需要，从自然界收集得来的数据中提取得到的有价值的信息，它们是对客观事物规律性的概括，是一种具有普遍性和概括性的高层次的信息。
 
信息的一般概念
 
区分消息、信号、信息
 
消息
 

 
 
 
信号
 

 
 
信息
 
 
信息、消息和信号
 
消息是信息的载体，不同的消息可以包含相同的信息。同一信息，可以采用不同的消息形式(比如文字、语言、图象等)来载荷。例如球赛进展情况可用电视图像、广播语言、报纸文字等不同消息来表述。
信号携带着消息，它是消息的运载工具。同一信号形式，比如“0”与“1”，可以表达不同形式的信息，如无与有、断与通、低与高(电平)等等。
信息是由具体的物理信号、数学描述的消息的内涵。可理解为消息中包含的有意义的内容。
 
信息量化
 

 
 
 
香农信息定义：
 
信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。
 
分析
 
通信的过程是传输消息，消息的传递过程具有不确定性：
 收信者在收到消息之前，并不知道消息的具体内容；
 收信者在收到消息之后，由于干扰的存在，并不一定能确定所收到的消息是否正确与可靠。
 
通信过程是一种消除上述不确定性的过程。
 
原先的不确定性全部被消除了，就获得了全部的信息；若原先的不确定性没有任何消除，就没有获得任何信息。
 
如果不确定性的大小能够度量，那么信息也是可以测度的。
 

 概率越小——不确定性越大——信息量大
 
通信系统的模型——信息论的研究对象
 
各种通信系统的本质都是信息传输系统。将他们具有共同特性的部分抽取出来，概括成一个统一的理论模型，通常称为通信系统模型。
通信系统模型正是信息论的研究对象。通过对系统中消息的传输和处理来研究信息传输和处理过程的共同规律，以提高信息传输的可靠性、有效性、保密性和认证性。
 
编码器
 
把消息变换成信号
 
信源编码器
 
将信源的输出进行适当的变换，以提高信息传输的有效性。
 
信道编码器
 
对信源编码器的输出进行变换，用增加冗余度的方法提高信道的抗干扰能力，以提高信息传输的可靠性。
 
信道
 
信号由发送端传输到接收端的媒介。典型的传输信道有明线、电缆、高频无线信道、微波通道和光纤通道等；典型的存储媒介有磁芯、磁鼓、磁盘、磁带等。
 
干扰源
 
对传输信道或存储媒介构成干扰的来源的总称。干扰或噪声往往具有随机性，所以信道的特征也可以用概率空间来描述；而噪声源的统计特性又是划分信道的依据。
 
加性干扰：它是由外界原因产生的随机干扰，它与信道中传送的信号的统计特性无关，因而信道的输出是输入和干扰的叠加；
 
乘性干扰：信道的输出信号可看成输入信号和一个时变参量相乘的结果。
 
 
调制器
 
将信道编码器输出的数字序列变换为振幅、频率或相位受到调制控制的形式，以适合在信道中进行较长距离的传输。
 
解调器
 
从载波中提取信号，是调制的逆过程。
 
信道译码器
 
利用信道编码时所提供的冗余度，检查或纠正数字序列中的错误。
 
信源译码器
 
把经过信道译码器核对过的信息序列转换成适合接收者接收的信息形式。转换过程与信源编码方式相关。
 
通信的结果
 
通信的结果是消除或部分消除传递过程中的不确定性，从而获得准确的信息。
 
数学期望
 
在概率论和统计学中，数学期望(mean)(或均值，亦简称期望)是试验中每次可能结果的概率乘以其结果的总和，是最基本的数学特征之一。它反映随机变量平均取值的大小。
 
 E[码元]=1×1/2 +2×1/4 +3×1/8×2=1+3/4
 
信息论研究目的
 
找到信息传输过程的共同规律，提高信息传输的可靠性、有效性、保密性和认证性，以达到信息传输系统的最优化。
 
可靠性
 
使信源发出的消息经过信道传输以后，尽可能准确地、不失真地再现于接收端。
 
有效性
 
用尽可能短的时间和尽可能少的设备来传送一定数量的信息。
 
保密性
 
隐蔽和保护通信系统中传送的消息，使它只能被授权接收者获取，而不能被未授权者接收和理解。
 
认证性
 
接收者能正确判断所接收的消息的正确性，验证消息的完整性，而不是伪造的和被窜改的。
 
研究内容
 
狭义信息论
 
(经典信息论)：主要研究信息的测度、信道容量、信源编码和信道编码等问题。这部分内容是信息论的基础理论，又称为香农信息论。
 
一般信息论
 
(工程信息论)： 主要研究信息传输和处理问题，除了香农理论外，还包括编码理论、噪声理论、信号滤波和预测、统计检测和估计理论、调制理论、信息处理理论、保密理论等。
 
广义信息论
 
是现代信息科学理论，它是一门新兴的综合性学科，不仅包括上述两方面的内容，而且包括所有与信息有关的领域，如模式识别、计算机翻译、心理学、遗传学、生物学、神经生理学、语言学、语义学等，甚至包括了社会、人文、经济等学科中有关信息的问题。
 
本课程主要研究香农信息理论。
 
信息的度量(测度)
 
样本空间、概率空间 、先验概率 、后验概率 、自信息 、互信息等。
 
样本空间
 
某事物所有可能选择的消息的集合(即该事物所有可能出现的不同状态)构成该事物的样本空间。每个可能选择的消息(或称一个事件)是这个空间的一个元素。
 
概率测度
 
对于一个离散的消息空间，为其中每一个可能选择的消息指定一个概率，构成这个样本空间的一个概率测度。
 
概率空间
 
一个样本空间和它的概率测度称为一个概率空间。
 一个样本空间 X={a1, a2, …, aq} 和它的概率测度P(X)={P(a1), P(a2), …, P(aq)}统称为一个概率空间，可用 [X, P] 来表示：
 
 
先验概率
 
选择符号 ai 作为消息的概率 P(ai) 称为先验概率。
 
后验概率
 
接收端收到的消息(符号)为 bj ，而发送端发的是 ai 的概率 P(ai | bj) 称为后验概率。后验概率反映了在接收端收到的消息(符号)为 bj 后，对于发送端发送的是 ai ，尚存在不确定性。类似地，这种不确定性描述为：
 
 
自信息
 
在接收端，选择 ai 作为消息(猜测事件 ai 发生)的不确定性(与 ai 作为消息的先验概率成反比)，表示为 ：
 
 称为 ai 的自信息。自信息描述了 ai 本身携带的信息量，与接收端无关。
 
互信息
 
收信者收到消息(符号) bj 后，将事件 ai 先验的不确定性(自信息)减去尚存在的不确定性定义为互信息：
 
 互信息被认为是此时收信者获得的信息量。
 
离散信源及信息熵
 

 
 
离散信源
 

 信源输出的消息用随机矢量描述
 信源输出的消息用随机过程描述
 

 
 
 
 
数学表示
 
P(x,y)= P(x) P(y|x)
 
 数学表示：
 P(x,y)= P(x) P(y|x)
 联合概率 条件概率：在x的前提下，y的概率。
 
无记忆
 
P(x,y)=P(x) P(y)
 若记忆长度为m+1,则称这种有记忆信源为m阶马尔可夫信源。
 
 
 
 
自信息、自信息量
 
自信息量的度量方法
 
消息ai 发生所含有的信息量称为消息ai 的自信息量。
 
 
 
 
 
 
 
 
 自信息量相减——确定的部分——获得的信息量
 
不确定度 、自信息量，具有相同的量纲
 
获得的信息量=之前—之后的不确定度
 
 假设一条电线上串联8个灯泡，这8个灯泡损坏的可能性是等概率的，现假设这8个灯泡有一个且只有1个已经损坏，让我们检查判断哪一个灯泡损坏并分析信息获取的过程。
 
 用万用表进行检查判断（二分法）
 
 第一次获得的信息量
 
 第二次获得的信息量
 
 第三次获得的信息量
 
 
结论
 
收到某消息获得的信息量
 =不确定性减少的量
 =(收到消息前某事件发生的不确定性)
 -(收到消息后关于该事件的不确定性)
 
自信息是指某一消息所含有的信息量，消息不同，所含有的信息量也不同，不能用它作为整个信源的信息测度。
 
几种概率
 

 
 
 
 
贝叶斯公式
 

 
 
 
互信息量
 
 
收到yi，获得xi的信息量是多少？
 

 
 
互信息量的性质
 
对称性
 
 
值域为实数
 

 
 
 
不大于其中任一事件的自信息量
 
 
信息熵
 

 单位：比特/符号。(底数不同，单位不同)
 信源的信息熵H考虑的是整个信源的统计特性。它是从平均意义上来表征信源的总体信息测度。
 
对于某特定的信源(概率空间给定)，其信息熵是个确定的数值。
 不同的信源因统计特性不同，其熵也不同。
 
 
信源熵的物理意义
 
信源熵H(X)表示信源输出后，每个消息(或符号)所提供的平均信息量。
信源熵H(X)表示信源输出前，信源的平均不确定性。
信源熵H(X)反映了变量X的随机性。
 
 
 
重要公式
 

 
 
联合自信息量
 

 
 
条件自信息量
 

 
 
 
 
 
信息熵
 
信源发出的消息可能有很多个，每个消息的自信息不一样，因此，我们对整个信源进行度量的时候，需要进行统计平均。这个统计平均的过程，也就是求离散消息自信息量的数学期望，——信源的平均自信息量，也就是信息熵
 
 单位：比特/符号。(底数不同，单位不同)
 
信源的信息熵H考虑的是整个信源的统计特性。它是从平均意义上来表征信源的总体信息测度。
 
考虑的不是单个符号，而是信源的整体测度，是表示该信源每输出一个符号，平均给出多少信息量，不考虑具体输出哪个符号。
 
信源平均每个符号或者每个消息含有多少信息量。
 
 
联合熵
 
定义：联合离散符号集XY上的每个元素对 xiyj的联合自信息量的数学期望，用H(XY)表示。
 
两个随机变量X和Y既可以表示两个单符号离散信源的输出，也可以表示一个离散信源输出的两个符号，还可以表示信道输入和信道输出（信源、信宿）。
 

 
 意义：表示联合离散符号集XY上的每个元素对平均提供的信息量或平均不确定性，单位为比特/符号对。
 
信源熵（信源的平均自信息量）：信源每个消息(或符号)所提供的平均信息量，或者信源的平均不确定性(度)。
 
 
条件熵
 
 
条件熵 H(X|Y)、H(Y|X)
 

 
 （1） 事件和集合的条件熵（先对X取平均）
 
 推导：
 
 2） 集合和集合的条件熵（再对Y取平均）
 
 
 
 
 
 两个随机变量X和Y既可以表示两个单符号离散信源的输出，也可以表示一个离散信源输出的两个符号，还可以表示信道输入和信道输出（信源、信宿）。
 
物理意义
 
在Y已知条件下，符号X提供的平均信息量；
 在Y已知条件下，仍然对X存在的平均不确定性；
 信宿Y平均每收到一个消息，对信源X的平均不确定度(由传输失真造成)。
 信道提供的平均信息量
 
各类熵之间的关系
 
1. 条件熵不大于无条件熵
 

 已知Y时X的不确定性应小于或等于对于Y一无所知时X的不确定性。
 
如果X和Y有关联性，从Y得到了一些关于X的信息，从而使X的不确定性降低；
 
如果X和Y相互独立，则等号成立。
 
 
2. 可加性
 

 
 
 
 
 
 联合熵永远小于或等于信源熵+信宿熵， X和Y相互独立时相等。
 
 
平均互信息量的三个表达式：
 

 
 
转移概率
 
一般通信模型：
 
 由于信道中存在噪声干扰，因此符号在传输中会产生错误，这种信道干扰对传输信号的影响可用条件概率来描述。这个条件概率就集中体现了信道对符号的传递作用。
 （信道的）转移概率（m×n个）：
 
 P(xi)概率分布 反映信源的特性
 转移概率分布反映信道的特性
 为方便记录，用转移矩阵表示一般信道的转移概率:
 （信道的）转移概率：
 
 
 
 
 
 1. 已知信源概率和转移概率
 2. 已知联合概率
 

 从Y中获得的关于X的信息量，与从X中获得的关于Y的信息量，二者是相等的。
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
上凸性表明：
 
当固定某信道时，选择不同概率分布的信源与信道连接，在信道输出端接收到每个符号后，获得的信息量是信源概率分布的上凸函数。
 
转移概率固定，即p(yj|xi)固定
 即：有一个信源分布，就对应一个平均互信息量
 
因此，
 平均信息量存在极大值。
 对于每一个固定信道，一定存在某种概率分布的信源，使得输出端获得的平均信息量最大！
 也就是说，对于固定的信道，在传输信息时信道能否提供其最大的传输能力，取决于信源的概率分布。
 
N重扩展信源 （第二章 ）
 
离散无记忆信源
 离散有记忆信源
 
离散信源的信源编码（第五章 ）
 
信息传输速率、编码效率、单义可译定理
 
一、 发出单符号消息的离散无记忆信源
 

                                                         
 
 
二、离散无记忆信源的扩展信源
 
1、二次(重)扩展信源
 

 
 
 
 
 
2、三次扩展信源
 

 
 
 
 
3、N 次扩展信源
 
 
4、任意 n 进制离散无记忆信源的N次扩展信源
 
 
二次(重)扩展信源的熵 （无记忆）
 

 
 
N次(重)扩展信源的熵 （前提：无记忆）
 

 
 
三、离散有记忆信源的扩展信源
 

 
 
 
 
 或：
 
 
 
 
 
 
 
第三章 离散信源的信源编码（无失真信源编码）
 
通信的实质是信息的传输。 高效率、高质量地传送信息却又是信息传输的基本问题！ 这就需要解决两个问题：
 
第一，在不失真或允许一定失真的条件下，如何用尽可能少的符号来传送信源信息；
 
第二，在信道受干扰的情况下，如何增加信号的抗干扰能力，同时又使得信息传输率最大。
 
为了解决这两个问题，就要引入信源编码和信道编码。
 信源编码的主要任务就是减少冗余，提高编码效率。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 单义可译定理
 
平均码长界定定理
 
无失真信源编码定理（香农第一定理）
 
编码：霍夫曼编码、费诺编码
 
如果在接收端收到一个完整的码字后，就能立即进行译码，这样的码叫做即时码；
 而在接收端收到一个完整的码字后，还需等下一个码字接收后才能判断是否可以译码，这样的码叫做非即时码。
 

 
 
 
 
 
 单义可译？ 即时码？
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
编码：霍夫曼编码、费诺编码
 

 
 概率接近，码长应该接近；
 基本符合概率小，码长长。
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 霍夫曼编码得到的码并非唯一。