時(shí)間：2022-03-14 19:00:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇統(tǒng)計(jì)與信息論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
在電子專業(yè)碩士研究生教學(xué)中，信息論課程是必修基礎(chǔ)理論課程，但由于其與數(shù)學(xué)聯(lián)系密切、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和效率低下。為促進(jìn)學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容，筆者從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與考核方式三方面進(jìn)行一系列教學(xué)探索，提出“三個(gè)強(qiáng)化、三個(gè)聯(lián)系、三個(gè)引入”的改革措施。實(shí)踐結(jié)果表明，這些措施有效地改善了課程教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、知識(shí)掌握程度和應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
關(guān)鍵詞：
信息論；研究生教學(xué)；教學(xué)改革
《信息論》是本校電子科學(xué)與工程學(xué)院電路與系統(tǒng)專業(yè)碩士研究生（學(xué)術(shù)型）的專業(yè)必修理論課程，也是一般高等院校通信與信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)等一級學(xué)科下相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生的主修專業(yè)課程[1-5]。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有關(guān)信息論的基本理論以及編碼的理論、實(shí)現(xiàn)原理和具體應(yīng)用。雖然人們在本科生的《信息論》教學(xué)改革方面做了一定的工作[6-9]，但其改革內(nèi)容不符合電路與系統(tǒng)學(xué)科特點(diǎn)，更不符合研究生教學(xué)需要。筆者結(jié)合本學(xué)院學(xué)生基礎(chǔ)、學(xué)校政策及本人近年來的教學(xué)實(shí)踐，在學(xué)校研究生教學(xué)改革項(xiàng)目支持下，開展了本門課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。
一、課程特點(diǎn)
1.需要堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。該課程存在大量的公式推導(dǎo)與證明，與概率論、隨機(jī)過程、近世代數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)密切相關(guān)。若無扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)生無法看懂推導(dǎo)過程，更無法從根本上理解信息論的數(shù)學(xué)意義及物理含義。
2.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。由于電子專業(yè)碩士研究生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)僅限于本科生學(xué)過的概率論與隨機(jī)過程，對近世代數(shù)的了解幾乎為零。學(xué)生面對繁雜、抽象的理論問題時(shí)，無法宏觀地理解和把握，致使學(xué)生無法提高學(xué)習(xí)興趣。
3.課程聯(lián)系實(shí)際困難。課程抽象概念多、定理證明多，與實(shí)際應(yīng)用有一定距離，且與其他課程聯(lián)系較少。多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中覺得內(nèi)容枯燥、難度大，而且與將來就業(yè)方向聯(lián)系較少。鑒于以上問題，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生更好地掌握本門課程，筆者從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與考核方式三方面入手，提出了教學(xué)改革的相應(yīng)措施。
二、教學(xué)內(nèi)容改革———三個(gè)強(qiáng)化
1.強(qiáng)化離散信息論的基礎(chǔ)作用。信息論的主要內(nèi)容是信源概念、信息度量方式及三個(gè)香農(nóng)基本定理，相應(yīng)的內(nèi)容又分別面向連續(xù)信源與離散信源。二者的區(qū)別在于，連續(xù)信源/信道及相應(yīng)的定理一般需要結(jié)合隨機(jī)過程知識(shí)來學(xué)習(xí)，而離散信源/信道及相應(yīng)的定理是建立在概率論、線性代數(shù)的基礎(chǔ)上。從推導(dǎo)過程和公式形式來看，二者具有內(nèi)在的統(tǒng)一性。這可從連續(xù)信源信息熵的推導(dǎo)過程看出：將連續(xù)信源進(jìn)行離散化，變?yōu)殡x散信源后再利用離散信源信息熵的求解公式并求解極限得到。因此筆者重點(diǎn)強(qiáng)化了對離散信源、離散信道及其容量、無失真信源編碼定理、無失真的信源編碼的內(nèi)容。這對學(xué)生進(jìn)一步掌握連續(xù)信源、信道及相關(guān)問題奠定了基礎(chǔ)。
2.強(qiáng)化信息論的現(xiàn)實(shí)物理意義。筆者從課程本源出發(fā)，讓學(xué)生理解公式或定理蘊(yùn)含的深刻物理含義，使理論結(jié)果可視化，概念直觀化。例如，在講解離散信源的極值性定理時(shí)，可提煉出如下物理含義：第一層含義是，當(dāng)信源各取值的概率相等時(shí)，人們對信源取何值的不確定性最大，由于各信源服從等概率分布，信源的平均不確定性即為各事件的不確定性，因此信息熵也越大；第二層含義是，對于具有不同數(shù)量事件的兩個(gè)信源，若二者同時(shí)滿足等概率分布，則預(yù)測數(shù)量較多事件的信源的難度較大，因此該信源的信息熵也較大。
3.強(qiáng)化教學(xué)案例的實(shí)用性。在本次教學(xué)改革中，共自創(chuàng)或搜集教學(xué)案例11例，每個(gè)教學(xué)案例都與教材內(nèi)容有關(guān)，將晦澀難懂的理論內(nèi)容變?yōu)轷r活的例子，讓學(xué)生去感受和體會(huì)案例中蘊(yùn)含的問題，從而為更好地理解教學(xué)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。以引入的六個(gè)視頻教學(xué)案例為例，該案例以美國國家航天局發(fā)射的新火星探測器為背景，講解了信息如何傳播、如何加密等問題。通過這部分教學(xué)案例的學(xué)習(xí)，學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到了信息論的價(jià)值與實(shí)踐意義。
三、教學(xué)方法改革———三個(gè)聯(lián)系
1.聯(lián)系計(jì)算機(jī)仿真。筆者鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用MATLAB中SIMULINK工具設(shè)計(jì)具體的通信系統(tǒng)模型，如基于開關(guān)鍵控或正交頻分復(fù)用的射頻通信系統(tǒng)。讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，更加深刻地體會(huì)信息的傳遞過程，了解信源、信宿、信道的構(gòu)成，學(xué)習(xí)信源編碼、信道編碼、加密、信道譯碼、信源譯碼等信息處理過程，加強(qiáng)學(xué)生對信道容量、信息傳輸速率、誤碼率等概念的把握。筆者督促學(xué)生將上述問題作為課程設(shè)計(jì)的作業(yè)，使其結(jié)合信息論所學(xué)的知識(shí)，提煉出相關(guān)問題、建立模型，加以認(rèn)真分析解決；再將提煉問題和解決問題的過程以及結(jié)論進(jìn)行匯總，撰寫成研究報(bào)告。這既鞏固了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，又鍛煉了學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模和仿真的能力。
2.聯(lián)系工程實(shí)際。由于研究生日常的工作大多在實(shí)驗(yàn)室從事工程項(xiàng)目的研究或開發(fā)工作，若能將這些工作與信息論知識(shí)聯(lián)系到一起，無論對信息論的學(xué)習(xí)還是科研都將起到促進(jìn)作用。筆者首先開展了調(diào)查研究工作，統(tǒng)計(jì)了各個(gè)學(xué)生從事科研項(xiàng)目的情況，然后讓學(xué)生結(jié)合課程知識(shí)，從信息獲取、處理、傳輸、存儲(chǔ)的角度去解釋。例如，在講述信息不增性原理時(shí)，筆者結(jié)合溫度傳感器的設(shè)計(jì)問題：將大氣環(huán)境溫度看成連續(xù)信源，將傳感器系統(tǒng)看作信道，將顯示終端看作信宿。因此，設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的關(guān)鍵問題———如何設(shè)計(jì)傳感器才能最大化地得到信息而不丟失信息？學(xué)生帶著這個(gè)問題去思考，就可以真正地體會(huì)傳感器中信息傳遞過程。
3.聯(lián)系科學(xué)前沿。為鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，筆者嘗試將科學(xué)前沿技術(shù)引入信息論課程，例如，室內(nèi)、外可見光通信技術(shù)。筆者結(jié)合自己近年來從事可見光通信研究的經(jīng)歷，向?qū)W生講授了可見光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制、實(shí)驗(yàn)測試等一系列過程；然后結(jié)合信息論課程所學(xué)的知識(shí)，將其與研制的可見光通信系統(tǒng)聯(lián)系在一起。筆者也鼓勵(lì)學(xué)生探索與信息論相關(guān)的科學(xué)前沿問題，開展課堂討論與課下交流。讓學(xué)生查詢保密學(xué)、光學(xué)信息論等方面的文獻(xiàn)，詳細(xì)閱讀并做總結(jié)。然后，切實(shí)提出自己的想法，再予以驗(yàn)證，從而將學(xué)生所學(xué)知識(shí)真正地和科學(xué)前沿結(jié)合在一起。
四、考核方式改革———三個(gè)引入
該課程原來采取任課教師命題、紙質(zhì)考試方式。其弊端在于，教師命題規(guī)律和出題形式規(guī)定，學(xué)生只要做一遍往年考試題目，就可得到較高的分?jǐn)?shù)。雖然這種考核形式能在一定程度上反映出學(xué)生的知識(shí)水平，但卻無法體現(xiàn)其學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐能力。為此，筆者在考核方式上做了三個(gè)引入的變化。
1.引入隨堂能力測驗(yàn)。隨堂能力測驗(yàn)是考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)信息論知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力。由于采取隨堂考試形式，因此，對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率和前期積累提出了較高的要求。例如，在學(xué)習(xí)香農(nóng)公式時(shí)，筆者考查了學(xué)生運(yùn)用香農(nóng)公式計(jì)算射頻通信所需帶寬的問題；在學(xué)習(xí)無失真的信源編碼時(shí)，筆者考查了應(yīng)用霍夫曼編碼對離散信源進(jìn)行編碼的能力。該測驗(yàn)在總成績中占10%的比例，從而激勵(lì)學(xué)生很好地利用課堂來學(xué)習(xí)知識(shí)。
2.引入學(xué)術(shù)論文加分。提升學(xué)術(shù)水平是研究生教學(xué)的任務(wù)之一。筆者針對信息論教學(xué)中每章的重點(diǎn)問題，均設(shè)置開放性的論題供學(xué)生選擇，讓其查閱文獻(xiàn)、資料，進(jìn)行認(rèn)真的設(shè)計(jì)、理論推導(dǎo)、計(jì)算機(jī)仿真、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，并將其總結(jié)成文，然后以學(xué)術(shù)論文的形式提交。筆者根據(jù)學(xué)生在文中闡述的觀點(diǎn)、論證的嚴(yán)密性、結(jié)論的正確性與普遍性等方面予以考核。學(xué)術(shù)論文在總成績中占20%的比例，是本次教學(xué)改革的重點(diǎn)。
3.引入上機(jī)考試。往年的信息論期末考試中，題目是由任課老師自行擬定。由于種種原因，考試題目重復(fù)率高、知識(shí)點(diǎn)考查單一，這給學(xué)生突擊考試并取得好成績提供了可能。為此，筆者將期末教師出題測試改為上機(jī)隨機(jī)抽題考試。筆者建立了試題庫，題型包括：客觀題（選擇、判斷）、主觀題（概念、簡答、計(jì)算、綜合）。在本校計(jì)算機(jī)學(xué)院協(xié)助下，建成了信息論上機(jī)考試系統(tǒng)，學(xué)生登陸系統(tǒng)后，按照教師設(shè)定的題目數(shù)量和難度，隨機(jī)抽取試題。上機(jī)考試的在總成績中占據(jù)70%的比例，也是這次教學(xué)改革的重點(diǎn)。該考核方式經(jīng)試運(yùn)行后，效果良好。
五、結(jié)語
筆者根據(jù)電路與系統(tǒng)專業(yè)信息論課程的特點(diǎn)以及目前教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式三個(gè)方面提出了相應(yīng)的改革措施。通過本次的教學(xué)實(shí)踐證明，采取的這些措施有效地改善了課程教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、知識(shí)掌握程度和應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳運(yùn).信息論與編碼[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.
[2]葉中行.信息論基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2002.
[3]李梅.信息論基礎(chǔ)教程（2版）[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2003.
[4]曹雪虹.信息論與編碼[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.
[5]吳偉陵.信息處理與編碼[M].北京：人民郵電出版社，2005.
[6]李迎春，等《.信息論與編碼》教學(xué)改革探討[J].科技信息，2010，（20）：18-20.
[7]鄧家先.信息論與編碼課程教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（2）：111-114.
[8]高宏峰，彭勃.信息論基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探究[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，29（2）：160-161.
[關(guān)鍵詞]信息論與編碼；云計(jì)算；SPOC；教學(xué)理念
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）05-0017-03
信息論與編碼課程[1]是我校信息與通信工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是一門運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)工具來研究各類通信系統(tǒng)的一般規(guī)律以及通信系統(tǒng)各組成部分統(tǒng)計(jì)特性的綜合性強(qiáng)、涉及學(xué)科廣泛的課程。
信息論是現(xiàn)代信息科學(xué)的重要組成部分，是現(xiàn)代通信、信息技術(shù)飛速發(fā)展的理論支撐。信息論與編碼課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。課程涉及積分運(yùn)算，矩陣運(yùn)算，群、域、環(huán)的概念和理論，數(shù)值分析的理論，計(jì)算機(jī)迭代算法，香農(nóng)三大定理的證明等，幾乎涵蓋了理工科學(xué)生所學(xué)的全部數(shù)學(xué)知識(shí)。同時(shí)課程中很多概念非常抽象，比如信息、自信息量、平均互信息等，為教學(xué)帶來了很大困難。教學(xué)過程中學(xué)生普遍反映公式定理繁雜、枯燥、難懂，內(nèi)容、概念抽象，難于理解，學(xué)習(xí)興趣不高，因而教學(xué)往往達(dá)不到預(yù)期的效果。
近年來，大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程，即MOOC（massive open online courses）的興起突破了傳統(tǒng)課程時(shí)間、空間的限制。同時(shí)，隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟，依托互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)生隨時(shí)隨地就可學(xué)習(xí)到國內(nèi)外著名高校課程。然而，目前網(wǎng)絡(luò)開放課程的應(yīng)用仍然存在一些問題，比如學(xué)習(xí)者間缺乏交流協(xié)作，由于參與者眾多，導(dǎo)致師生互動(dòng)不足、教學(xué)效果考察手段欠缺，傳統(tǒng)平臺(tái)缺乏靈活性，都阻礙了網(wǎng)絡(luò)開放課程的廣泛應(yīng)用，造成了許多優(yōu)質(zhì)教育資源的閑置與浪費(fèi)。
本教學(xué)小組嘗試將基于“云計(jì)算輔助教學(xué)”（ Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI）的SPOC（Small Pri？鄄vate Online Course小規(guī)模限制性在線課程）教學(xué)模式引入信息論與編碼課程教學(xué)中，積極探索并設(shè)計(jì)出新的有利于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提升其創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力的全新教學(xué)模式，以提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)信息論與編碼課程教學(xué)管理信息化、資源建設(shè)動(dòng)態(tài)化、師生交流常態(tài)化、學(xué)生學(xué)習(xí)終身化的可能，使學(xué)習(xí)無處不在、無時(shí)不在。
一、CCAI和SPOC簡介
（一）云計(jì)算輔助教學(xué)
美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）[2][3]定義云計(jì)算是“一種提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問， 進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池，這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互的模型”。
CCAI[4]是目前較為前沿的信息化教育技術(shù)，是指學(xué)校和教師利用云計(jì)算支持的教育“云服務(wù)”，構(gòu)建個(gè)性化教學(xué)的信息化環(huán)境，支持教師的有效教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生思維能力和群體智慧發(fā)展，提高教育質(zhì)量的教學(xué)模式。CCAI的意義，不是簡單的教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變，而是教育理念上的重大變革，其廣泛應(yīng)用必定開創(chuàng)教育的新時(shí)代，加快我國教育信息化的進(jìn)程。
（二）SPOC教學(xué)方法
SPOC即小規(guī)模限制性在線課程[5][6][7][8]（ Small Pri？鄄vate Online Course），是混合學(xué)習(xí)視角下對MOOC 的一種延續(xù)和創(chuàng)新。與MOOC使教師有機(jī)會(huì)服務(wù)于全球不同，SPOC讓教師更多地回歸校園，回歸小型在線課堂，將在線教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)完美結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂[9][10][11][12]與混合教學(xué)。課前，教師是課程資源的學(xué)習(xí)者和整合者，根據(jù)學(xué)生需求整合各種線上和實(shí)體資源。課堂上，教師是指導(dǎo)者，組織學(xué)生分組研討，隨時(shí)為他們提供個(gè)性化指導(dǎo)，共同解決遇到的難題。與傳統(tǒng)課堂相比，SPOC的在線視頻教學(xué)使學(xué)生們的參與度更高，同時(shí)可以激發(fā)教師的教學(xué)熱情和課堂活力。
二、開展基于CCAI的SPOC教學(xué)模式在信息論與編碼課程教學(xué)改革的必要性和意義
信息論與編碼課程是我校電子信息與通信工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有課程內(nèi)容抽象，涉及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)廣泛，公式復(fù)雜、眾多及數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁雜的特點(diǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，使教學(xué)達(dá)不到預(yù)期的效果。
目前，以學(xué)生為主導(dǎo)的個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境成為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)發(fā)展的必然趨勢。[13][14][15][16]CCAI和SPOC的新理念和新方法，可根據(jù)學(xué)生不同學(xué)習(xí)風(fēng)格和水平提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的支持服務(wù)，將促進(jìn)教育信息化的發(fā)展和教育觀念的改變。
基于CCAI的SPOC教學(xué)模式具有以下優(yōu)勢：
（一）學(xué)習(xí)方式不受時(shí)空限制
采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。首先教師將學(xué)習(xí)內(nèi)容、相關(guān)參考資料和教學(xué)視頻等存放在云計(jì)算平臺(tái)中，學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間利用終端訪問所需的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
教師在課外對線上自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，應(yīng)給出本次課的重點(diǎn)和難點(diǎn)、關(guān)鍵問題，為學(xué)生查詢相關(guān)資料提供指導(dǎo)，降低學(xué)生自主學(xué)習(xí)的盲目性，從而提高翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果。
（二）自主學(xué)習(xí)和互動(dòng)學(xué)習(xí)相結(jié)合
在基于CCAI的SPOC教學(xué)模式下，學(xué)生可根據(jù)自己的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況自主選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生可通過虛擬社區(qū)，與教師、同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)交流，解決學(xué)習(xí)中遇到的困難。知識(shí)講解環(huán)節(jié)不再是傳統(tǒng)的灌輸模式，而是針對學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)的盲點(diǎn)或理解不正確的地方進(jìn)行詳細(xì)、重點(diǎn)的講解，自主和互動(dòng)式學(xué)習(xí)將提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性和主動(dòng)性。
（三）提高學(xué)習(xí)興趣
以“教”為中心的教學(xué)，缺乏自主創(chuàng)新意識(shí)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，學(xué)生無法感受學(xué)習(xí)的樂趣以及解決問題的成就感。而以學(xué)生為中心的教學(xué)，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的自主能力和創(chuàng)新能力。將全新的技術(shù)引入教學(xué)中，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)作為。
（四）實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源共享
各級教育機(jī)構(gòu)、高校和教育企業(yè)建設(shè)了大量的教育信息資源，我們正在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教育資源庫向云服務(wù)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。[13]學(xué)生不僅可以使用本校的教學(xué)資源，還可通過云平臺(tái)使用其他高校的資源，從而提高資源的利用率。比如，我校可提供上海交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、國防科技大學(xué)的信息論國家精品課程，MIT 開放課程，Stanford 的信息論課程等。
堅(jiān)持以“培養(yǎng)能力為導(dǎo)向”，以“服務(wù)學(xué)生為核心”的基本原則，課堂教學(xué)模式正從以教師講授為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生自主獲取知識(shí)為主導(dǎo)。每個(gè)學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況選擇有針對性的在線學(xué)習(xí)，以更好地實(shí)現(xiàn)“因材施教”。這正是我們提出基于CCAI的SPOC教學(xué)模式的意義和目的所在。
三、開展基于CCAI的SPOC教學(xué)模式在信息論與編碼課程教學(xué)改革中的基本思路
在CCAI的基礎(chǔ)上采用SPOC教學(xué)方法，首先需要建設(shè)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻資源，其次要設(shè)計(jì)在線運(yùn)行系統(tǒng)和課堂運(yùn)行系統(tǒng)，并設(shè)置配套的考核體系。在對CCAI和SPOC 進(jìn)行深入了解之后， 本教學(xué)小組結(jié)合信息論與編碼這門課程的特點(diǎn)，提出了基于CCAI的SPOC教學(xué)模式在信息論與編碼課程教學(xué)改革的基本思路， 具體闡述如下：
從信息論與編碼課程的內(nèi)容來看，其強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性和實(shí)用性，包括信息論基礎(chǔ)知識(shí)（理論）和香農(nóng)三大定理（實(shí)踐）兩大部分內(nèi)容。SPOC建設(shè)也是圍繞這兩方面展開，如圖1。
（一）基礎(chǔ)知識(shí)――通過基于CCAI的SPOC實(shí)現(xiàn)混合教學(xué)[7]
學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)階段以觀看教學(xué)視頻為主。優(yōu)質(zhì)的視頻教材是激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要因素，通過觀看教學(xué)視頻學(xué)生完成知識(shí)的第一次內(nèi)化。教學(xué)視頻的制作則成為一個(gè)非常重要而且艱巨的任務(wù)。
制作教學(xué)視頻時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：①教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)針對某一個(gè)特定的問題，不宜過于深?yuàn)W。② 時(shí)間長度的安排控制在學(xué)生注意力比較集中的時(shí)間范圍內(nèi)，一般為5-10 分鐘。③ 錄制形式多樣化。④在視頻中融入問題、任務(wù)、作業(yè)等元素，以督促學(xué)生學(xué)習(xí)，確保學(xué)習(xí)質(zhì)量。
以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)顯示，學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握并不理想，這部分內(nèi)容應(yīng)采用“課前預(yù)習(xí)―課堂講授（研討）―課后練習(xí)”方式進(jìn)行教學(xué)。在線教學(xué)視頻提供課前預(yù)習(xí)的知識(shí)要點(diǎn)，結(jié)合小組討論，幫助學(xué)生明確課程的重、難點(diǎn)。由于做了課前預(yù)習(xí)，在課堂講授中，學(xué)生的聽課效率會(huì)明顯提高，開展課堂討論也更為容易。
（二）香農(nóng)三大編碼定理（實(shí)踐）――通過基于CCAI的SPOC實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂[8][9][10][11][12]
在完成基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過SPOC 教學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)起學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我探索的激情。
SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂采用的是線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。在線教學(xué)要起到指引的作用，教師在在線教學(xué)中依據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置具有針對性，能暴露學(xué)生知識(shí)的漏洞，引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思考，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生思考的問題。學(xué)生預(yù)先對教學(xué)核心內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，查閱參考文獻(xiàn)，撰寫閱讀筆記，進(jìn)行初步的小組研討。
在師生互動(dòng)方面，可以在學(xué)習(xí)本課程的學(xué)生中建立一個(gè)討論群，教師討論問題，讓學(xué)生隨時(shí)參與討論。教師可以通過云空間平臺(tái)布置作業(yè)，建立試題庫，試卷，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有作業(yè)和試卷。
在這種模式下，學(xué)生可以隨時(shí)登錄平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可在交流區(qū)進(jìn)行在線討論，教師在線答疑解惑，突破了傳統(tǒng)課程時(shí)間、空間的限制[5][6][7][8]，但這需要學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的自律性和自主學(xué)習(xí)能力才能按時(shí)完成課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。
課堂上教師不再以“講授知識(shí)”為主，而是將更多的時(shí)間與精力用于有針對性地答疑解惑、組織深度研討等。
（三）考核體系設(shè)計(jì)
為了提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到較好的教學(xué)效果，教師需要設(shè)置嚴(yán)格的考核體系。
根據(jù)信息論與編碼課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的考核體系，包括線上考核（教學(xué)視頻的觀看率、習(xí)題完成的正確率、討論交流的發(fā)言率），課堂考核（考勤、課堂提問、小組研討），論文撰寫（閱讀筆記、專業(yè)論文寫作），期末考試（課堂測試、在線測試）等方面。
總之，基于CCAI的SPOC 教學(xué)方法需要充分運(yùn)用云空間技術(shù)建設(shè)豐富的視頻資源，設(shè)置合理可行的課堂內(nèi)外運(yùn)行系統(tǒng)和嚴(yán)格的考核體系。[14][15][16]
四、結(jié)語
以往的教學(xué)實(shí)踐和相關(guān)文獻(xiàn)顯示，信息論與編碼課程的教學(xué)中存在兩個(gè)核心問題：一是課程內(nèi)容抽象枯燥，教學(xué)手段單一，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性；二是現(xiàn)行的考核方式單一，導(dǎo)致學(xué)生在理論知識(shí)掌握與工程實(shí)踐能力上失衡。
針對這些問題，本教學(xué)小組提出基于CCAI的SPOC 教學(xué)模式，并應(yīng)用于信息論與編碼課程教學(xué)中；牢牢把握SPOC教學(xué)的精髓，構(gòu)建自主學(xué)習(xí)和交互學(xué)習(xí)的課堂，堅(jiān)持以“能力為導(dǎo)向”，以“服務(wù)學(xué)生為核心”的基本原則；注重學(xué)生綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，以期最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 傅祖蕓.信息論――基礎(chǔ)理論與應(yīng)用[M].北京：子工業(yè)出版社，2001.
[2] 云計(jì)算定義 [EB/OL].[2012-11-19].http：//baike. baidu. cora/view/1316082. htm.
[3] 美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院――云計(jì)算定義[EB/OL]. [2012-11-13].http：// nist. gov/itl/cloud/index. cfm.
[4] 黎加厚主編.云計(jì)算輔助教學(xué)[M].上海：上海教育出版社，2010.
[5] 康葉欽.在線教育的“后MOOC時(shí)代”――SPOC解析[J].清華大學(xué)教育研究，2014（1）：85-93.
[6] 任鶯.論基于MOOC的“SPOC”教學(xué)新模式――以廣告設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程為例[J].亞太教育，2015（34）：100-101.
[7] 韓萬江，張笑燕，陸天波，孫藝.基于SPOC的混合式教學(xué)模式課程建設(shè)初探――以“軟件項(xiàng)目管理”課程為例[J].工業(yè)和信息化教育，2015（11）：38-42.
[8] 韋昌法，劉惠娜.基于SPOC的“離散數(shù)學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革初探[J].新課程研究（旬刊），2015（5）：39-40.
[9] 鄒景平. 翻轉(zhuǎn)課堂的起源與成功[J].中國遠(yuǎn)程教育，2012（14）：81-82.
[10] 楊剛，楊文正，陳立.十大“翻轉(zhuǎn)課堂”精彩案例[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2012（3）：11-13.
[11] 金陵.“翻轉(zhuǎn)課堂”翻轉(zhuǎn)了什么[J].中國信息技術(shù)教育，2012（9）：18-19.
[12] 馬秀麟，趙國慶，鄔彤.大學(xué)信息技術(shù)公共課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)證研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013（1）：79-85.
[13] 徐苑苑.云計(jì)算環(huán)境下的開放課程應(yīng)用研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2013.
[14] 閆娜.基于百會(huì)云平臺(tái)的云計(jì)算輔助教學(xué)在高職教育中的應(yīng)用[D].西安：長安大學(xué)，2013.
[15] 閆娜.云計(jì)算輔助教學(xué)在高職教育中的應(yīng)用研究[J].辦公自動(dòng)化（綜合版），2015（8）：61-62.
[關(guān)鍵詞] 管理學(xué)研究方法
管理活動(dòng)自有人群出現(xiàn)便有之，與此同時(shí)，管理思想也就逐步產(chǎn)生，但以泰勒（Taylor）的名著《科學(xué)管理的原理》以及法約爾（Fayol）的名著《工業(yè)管理和一般管理》為管理學(xué)誕生的標(biāo)志，那么現(xiàn)代意義上的管理學(xué)至今不到100年。在不足100年中管理學(xué)的理論研究者與學(xué)習(xí)者實(shí)踐者、管理學(xué)方面的著作文獻(xiàn)等等均呈指數(shù)上升，顯示了作為一門年輕學(xué)科勃勃向上的生機(jī)和興旺發(fā)達(dá)的景象。
20世紀(jì)初，以泰勒、法約爾和韋伯等人韋代表的古典管理階段，其核心內(nèi)容是科學(xué)管理、管理職能分析、古典組織理論等，古典管理理論側(cè)重于“物”的管理，研究方法以工業(yè)工程方法為基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代到50年代是以梅奧韋代表的人際關(guān)系學(xué)說及隨后發(fā)展的行為科學(xué)理論階段，研究的重心轉(zhuǎn)向“人”，研究方法上注重采用心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、人類學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究方法。20世紀(jì)60年代以后，管理學(xué)的發(fā)展被孔茨描述成“管理理論叢林”的階段，孔茨的兩篇著名論文《論管理理論的叢林》和《再論管理理論的叢林》分析歸納得出，截止1980年為止管理學(xué)至少已發(fā)展有11個(gè)學(xué)派，包括管理程序?qū)W派、行為學(xué)派、群體行為學(xué)派、社會(huì)系統(tǒng)學(xué)派、決策理論學(xué)派、系統(tǒng)管理學(xué)派、經(jīng)驗(yàn)主義學(xué)派、權(quán)變理論學(xué)派、管理科學(xué)學(xué)派、社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)學(xué)派、經(jīng)理角色學(xué)派等，各個(gè)學(xué)派從不同的角度研究管理問題，提出各自的理論，在研究方法上也體現(xiàn)了多樣性和創(chuàng)新性，系統(tǒng)論、信息論、控制論、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等研究方法出現(xiàn)，極大的豐富了管理科學(xué)研究，在此基礎(chǔ)上，孔茨認(rèn)為所謂“學(xué)派”更適合稱為“方法”。
一、系統(tǒng)論、信息論和控制論研究方法引入管理學(xué)研究領(lǐng)域
系統(tǒng)就是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體，系統(tǒng)方法就是按照事物本身的系統(tǒng)性把對象放在系統(tǒng)的形式中加以考察的一種方法，即從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，始終著重從整體與部分(要素)之間，整體與外部環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用和相互制約，系統(tǒng)中各部分即使并不優(yōu)越，但構(gòu)成協(xié)調(diào)一致相互配合的統(tǒng)一整體卻可產(chǎn)生優(yōu)越的功能。反之，即使各部分是優(yōu)越的，缺乏協(xié)調(diào)統(tǒng)一相互聯(lián)系和制約的整體可能并不優(yōu)越。系統(tǒng)論應(yīng)用于管理科學(xué)，是用系統(tǒng)理論和觀點(diǎn)來考究企業(yè)組織，分析組織的構(gòu)造是對管理要素、管理組織及管理過程進(jìn)行系統(tǒng)性分析，旨在優(yōu)化管理的整體功能，實(shí)現(xiàn)管理的最佳目標(biāo)和效率。控制論描繪了管理形態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的多樣性，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的反饋和前饋控制，研究方法主要包括反饋控制、功能模擬和黑箱辨識(shí)。信息論將運(yùn)用概率論等方法研究通訊和控制系統(tǒng)中信息傳遞和信息處理的科學(xué)引入了管理研究。以耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同論和突變論為代表的系統(tǒng)自組織理論，重點(diǎn)研究系統(tǒng)自發(fā)形成具有充分組織性的有序結(jié)構(gòu)的內(nèi)在機(jī)制。這些理論將組織看作系統(tǒng)，不僅關(guān)注系統(tǒng)的各個(gè)部分，而且更加注重系統(tǒng)各個(gè)部分的聯(lián)系，信息的傳遞、控制及系統(tǒng)的自組織因而成為各不相同但是又緊密相關(guān)的一個(gè)體系，強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)組織的整體功能和效率。
二、以數(shù)學(xué)（包括統(tǒng)計(jì)學(xué)）為基礎(chǔ)的研究方法的引入
近年來，數(shù)學(xué)方法在管理學(xué)研究中越來越活躍，主要運(yùn)用于建立模型和進(jìn)行定量分析，常用的數(shù)學(xué)包括統(tǒng)計(jì)學(xué)、組合數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)規(guī)劃、離散數(shù)學(xué)等。所謂定量分析，就是用數(shù)學(xué)的語言（數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖、表等）和數(shù)據(jù)（數(shù)字、符號、圖片等）描述所研究對象系統(tǒng)的狀態(tài)并分析其變化發(fā)展規(guī)律的研究活動(dòng)或內(nèi)容。盡管一些人指出單純的數(shù)學(xué)模型并不能完全解決現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜的管理問題，更不能完全替代人的管理，但是以管理科學(xué)學(xué)派為代表，以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的定量研究方法正在管理領(lǐng)域的因素量化、建立模型和定量分析方面展開研究，特別在電子計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下，數(shù)學(xué)研究方法正在深入滲透管理科學(xué)研究領(lǐng)域。上面提到的系統(tǒng)論、信息論和控制論也主要是以運(yùn)籌學(xué)等數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，包括數(shù)學(xué)規(guī)劃(線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃)、圖與網(wǎng)絡(luò)、對策論、決策論、排隊(duì)論和可靠性理論等，由此可見，系統(tǒng)分析也是定量化分析，分析方法是組織管理技術(shù)，管理中的最優(yōu)目標(biāo)選擇、統(tǒng)籌規(guī)劃、人員匹配以及計(jì)劃決策等無一不是系統(tǒng)論（運(yùn)籌學(xué)）所包容的內(nèi)容。根據(jù)John G. Wacker的研究，1991年～1995年運(yùn)營管理（operation management）的研究表明，55.19％的論文都采用了數(shù)學(xué)分析方法。
三、案例研究方法的使用
經(jīng)驗(yàn)主義學(xué)派和權(quán)變理論學(xué)派兩個(gè)管理學(xué)派都高度重視案例研究方法，雖然二者在研究思路上又各有不同――經(jīng)驗(yàn)主義學(xué)派側(cè)重于研究個(gè)體企業(yè)管理實(shí)踐，在服務(wù)于個(gè)案研究這一目標(biāo)之下，才考慮做多個(gè)企業(yè)案例的比較研究與歸納、概括；而權(quán)變理論學(xué)派側(cè)重于通過多案例研究，歸納、總結(jié)出若干基本模型，以指導(dǎo)管理實(shí)踐。例如，經(jīng)驗(yàn)學(xué)派彼得?德魯克受通用汽車的雇傭，對其組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行案例研究，1946年出版的《公司的概念》便是這一研究的結(jié)晶。《公司的概念》出版四年后，幾乎所有的西方大公司都開始按照德魯克的理論框架重組自己的公司組織結(jié)構(gòu)，甚至連大學(xué)和教會(huì)都試圖從這部著作中汲取組織改造的靈感。目前無論是在戰(zhàn)略管理或組織管理領(lǐng)域，還是在管理會(huì)計(jì)、市場營銷管理、生產(chǎn)作業(yè)管理、信息技術(shù)管理領(lǐng)域，都可以看到豐碩的案例研究成果。戰(zhàn)略管理、目標(biāo)管理、計(jì)算機(jī)集成制造、項(xiàng)目管理、流程再造、風(fēng)險(xiǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、核心能力、公司文化、追求卓越、知識(shí)管理、平衡計(jì)分法等等都存在出自于案例研究過程的產(chǎn)物。例如，Prahalad和Hammel（1980）對日本電氣公司（NEC）與美國通用電話電報(bào)公司（GTE）進(jìn)行了詳細(xì)的比較研究，總結(jié)出NEC告訴成長的經(jīng)驗(yàn)時(shí)提出了核心競爭能力。經(jīng)驗(yàn)或案例學(xué)派的主要觀點(diǎn)大致如下:（1）管理應(yīng)側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用，而不是純粹理論的研究;（2）管理者的任務(wù)是了解本機(jī)構(gòu)的特殊目的和使命，使工作富有活力并使職工有成就，處理本機(jī)構(gòu)對社會(huì)的影響相對社會(huì)的責(zé)任。德魯克認(rèn)為，作為企業(yè)主要管理者的經(jīng)理，有兩項(xiàng)別人無法替代的職責(zé)。第一項(xiàng)職責(zé)是創(chuàng)造出一個(gè)大于其各組成部分的總和的真正的整體，創(chuàng)造出一個(gè)富有活力的整體，把投入于其中的各項(xiàng)資源轉(zhuǎn)化為較各項(xiàng)資源的總和更多的東西；第二項(xiàng)特殊職責(zé)是在其每一項(xiàng)決定和行動(dòng)中協(xié)調(diào)當(dāng)前的和長期的要求。為此，每―個(gè)經(jīng)理都必須：制定目標(biāo)和措施并傳達(dá)給有關(guān)的人員；進(jìn)行組織工作；進(jìn)行鼓勵(lì)和聯(lián)系工作；對工作和成果進(jìn)行評價(jià)；使員工得到成長和發(fā)展。(3)實(shí)行目標(biāo)管理的管理方法。當(dāng)然，經(jīng)驗(yàn)主義學(xué)派的方法由于強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)而無法形成有效的原理和原則，無法形成統(tǒng)一完整的管理理論，而且，過去所依賴的經(jīng)驗(yàn)未必能運(yùn)用到將來的管理中。正如孔茨在他的書中指出的：“沒有人能否認(rèn)對過去的管理經(jīng)驗(yàn)或過去的管理工作‘是怎樣做的’進(jìn)行分析的重要性。未來情況與過去完全相同是不可能的。確實(shí)，過多地依賴于過去的經(jīng)驗(yàn)，依賴歷史上已經(jīng)解決的那些問題的原始素材，肯定是危險(xiǎn)的。其理由很簡單，一種在過去認(rèn)為是‘正確’的方法，可能遠(yuǎn)不適合于未來情況”。
四、經(jīng)濟(jì)學(xué)研究方法進(jìn)入管理學(xué)研究領(lǐng)域
關(guān)鍵詞：信息隱匿,壓縮編碼,數(shù)據(jù)變換,數(shù)據(jù)選擇
1 引言
信息隱藏是一門新興的信息安全技術(shù)。論文參考。涉及感知學(xué)，信息論,密碼學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，涵蓋信號處理，擴(kuò)頻通信等多專業(yè)技術(shù)。 近年來得到了迅猛發(fā)展。現(xiàn)階段人們一般選擇圖像、文本、音頻和視頻等數(shù)字媒體作為載體。另外, 還出現(xiàn)了基于TCP/IP 的信息隱藏技術(shù)和基于信道編碼的信息隱藏技術(shù)。本文研究的基于壓縮編碼的信息隱藏技術(shù)是信息隱藏技術(shù)的新領(lǐng)域, 它以多媒體系統(tǒng)中的壓縮數(shù)據(jù)作為嵌入載體,數(shù)據(jù)解壓后不影響原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計(jì)特性, 具有較強(qiáng)的魯棒性和不可檢測性。
2 壓縮編碼信息隱藏的原理
壓縮編碼是一種提高數(shù)據(jù)傳輸有效性的技術(shù)，它是通過對數(shù)據(jù)施加某種操作或變換使之長度變短或者容量變小的同時(shí), 還必須保證原始數(shù)據(jù)能夠從壓縮產(chǎn)生的壓縮碼中得以精確的還原。從信息論的角度來看，壓縮就是去掉信息中的冗余，即保留不確定的信息，去掉確定的信息(可推知的)，也就是用一種更接近信息本質(zhì)的描述來代替原有冗余的描述。這個(gè)本質(zhì)的東西就是信息量(即不確定因素)。信息隱匿和數(shù)據(jù)壓縮在本質(zhì)上是相互聯(lián)系的：對于數(shù)據(jù)壓縮來講，一塊數(shù)據(jù)中隱匿了和數(shù)據(jù)本身無關(guān)的地的其它數(shù)據(jù)，那這塊隱藏了信息的數(shù)據(jù)是有一定冗余的，由冗余的數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步被壓縮，進(jìn)一步壓縮的就有可能去掉隱匿的數(shù)據(jù)；對于信息隱匿來說，一塊已被壓縮過的數(shù)據(jù)冗余量已經(jīng)很小了，由于隱匿是嵌入的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)毫無關(guān)系，在這塊數(shù)據(jù)中進(jìn)一步隱匿數(shù)據(jù)，勢必造成原始掩護(hù)數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)的減少，相當(dāng)于隊(duì)已經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步壓縮。只要保證在接收端解壓中可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的差錯(cuò)率，就可以在壓縮編碼后進(jìn)行信息隱匿，不會(huì)引起截獲者懷疑碼字載體中含有秘密信息。
3 壓縮編碼信息隱匿模型實(shí)現(xiàn)方案
基于信息隱匿和數(shù)據(jù)壓縮的關(guān)系，提出結(jié)構(gòu)如下的數(shù)據(jù)壓縮思想的通用隱匿模型。模型主要由三個(gè)部分組成：圖像壓縮、信息加密和信息隱匿。圖像壓縮部分的量化器輸出至信息隱匿部分，然后從信息隱匿部分得到隱藏有其他信息的量化數(shù)據(jù)，并送到熵編碼器，其他內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)壓縮過程一致。信息加密部分為傳統(tǒng)的加密方案，其主要目的是增加秘密信息的安全性，使得系統(tǒng)隱匿的信息部分即使被檢測出來，也不會(huì)泄露其內(nèi)容。論文參考。
信息隱匿部分是模擬最核心的內(nèi)容，這部分主要有三個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)變換，數(shù)據(jù)選擇和嵌入過程。數(shù)據(jù)變化的主要目的是改變加密后的信息統(tǒng)計(jì)特性，使得這些數(shù)據(jù)嵌入掩護(hù)圖像量化后的數(shù)據(jù)之中，不改變或很少改變掩護(hù)圖像的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性，從而使信息隱匿后的抗檢測性大大增強(qiáng)。數(shù)據(jù)選擇是從掩護(hù)圖像量化后的數(shù)據(jù)中選擇合適的比特位，用它來隱藏已加密的信息。合理的數(shù)據(jù)選擇算法應(yīng)該兼顧信息隱匿的容量，信息隱匿的抗檢測性與魯棒性。嵌入過程式將加密后的信息和選擇出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行某種運(yùn)算（通稱為替換或異或）,用運(yùn)算結(jié)果替換選擇出來的數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)連同未選擇出來的量化數(shù)據(jù)一并交給圖像壓縮部分的熵編碼進(jìn)行編碼。
圖1 基于數(shù)據(jù)壓縮思想的通用信息隱匿模型
通用模型的秘密信息提取過程基本上是隱匿的逆過程，其流程圖如下
圖2通用信息隱匿模型的信息提取過程
壓縮后的數(shù)據(jù)首先經(jīng)過熵解碼器解碼，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分離，將未嵌入的數(shù)據(jù)部分送入正常的圖像解碼流程（反量化，反映射變換），而將嵌入數(shù)據(jù)的部分進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，如果此過程的算法不是盲的（即需要原始掩護(hù)圖像），則需要分離出來的數(shù)據(jù)和原始掩護(hù)圖像經(jīng)映射變化，量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，將結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)、解密、最后得到嵌入的原始秘密信息。
4 隱匿模型的兩種關(guān)鍵技術(shù)
在這種通用的信息隱匿模型中，數(shù)據(jù)變換和數(shù)據(jù)選擇是關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)據(jù)變換的主要目的是改變加密后的信息統(tǒng)計(jì)特性，增強(qiáng)系統(tǒng)信息隱匿的抗檢測性能。改變數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性的常用方法是進(jìn)行線性濾波，從本質(zhì)上來講，線性濾波和線性變換是一致的，從頻域上來看，濾波就是對信號頻譜的不同部分進(jìn)行不同的縮放。在技術(shù)上常就是這樣一個(gè)過程：DFT→相乘→IDFT，將這一過程合并為一體時(shí)，就成為一個(gè)單純的線性變換。在復(fù)數(shù)域中進(jìn)行整數(shù)的可逆處理時(shí)，數(shù)據(jù)量就會(huì)增加一倍，為此可以經(jīng)DFT換成DCT，這樣這一處理過程就成為一實(shí)數(shù)域的線性變換問題。
下面介紹整型變換算法的基本過程。
（1）對于給定的線性變換A，如是常見的線性變換，則進(jìn)行（2），否則對其進(jìn)行改造，使det| A ‘ |=1。
（2）將A ‘ 分解為3類基本矩陣（置換矩陣，元素的絕對值均不小于1的對角陣，單位三角矩陣）。
（3）對于每一基本矩陣，構(gòu)造其整型變換，獲得整數(shù)輸出。
（4）對于每一步都應(yīng)有相應(yīng)的逆變換，所以整個(gè)變換的逆變換可以相應(yīng)的獲得。
（5）對于多維可分離的線性變換，正變換可以逐維的計(jì)算；為了保證逆變換對于多維數(shù)據(jù)的完全重建，應(yīng)嚴(yán)格按照和正變換相反的次序進(jìn)行逆變換。
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變換時(shí)的另一個(gè)問題是數(shù)據(jù)的范圍問題。在實(shí)際處理過程中，輸入的數(shù)據(jù)都是有一定的范圍的（比如原始圖像數(shù)據(jù)通常用8位無符號數(shù)據(jù)表示），如果輸出的數(shù)據(jù)不加以限制，則輸出的數(shù)據(jù)的范圍一般要增大，這樣就必須用更多的數(shù)據(jù)表示處理結(jié)果。
數(shù)據(jù)選擇過程是從掩護(hù)圖像的量化數(shù)據(jù)中選擇合適的比特位，用它來隱匿已加密的信息。最基本的做法是選擇掩護(hù)數(shù)據(jù)中的不重要的部分，這樣做得優(yōu)點(diǎn)是對掩護(hù)圖像的質(zhì)量影響最小，使修改引起別人注意的可能性最小。但是在實(shí)際系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇算法應(yīng)該兼顧信息隱匿的容量，信息隱匿的抗檢測性與魯棒性等多個(gè)方面的性能，可以選擇下面三種。
1.LSP（LeastSignificant Portion）最不重要部分
LSP技術(shù)和LSB（最不重要比特位）技術(shù)基本類似，區(qū)別在于LSB平等的對待掩護(hù)圖像中的每一字節(jié)，不同的字節(jié)之間沒有區(qū)別，在隱藏時(shí)都在數(shù)據(jù)的最低位取相等比特；而LSP針對變換量化后的數(shù)據(jù)而言，不同位置的重要程度不同，從中所取的最低有效比特?cái)?shù)就不同，其中低頻數(shù)據(jù)是取得少一些，而在高頻數(shù)據(jù)中取得多一些。另外，不同位置的數(shù)據(jù)取值范圍也不一樣，最多的可取比特?cái)?shù)也不一樣。論文參考。
2.隨機(jī)間隔法
隨機(jī)間隔技術(shù)是以LSP為基礎(chǔ)的一種方法，在數(shù)據(jù)選擇時(shí)用一個(gè)掩密密鑰k作隨機(jī)數(shù)發(fā)生的種子，那么可以生成一個(gè)隨機(jī)序列k 1 ，…，k l ，并且把它們一起按下列方式生成隱匿信息位置來對經(jīng)LSP選擇的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步選擇：j 1 =k 1
j i =k i +j i-1
從而可以偽隨機(jī)決定兩個(gè)嵌入位置的距離。這種方法由于隱匿的位置更少，所以更不容易被檢測出來。
3.隨機(jī)位置法
隨機(jī)位置技術(shù)是另外一種偽隨機(jī)的方法，它也以LSP技術(shù)為基礎(chǔ)。和隨機(jī)間隔法不同的是，它對不同的位置變換數(shù)據(jù)及量化數(shù)據(jù)的不同比特位賦予不同的選擇概率p 1 ，…，p l ，在數(shù)據(jù)選擇時(shí)也用一個(gè)偽裝密鑰k作為隨機(jī)發(fā)送的種子，那么可以生成一個(gè)一個(gè)隨機(jī)序列k 1 ，…，k l ，當(dāng)k i ≥p i 時(shí)選擇比特，否則不進(jìn)行選擇。在此方法中選擇合適概率取值方案可以兼顧信息隱匿的容量、懸念吸引你的抗檢測性與魯棒性等多方面的性能，是一種更靈活的方法。當(dāng)然可以將隨機(jī)間隔法和隨機(jī)位置發(fā)結(jié)合起來使用，那是一種更靈活、更復(fù)雜的方案。
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
運(yùn)用本文提出的通用模型，以lena(512像素×512像素)，作為掩護(hù)圖像，在其中隱匿隨機(jī)數(shù)據(jù)，映射變換采用8×8的DCT，經(jīng)數(shù)據(jù)變換過程，結(jié)果如下圖所示。圖中從左到右，從上到下依次為：原始圖像，未嵌入數(shù)據(jù)的JPEG圖像，嵌入不等數(shù)據(jù)量的JPEG圖像。隨著嵌入數(shù)據(jù)量的增加，掩護(hù)圖像的直觀質(zhì)量會(huì)下降，這種質(zhì)量的下降類似于不同壓縮比條件下JPEG圖像質(zhì)量的不同下降，從信息隱匿的角度來看，這種相似性是有利的。
圖3 圖用模型的數(shù)據(jù)隱匿效果
6 小結(jié)
研究了一種基于壓縮編碼的信息隱匿技術(shù)，介紹了信息隱匿通用模型的兩種關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)據(jù)變換和數(shù)據(jù)選擇技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)得到嵌入量與圖像質(zhì)量的關(guān)系。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，信息安全將成為一門很重要的學(xué)科，對于通信信息隱匿還要尋找更先進(jìn)，更合理的算法來達(dá)到通信的安全性能。
參考文獻(xiàn):
[1] KATZENBEISSERS, PETITCOLASFAP.信息隱藏技術(shù)—隱寫術(shù)與數(shù)字水印[M].吳秋新,鈕心忻,楊義先等譯.北京:人民郵電出版社,2001.
[2] 汪小帆,戴躍偉. 信息隱藏技術(shù)方法與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
[3]柏森,胡中豫,吳樂華等.通信信息隱匿技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2005.
[4]王偉祥, 劉玉君.基于信道編碼的信息隱藏技術(shù)研究.[J] 電視技術(shù).2003(3).
關(guān)鍵詞 維納；控制論；傳播學(xué)
中圖分類號G206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號 1674-6708（2012）66-0003-02
諾伯特·維納(Norbert Wiener，1894-1964)是美國著名數(shù)學(xué)家，控制論的創(chuàng)始人。維納一生240多篇，著作14本。其主要著作有《控制論》(1948)、《維納選集》(1964)和《維納數(shù)學(xué)論文集》(1980)以及兩本自傳《昔日神童》、《我是一個(gè)數(shù)學(xué)家》。維納的控制論思想對工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、哲學(xué)以及社會(huì)學(xué)都產(chǎn)生了巨大影響。本文主要探討維納控制論對傳播學(xué)的影響。
按照維納的觀點(diǎn)，傳播問題可以視為通訊問題和控制論問題，即傳播問題就是對若干危險(xiǎn)情況進(jìn)行秩序的和可重復(fù)的控制。本文認(rèn)為，維納從控制論的思想出發(fā)，為傳播描繪了一個(gè)理想的途徑——一個(gè)關(guān)于傳播的烏托邦。也正是維納的控制論催生了傳播學(xué)的一個(gè)重要派別帕洛阿爾托學(xué)派，啟發(fā)了多伊奇開創(chuàng)了政治傳播學(xué)，并最終為施拉姆創(chuàng)立傳播學(xué)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為北美技術(shù)學(xué)派提供了理論支撐。
1 控制論和傳播學(xué)的帕洛阿爾托學(xué)派
控制論推動(dòng)了傳播學(xué)研究模式的轉(zhuǎn)型，最為顯著的影響是催生了傳播學(xué)研究的帕洛阿爾托學(xué)派。事情還要從香農(nóng)的信息論說起。在維納發(fā)表《控制論》的同一年，維納的弟子香農(nóng)發(fā)表了《通信的數(shù)學(xué)理論》一文，標(biāo)志著另一門新興科學(xué)信息論的誕生。在這篇文章中，香農(nóng)提出了一個(gè)關(guān)于一般通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模型。他認(rèn)為，所謂通信，就是兩個(gè)系統(tǒng)之間傳遞信息，由信源發(fā)出信息，通過信道傳遞信息，再有信宿（收信人）獲取信息，這就構(gòu)成通信系統(tǒng)[1]。
香農(nóng)的線性傳播模式描繪了信息傳播的一般路徑，因其簡單明了、可量化，很快影響到了美國傳播學(xué)研究的路徑，主導(dǎo)了美國傳播學(xué)研究的主流模式，所有的功能主義和效果研究都以香農(nóng)的線性傳播模式為最基本的假設(shè)。也是在這一年，拉斯維爾提出了傳播的“5W”模式，這也是傳播的線性傳遞模式的經(jīng)典表述。必須看到，“大多數(shù)傳播是雙向的”[2]。香農(nóng)和拉斯維爾的線性傳播模式過于簡單化而受到強(qiáng)烈的質(zhì)疑和詬病。這種線性因果關(guān)系也正是維納所堅(jiān)決反對的，控制論本身是一種概率論，因果關(guān)系是建立在概率統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)之上的，或一因一果，或一因多果，或多因一果，或多因多果，這是一種或然性的世界觀。
貝特森這位帕洛阿爾托學(xué)派的奠基者，曾經(jīng)是梅西基金會(huì)議的核心成員和積極分子，在1942年有關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)中心抑制的一次會(huì)議上，貝特森就從維納那里引入了反饋的概念，可以說，正是梅西會(huì)議使得維納和他的控制論思想影響到包括社會(huì)科學(xué)在內(nèi)的多種學(xué)科，為傳播學(xué)提供了肥沃的土壤。在1946年的第一次“控制論小組”會(huì)議上，貝特森受到計(jì)算機(jī)“是—否—是—否”之間搖擺的悖論的啟發(fā)，并將之運(yùn)用于人類傳播的問題，后來用在傳播互動(dòng)理論中，在這個(gè)小組“始終如一地最受到歡迎的模式是一種源于控制論的系統(tǒng)理論。這個(gè)模式能夠?qū)Ω兑砸环N自我糾正的方法彼此響應(yīng)的交往要素，而家庭成員似乎就是以這種自我糾正的方法來行事的。傳播技術(shù)開始成為這個(gè)領(lǐng)域的語言的組成部分。”他們反對傳統(tǒng)的線性傳播模式，主張人類的傳播問題應(yīng)該由社會(huì)科學(xué)的模式來研究，因?yàn)槟呐率亲钚〉幕?dòng)情景都是非常復(fù)雜的，不可能在一個(gè)線性模式中用兩三個(gè)變量實(shí)現(xiàn)[3]。
貝特森認(rèn)為，系統(tǒng)內(nèi)在于行動(dòng)中，形成于我們所觀察到的互動(dòng)中，這一點(diǎn)與功能主義截然不同，功能主義認(rèn)為行動(dòng)是系統(tǒng)的產(chǎn)物。源于控制論的帕洛阿爾托學(xué)派改變了系統(tǒng)論的中心，使其從抽象的普遍性轉(zhuǎn)向微觀。他們的格言是“我們不能不傳播”。帕洛阿爾托學(xué)派的貢獻(xiàn)在于，它指出了人類行為的全部都應(yīng)被納入社會(huì)科學(xué)的研究范疇，這“在超越線性邏輯的道路上邁出了一大步”[4]。
2 控制論和多伊奇的政治傳播理論
如果說戈夫曼和凱瑞側(cè)重于研究互動(dòng)情景下的人際傳播的話，那么受到維納控制論思想的直接啟發(fā)，美國學(xué)者卡爾·多伊奇則開創(chuàng)了傳播學(xué)的一門分支政治傳播學(xué)。多伊奇的政治傳播理論主要體現(xiàn)在他的代表作《政府的神經(jīng)》一書中。
多伊奇把控制論的基本原理和方法應(yīng)用于政策制定過程的分析，并于1963年發(fā)表了其代表作《政府的神經(jīng)：政治溝通與控制的模式》，形成了系統(tǒng)的政治傳播理論。因此，一般政治學(xué)者認(rèn)為，多伊奇是政治傳播理論的主要代表人物之一。多伊奇的政治傳播理論，深受維納控制論思想的影響，甚至可以說，正是維納的控制論思想構(gòu)成了多伊奇政治傳播理論的基本框架。他說，“從控制論的角度看，所有的組織都具有某些相同的特征，即所有的組織都是經(jīng)由傳播維系在一起的。[5]”他認(rèn)為，傳播不同于物質(zhì)和能量的傳遞，傳播是信息的傳遞。正是傳播，即信息的傳遞，形成了組織。
多伊奇回憶說，“本書（《政府的神經(jīng)》）開始于1943年，當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)家羅伯特·維納走進(jìn)了我在麻省理工學(xué)院的辦公室，用了一支雪茄煙的功夫，就把我引入長長的交流過程。這次談話從討論我的領(lǐng)域，即國際政治開始，但是很快就轉(zhuǎn)向了他自己的關(guān)于傳播、關(guān)于機(jī)械、動(dòng)物和社會(huì)的通信和控制的工作。他擁有我曾遇到的最強(qiáng)有力和最具創(chuàng)造性的頭腦。我于1958年到耶魯大學(xué)后，我們?nèi)匀槐３种芮械穆?lián)絡(luò)，直到他于1974年逝世，我們?nèi)匀皇欠浅ＳH密的朋友。[6]”多伊奇以生物體的神經(jīng)作比喻，認(rèn)為正是傳播構(gòu)成了政府的決策的神經(jīng)系統(tǒng)。
多伊奇的政治傳播理論，把決策視為政治活動(dòng)的中心，把傳播看作是決策的環(huán)節(jié)。他認(rèn)為政治系統(tǒng)與自動(dòng)機(jī)器有相似之處，政治系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)制對信息的接受、選擇、儲(chǔ)存、分析和處理就是傳播。政治系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)與控制是通過傳播完成的。傳播關(guān)乎社會(huì)的穩(wěn)定。“信息”和“反饋”是政治傳播理論的兩個(gè)核心概念。政治系統(tǒng)要達(dá)到自己的目標(biāo)，需要從各方面接受涉及體系目標(biāo)的、有關(guān)環(huán)境變化情況的信息，然后對這些信息進(jìn)行選擇、儲(chǔ)存、分析和處理，最后形成決策。政策制定后，政治系統(tǒng)通過反饋過程，獲得政策執(zhí)行過程和政策在環(huán)境中引起的變化的信息，使決策者正確地調(diào)整自己的政策和行為。從傳播的角度分析，政治系統(tǒng)的決策過程包括：信息接收、資料處理、儲(chǔ)存、決策、政策執(zhí)行、執(zhí)行效果和反饋7個(gè)環(huán)節(jié)。多伊奇的政治傳播理論，考察了政治系統(tǒng)的控制方式和決策過程，并提出了完善信息系統(tǒng)必須注意的一些主要環(huán)節(jié)，從而為人們了解、分析、研究和完善政治系統(tǒng)提供了一個(gè)新的角度和方法。
3 控制論和施拉姆開創(chuàng)的傳播學(xué)
一般認(rèn)為，傳播學(xué)孕育于19世紀(jì)末至20世紀(jì)30年代，形成于20世紀(jì)30年代～50年代的美國。盡管眼下學(xué)界對傳播學(xué)誕生的時(shí)間還存在一些爭議，但傳播學(xué)作為一門學(xué)科在高校“登堂入室”、確立自身的學(xué)科地位，確定無疑是在20世紀(jì)40年代末50年代初。威爾伯·施拉姆（WilburLangSchramm，1907年~1987年）是傳播學(xué)科的集大成者和創(chuàng)始人。作為“傳播學(xué)鼻祖”、“傳播學(xué)之父”，1947年他創(chuàng)辦了第一個(gè)大學(xué)的傳播學(xué)研究機(jī)構(gòu)——伊利諾伊傳播學(xué)研究所；1949年他編撰了第一本傳播學(xué)教科書《大眾傳播學(xué)》。施拉姆還授予了第一個(gè)傳播學(xué)博士學(xué)位，他本人也是世界上第一個(gè)具有傳播學(xué)教授頭銜的人。
控制論和傳播學(xué)幾乎同時(shí)誕生，這不是偶然的。施拉姆寫到：“20世紀(jì)40年代末，香農(nóng)與韋弗合著的《通訊的數(shù)學(xué)理論》和維納的《控制論》問世，這使傳播學(xué)者非常興奮，因?yàn)樗麄冇X得，熵之類的概念有可能用來研究人類傳播。” 他認(rèn)為，控制論和信息論這些新的研究方法，“開啟了研究人類傳播的一系列重要的洞見”，“對研究人類傳播的意義重大。”羅杰斯甚至認(rèn)為，維納的控制論本身就是一個(gè)傳播理論，因?yàn)榭刂普摗吧婕靶畔⑷绾卧趦蓚€(gè)或以上單位之間進(jìn)行流通[7]”。
為了捍衛(wèi)傳播學(xué)的學(xué)科地位，表明這門新興學(xué)科系出名門，施拉姆制造了“四位奠基人”的神話。我們不能否認(rèn)“四位奠基人”對傳播學(xué)做出的貢獻(xiàn)，但比較而言，維納和他的控制論對傳播學(xué)的影響可能要更大些：控制論不僅為傳播學(xué)提供了一套完整的術(shù)語，而且為傳播描繪了一個(gè)清晰的路徑，這樣一個(gè)路徑由于引進(jìn)了反饋的概念而徹底顛覆了以往的線性傳播的模式，并且主導(dǎo)了美國功能主義和效果研究的傳統(tǒng)。
維納控制論對傳播學(xué)的影響是巨大的。控制論的貢獻(xiàn)就在于提出假設(shè)并加以測試，再度拾起人文科學(xué)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一并與自然科學(xué)和生命科學(xué)融為一體的宏大夢想。施拉姆說，控制論和信息論之所以“給傳播學(xué)者留下了極為深刻的印象”，有兩個(gè)原因，“首先，雖然起源于通訊工程和技術(shù)，但它為傳播研究提供了一些可作比擬的借鑒，可以指明社會(huì)科學(xué)里的許多傳播概念；其次，它提供了種新的數(shù)學(xué)理論，該理論既可以用于研究電子通訊，也可以用于研究人類傳播。[8]”在這一點(diǎn)上，作為“傳播學(xué)之父”的施拉姆和作為“控制論之父”的維納走在了一起。
參考文獻(xiàn)
[1]王雨田主編.控制論、信息論、系統(tǒng)科學(xué)與哲學(xué)[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，1986：285.
[2][美]威爾伯·施拉姆，威廉·波特著.傳播學(xué)概論[M].何道寬，譯，北京：中國人民大學(xué)出版社，2010：46.
[3]陳力丹著.傳播學(xué)是什么[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007：65.
[4][法]埃里克·麥格雷著.傳播理論史[M].劉芳，譯.北京：中國傳媒大學(xué)出版社，2009：65.
[5]Deutsch·K·W.The nerves of government: models of political communication and control[M].New York:Free Press,1963：77.
[6]Deutsch·K·W.The nerves of government: models of political communication and control[M].New York:Free Press,1963.
中圖分類號：f222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a
在過去的2008年，是一個(gè)多事之年，我國經(jīng)歷了自然災(zāi)害和世界金融危機(jī)的輪番沖擊，經(jīng)濟(jì)增速回落，然而我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐并沒有因此而止步，隨著社會(huì)發(fā)展的速度，國內(nèi)企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的改革也日益提上日程，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢下，就企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的改革，本文將予以分析。中國
1 經(jīng)濟(jì)形勢介紹
2008年，總體來說，經(jīng)歷國際金融危機(jī)的沖擊后，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形勢依舊良好，消費(fèi)需求增長較快，通脹水平也在進(jìn)一步回落。但全球經(jīng)濟(jì)衰退不可避免，因此對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有一定的負(fù)面影響，世界經(jīng)濟(jì)減速導(dǎo)致的全球性需求減少引起我國2009年上半年出口量下降，使得國內(nèi)低水平生產(chǎn)能力過剩的矛盾突出。為此，我國中央政府適時(shí)出臺(tái)了四萬億的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃來擴(kuò)大內(nèi)需，在2009年的上半年，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)呈現(xiàn)回暖的趨勢，cpi消費(fèi)者指數(shù)在今年2月份出現(xiàn)負(fù)增長，與此同時(shí)，工業(yè)品出廠價(jià)格指數(shù)也在逐月下降……這一切都在說明中國政府的經(jīng)濟(jì)振興措施已經(jīng)取得了初步成效，呈現(xiàn)出積極跡象。正因?yàn)槿绱恕：芏鄧獾膶W(xué)者和機(jī)構(gòu)都視中國為這場危機(jī)的救世主，認(rèn)為中國的經(jīng)濟(jì)將推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)走出經(jīng)濟(jì)危機(jī)的陰影。
2 目前我國國內(nèi)企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作現(xiàn)狀
對企業(yè)來說，統(tǒng)計(jì)工作就是通過建立一套合理有效的統(tǒng)計(jì)管理模式，準(zhǔn)確及時(shí)把企業(yè)的產(chǎn)、供、銷的數(shù)據(jù)較全面、較具體地反映出來，把感性認(rèn)識(shí)變?yōu)橐唤M組供領(lǐng)導(dǎo)和決策者參考的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)工作的作用是不言而喻的。在此，在當(dāng)前的上述的國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢下，本文對國內(nèi)企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行分析。
2.1 認(rèn)識(shí)不到位
統(tǒng)計(jì)工作存在的諸多問題中，根本的一點(diǎn)就是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對統(tǒng)計(jì)工作的認(rèn)識(shí)不夠，因此導(dǎo)致企業(yè)管理者和統(tǒng)計(jì)人員對統(tǒng)計(jì)工作的性質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊、并對其重要性了解甚微。很多企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者都認(rèn)為統(tǒng)計(jì)工作只是簡單的數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就是填填數(shù)字及報(bào)表，對企業(yè)的管理和經(jīng)營決策沒有指導(dǎo)和參考作用。
2.2 統(tǒng)計(jì)方法、手段有待改進(jìn)
在當(dāng)今的信息化的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，國內(nèi)很多企業(yè)的統(tǒng)計(jì)工作的方法和手段都亟待改進(jìn)，有的甚至還是改革開放年前的統(tǒng)計(jì)方法和手段。例如很多企業(yè)的統(tǒng)計(jì)工作都是以手工統(tǒng)計(jì)為主，未能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)方法的信息化。
2.3 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)落后
當(dāng)前，企業(yè)經(jīng)營者重視的是市場信息、經(jīng)營質(zhì)量、經(jīng)營環(huán)境等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)，而政府和行業(yè)主管部門統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)則要求企業(yè)上報(bào)以經(jīng)濟(jì)總量指標(biāo)為主、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo)為輔的指標(biāo)系統(tǒng)，導(dǎo)致企業(yè)管理者對自身企業(yè)統(tǒng)計(jì)的信息不感興趣，集中地說明了企業(yè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的落后不科學(xué)，不能適應(yīng)市場競爭的需要。
2.4 統(tǒng)計(jì)監(jiān)督機(jī)制缺陷
由于國內(nèi)企業(yè)的管理者對統(tǒng)計(jì)工作的認(rèn)識(shí)不足，及對其的重視不夠，使得國內(nèi)企業(yè)的統(tǒng)計(jì)監(jiān)督機(jī)制存在缺陷或不健全，統(tǒng)計(jì)人員與會(huì)計(jì)人員混用，統(tǒng)計(jì)數(shù)字經(jīng)常被隨意修改，大大降低了統(tǒng)計(jì)工作對企業(yè)經(jīng)營管理的作用，降低統(tǒng)計(jì)信息的有用性。
3 企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的建議
為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，需對企業(yè)的統(tǒng)計(jì)工作做出改革，以面對新的經(jīng)濟(jì)形勢對企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作提出的挑戰(zhàn)，從而更好地為企業(yè)管理者服務(wù)，提供有用的統(tǒng)計(jì)參考信息。
3.1 轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)
首先，應(yīng)該從根本上加強(qiáng)企業(yè)管理者及相關(guān)人員對統(tǒng)計(jì)工作的認(rèn)識(shí)，使其加強(qiáng)對統(tǒng)計(jì)工作的重視，要徹底地認(rèn)識(shí)到企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的重要性和作用。因此企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)的統(tǒng)計(jì)人員則應(yīng)該多學(xué)習(xí)現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)概念，應(yīng)認(rèn)識(shí)到統(tǒng)計(jì)工作在一定程度上可以提升企業(yè)整體的競爭實(shí)力，所以應(yīng)該轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)，加大統(tǒng)計(jì)工作投資力度。
3.2 改善統(tǒng)計(jì)方法、手段
改善企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的方法和手段勢在必行，企業(yè)應(yīng)該加大對統(tǒng)計(jì)工作的投資力度，爭取實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)工作信息化，可根據(jù)國際企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)采用erp企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)來全面根本上改善企業(yè)統(tǒng)計(jì)方法，能節(jié)約時(shí)間并能有效提高統(tǒng)計(jì)工作效率，從而，更好地為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者管理決策提供統(tǒng)計(jì)信息。
3.3 設(shè)置適宜的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系
企業(yè)應(yīng)該根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境來設(shè)置合適的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系，來綜合反映企業(yè)的整體運(yùn)營情況。因此，企業(yè)在追求效益的同時(shí)。要根據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)情況來量身打造適宜的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候并可設(shè)立專題性指標(biāo)體系，從而使得指標(biāo)體系既能反映企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)情況又能夠與政府統(tǒng)計(jì)要求相適應(yīng)。
3.4 加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)監(jiān)督力度
統(tǒng)計(jì)工作的監(jiān)督機(jī)制是不可或缺的，其重要性是不可言喻的，企業(yè)在對日常統(tǒng)計(jì)工作的各方面進(jìn)行改革的同時(shí)，也要對其自身的統(tǒng)計(jì)監(jiān)督機(jī)制進(jìn)行改革和完善，提高統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和統(tǒng)計(jì)工作的全面性。
3.5 人才培養(yǎng)
企業(yè)在追求自身發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)該注重對統(tǒng)計(jì)人才的招募和培養(yǎng)，以備不時(shí)之需，應(yīng)該對企業(yè)統(tǒng)計(jì)人員定期開展培訓(xùn)來提高技能，使其獲得了現(xiàn)代化統(tǒng)計(jì)概念的同時(shí)，又能熟練操作統(tǒng)計(jì)工作的現(xiàn)代化工具，從而更好地為企業(yè)服務(wù)，提升統(tǒng)計(jì)信息的準(zhǔn)確性。
當(dāng)前，我國還未能徹底地走出經(jīng)濟(jì)危機(jī)的負(fù)面影響，經(jīng)濟(jì)未實(shí)現(xiàn)全面復(fù)蘇階段，基于此特殊階段，國內(nèi)企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作改革的步伐刻不容緩，需要不斷地適時(shí)改革來促進(jìn)國內(nèi)企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的發(fā)展，對企業(yè)發(fā)展及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義非凡。
參考文獻(xiàn)
[1]苗敬毅.對市場經(jīng)濟(jì)條件下企業(yè)統(tǒng)計(jì)的思考[j].生產(chǎn)力研究，2002.
[2]李瑛珊.對統(tǒng)計(jì)工作改革的幾點(diǎn)思考[j].統(tǒng)計(jì)與決策2003.
[3]劉穎.李新.企業(yè)統(tǒng)計(jì)在新經(jīng)濟(jì)中的改革[j].科技信息.2007.
[4]盧蓉.我國企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作中存在的問題與對策研究[j].現(xiàn)代商業(yè).2009.
[5]周四軍,劉穎.論統(tǒng)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新與實(shí)現(xiàn).統(tǒng)計(jì)與信息論壇，2003-07-10.
[6]毛春元.統(tǒng)計(jì)技術(shù)在質(zhì)量管理中應(yīng)用的再認(rèn)識(shí).江蘇省現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)研究會(huì)第11次學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2008-10-17.
[7]肖文淵,陶正綱,張文麗.統(tǒng)計(jì)技術(shù)在飼料質(zhì)量管理中的應(yīng)用.西昌學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科版)， 2005-06-30.
[8]肖文淵,吳成茂,羅俊春.統(tǒng)計(jì)技術(shù)在飼料質(zhì)量管理中的應(yīng)用.飼料研究，2005-05-10.
關(guān)鍵詞：國內(nèi)物流貨運(yùn)量；灰色預(yù)測模型；有效性；合理性
中圖分類號：U294 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Abstract： Due to the large number of influencing factors of logistics freight in the whole country， the data is relatively large and the statistical process is more complicated. Therefore， there is a situation that“some information is determined and some information is uncertain”， and the gray forecasting model can be used to forecast the domestic logistics. This paper establishes the grey prediction model， analyzes whether the gray forecasting model is effective for the forecasting of domestic logistics and the rational use of the model， and forecasts the future domestic freight volume under the premise that the model is reasonable and the result is effective.
Key words： domestic logistics volume； gray forecasting model； effectiveness； rationality
物流是一個(gè)復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，物流與經(jīng)濟(jì)之間存在雙向因果關(guān)系（即互動(dòng)關(guān)系）的可能，一方面物流發(fā)展推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長，另一方面經(jīng)濟(jì)增長拉動(dòng)物流發(fā)展。具體顯示物流發(fā)展的一個(gè)因素是物流貨運(yùn)量，一個(gè)區(qū)域或一個(gè)范圍物流貨運(yùn)量的多少，可以說明這個(gè)地區(qū)物流的發(fā)展情況，同時(shí)還影響這個(gè)區(qū)域或這個(gè)范圍的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。
按空間范圍來劃分，物流活動(dòng)可分為地區(qū)物流、國內(nèi)物流與國際物流。國內(nèi)物流是指在一個(gè)國家領(lǐng)地范圍之內(nèi)進(jìn)行的物流活動(dòng)，國內(nèi)物流是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要部分。在國內(nèi)，物流貨運(yùn)方式一共有四種，是公路、水路、民航和鐵路。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)物流也迅速發(fā)展起來，原來主要由鐵路運(yùn)輸，現(xiàn)在發(fā)展為公路、水路、民航和鐵路四種運(yùn)輸方式，就現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看每年的國內(nèi)物流貨運(yùn)量都有所增加，但是由于在全國范圍內(nèi)對物流貨運(yùn)量的影響因素眾多，數(shù)據(jù)較為龐大，統(tǒng)計(jì)過程較為復(fù)雜，所以存在“部分信息確定，部分信息不確定”的情況，于是便可用灰色預(yù)測模型對國內(nèi)物流貨運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測。通過灰色預(yù)測模型所預(yù)測的結(jié)果，可以分析該灰色預(yù)測模型對國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測是否有效，模型運(yùn)用是否合理。同時(shí)在模型運(yùn)用合理結(jié)果有效的前提下，可以對未來的國內(nèi)物流貨運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測。
1 國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測模型建立
1.1 灰色預(yù)測模型――GM1，1模型
中國學(xué)者鄧聚龍教授把一般系統(tǒng)論、信息論、控制論相結(jié)合，把它們的觀點(diǎn)、研究方法延伸到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)等抽象、復(fù)雜系統(tǒng)，在19世紀(jì)80年代創(chuàng)立發(fā)展起來運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決灰色系統(tǒng)的理論和方法――灰色系統(tǒng)理論。灰色預(yù)測模型是灰色系統(tǒng)理論內(nèi)容中的一部分，應(yīng)用廣泛，對數(shù)據(jù)沒有強(qiáng)烈的限制，精度高技術(shù)簡便。
GM1，1模型則表示灰色預(yù)測模型是一階的，同時(shí)變量為一個(gè)，微分方程表示為■+ax=u。
1.2 GM1，1模型建模過程
首先假設(shè)除了研究變量外其他因素每年變化都較小，對所研究問題影響甚微，不考慮在內(nèi)。
2 國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測
2.1 國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測模型的確立
近年來，物流業(yè)迅速發(fā)展，國內(nèi)物流的貨運(yùn)量是呈上升趨勢，于是可以對國內(nèi)物流貨運(yùn)量量化研究，同時(shí)國內(nèi)物流貨運(yùn)量數(shù)據(jù)是可獲得的，同樣的，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國內(nèi)實(shí)際GDP是呈上升趨勢的，于是也可以對國內(nèi)實(shí)際GDP進(jìn)行量化研究，同時(shí)國內(nèi)實(shí)際GDP的數(shù)據(jù)是可獲得的。通過官方平臺(tái)獲得兩組實(shí)際數(shù)據(jù)如表1所示。經(jīng)過對比分析，國內(nèi)實(shí)際GDP逐年增長，國內(nèi)物流貨運(yùn)量逐年增長，國內(nèi)實(shí)際GDP與國內(nèi)物流貨運(yùn)量二者之間相互促進(jìn)。由于數(shù)據(jù)的真實(shí)性，便可運(yùn)用灰色預(yù)測模型來預(yù)測未來幾年國內(nèi)物流的貨運(yùn)量及其變化。
2.2 國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測模型及檢驗(yàn)
3 國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測模型應(yīng)用
3.1 未來預(yù)測
基于GM1，1的有效性，可對國內(nèi)2016～2018年的物流貨運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測如表3所示：
3.2 結(jié) 論
通過上述建模過程、分析得到以下結(jié)論：（1）GM1，1模型對研究物流貨運(yùn)量是有效的。（2）從GM1，1模型對國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測結(jié)果來看，預(yù)測有效，模型運(yùn)用合理。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況及需要進(jìn)行修改，來提高預(yù)測值的準(zhǔn)確性。（3）根據(jù)表3實(shí)際預(yù)測數(shù)值，可以看出，國內(nèi)物流貨運(yùn)量是呈上升趨勢的，中國物流業(yè)還會(huì)呈現(xiàn)快速增長模式。
基于灰色預(yù)測模型的實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)以上對國內(nèi)物流貨運(yùn)量預(yù)測與研究，可以看出國內(nèi)物流貨運(yùn)量成逐年增長的趨勢，同時(shí)國內(nèi)實(shí)際GDP也呈現(xiàn)增長趨勢，說明物流的發(fā)展對中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的推動(dòng)作用。基于灰色預(yù)測模型在預(yù)測國內(nèi)物流貨運(yùn)量運(yùn)用時(shí)的合理性，對于未來三年國內(nèi)物流貨運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測，且預(yù)測值呈增長趨勢，起到對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)作用。而且自十以來，我國對經(jīng)濟(jì)體制改革不斷深入，其根本目的是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為物流業(yè)的發(fā)展提供更加有利的條件。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉南，李燕. 現(xiàn)代物流與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系研究――基于浙江省的實(shí)證分析[J]. 管理工程學(xué)報(bào)，2007，21（1）：151-154.
[2] 蘆陽. 對中國發(fā)展第三方物流的分析[J]. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2005，21（2）：68-70.
[3] 鄧聚龍. 灰預(yù)測與灰決策[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.
[4] 崔立志. 灰色預(yù)測技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 南京：南京航空航天大學(xué)（博士學(xué)位論文），2010.
與傳統(tǒng)思路相反
在信息論中的―個(gè)重要理論是香農(nóng)，奈奎斯特(Shannon／Nyquist)采樣定理，它認(rèn)為，無錯(cuò)誤地重建―個(gè)信號所需的樣本數(shù)是由帶寬決定的(帶寬是指信號所占據(jù)頻譜的最短間隔長度)，也就是說為了采集IM的信息，我們至少需要2M的帶寬，這被稱為奈奎斯特率(Nyquist rate)，否則會(huì)導(dǎo)致信息失真。
“壓縮感知”理論與傳統(tǒng)的思路相反，它認(rèn)為，為什么不事先利用較少的采樣數(shù)據(jù)，在事后再利用最優(yōu)化的方法反向重建出原始信息呢?
這樣的思路也有道理。信號通常是有規(guī)律可循的(如果沒有規(guī)律，完全隨機(jī)的信號實(shí)際上毫無意義，就像電視機(jī)屏幕上的雪花噪聲)，有規(guī)律則可以壓縮，而可壓縮信號的采樣頻率會(huì)大大低于奈奎斯特率，復(fù)原后的信息也不會(huì)造成失真，這樣，我們可以極大地降低對數(shù)據(jù)處理的要求。
意外中的發(fā)現(xiàn)
和很多科學(xué)突破一樣，壓縮感知的發(fā)現(xiàn)也純屬意外。2004年，加州理工學(xué)院教授Emmanuel Candes在計(jì)算機(jī)上測試圖像算法，他所測試的圖像質(zhì)量很差，有很多雪花一樣的噪點(diǎn)，他認(rèn)為一個(gè)名叫LI―minimization的算法能清理掉噪點(diǎn)中的條紋。當(dāng)他輸入指令，讓算法開始工作時(shí)，奇跡發(fā)生了：和預(yù)料中一樣，圖像變干凈了但同時(shí)他又意外地發(fā)現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)竟然變得完美起來，這種感覺簡直像魔術(shù)一樣不真實(shí)，就如同一位美女只告訴了你她的手機(jī)號碼中的3個(gè)尾數(shù)，你卻一下子猜對了其余8個(gè)數(shù)!Candes在不同的圖像上重復(fù)進(jìn)行測試，每次的結(jié)果都很完美。
Candes又在博士后助理Juscin Romberg的幫助下，提出了一個(gè)粗略的理論去破譯這個(gè)“魔術(shù)”，并在黑板上展示給加州大學(xué)洛杉磯分校的同事陶哲軒看。他們交談后，Candes認(rèn)為陶哲軒可能不太信服他的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閺囊环揪驮愀獾膱D得到一個(gè)清晰度極大改善的圖，幾乎是不可能的。然而，第二天晚上，陶哲軒就對這一發(fā)現(xiàn)給出了一個(gè)更完整的理論解釋，兩人后來合作了多篇壓縮感知的重要論文。
“壓縮感知”的巨大潛力讓它很快成為研究大熱門，接下來的短短6年中，“壓縮感知”領(lǐng)域迅速產(chǎn)生了上千篇論文。
運(yùn)用“公式”來重建圖片
壓縮感知的工作原理可以用如何得到一幅圖像來解釋。比如你拿到一張長寬均為1024像素的照片，它的圖像由100萬像素組成，像素作為最基本單元，其本質(zhì)就是信號采樣。對于100萬像素的圖像，傳統(tǒng)的成像方式便是進(jìn)行100萬次測量，但壓縮感知的方式，是只需要測量很小一部分，比如隨機(jī)從照片不同位置挑選10萬個(gè)像素，然后通過后期處理補(bǔ)上另外的90萬個(gè)像素。
要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，依賴于名叫“稀疏”的數(shù)學(xué)概念。稀疏是用來描述圖像復(fù)雜性的一種方式。比如我們拍攝飄著自云的天空，其中便有著大片的藍(lán)色和白色，而且這兩種色彩遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他色彩，我們可以說，這是一張“稀疏”的照片。
Emmanuel Candes和陶哲軒也發(fā)現(xiàn)，一幅圖像可以用少量的色塊表示。比如我們所拍攝的藍(lán)天白云，圖像中有大塊的單色，假如這個(gè)單色塊有300 x 300像素那么大，那么在拍攝時(shí)我們可以只需要記錄塊的維度、坐標(biāo)和顏色，而不必去記錄每一個(gè)像素。當(dāng)重建時(shí)再按照維度、坐標(biāo)和顏色的“公式”便可真實(shí)還原出照片。如果是五顏六色的圖像，我們只需要將色塊縮小到人眼無法識(shí)別差異的程度，照樣可以用此方法。也許你會(huì)覺得，將一個(gè)不完整的圖像重建成完整圖像一定會(huì)產(chǎn)生誤差，但Candes和陶哲軒卻用數(shù)學(xué)證明了，采用這種方式，圖像發(fā)生錯(cuò)誤的可能性趨近于零!
拯救了孩子的實(shí)驗(yàn)性算法
在大眾消費(fèi)領(lǐng)域，由于硬件價(jià)格的不斷跳水，數(shù)碼相機(jī)壓縮不壓縮照片對普通用戶沒有太大的影響。但在更多需要大量數(shù)據(jù)集的地方，比如核磁共振成像、天文望遠(yuǎn)鏡、統(tǒng)計(jì)信號處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、生物計(jì)算、高光譜成像、表面計(jì)量、光譜分析、機(jī)器人和控制等領(lǐng)域，“壓縮感知”的作用不可限量。
比如核磁共振成像(MRI)，通常需要15到～40分鐘的掃描，它使用強(qiáng)磁場和電磁波，通過識(shí)別水分子中氫原子信號的分布來推測水分子在人體內(nèi)的分布，進(jìn)而探測和捕獲器官組織的清晰圖像。掃描是一個(gè)痛苦的過程，兒童需要全身麻醉。掃描的時(shí)間越長，對兒童可能造成的傷害幾率也越高。根據(jù)《連線》雜志報(bào)道，去年春天，斯坦福大學(xué)兒童醫(yī)院對一位2歲的嬰兒進(jìn)行測掃描，他的肝臟有缺陷，在移植了捐贈(zèng)的肝臟后一度好轉(zhuǎn)，但不久又出現(xiàn)惡化。醫(yī)生需要對肝臟組織進(jìn)行掃描以診斷哪里出了問題。為了獲得高清晰度的掃描圖像，醫(yī)生需要他始終保持平靜，否則呼吸會(huì)導(dǎo)致圖像模糊。操作MRI機(jī)器的醫(yī)生需要花2分鐘時(shí)間完成掃描。但讓脆弱的孩子停止呼吸如此長時(shí)間，最后恐怕就不止是肝臟會(huì)出問題了。所幸當(dāng)時(shí)這臺(tái)MRI機(jī)器采用了一套實(shí)驗(yàn)性的“壓縮感知”算法，讓醫(yī)生只需40秒時(shí)間完成掃描。當(dāng)天晚些時(shí)候，“壓縮感知”重建的圖像讓醫(yī)生發(fā)現(xiàn)是孩子的膽管出現(xiàn)了堵塞，清理堵塞處后，肝臟便恢復(fù)了正常工作。
不僅僅是用于造成圖像
[論文關(guān)鍵詞]管理科學(xué)方法 管理課程 教學(xué) 滲透
一、引言
管理課程在實(shí)際教學(xué)中，可以融入各門學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，可以穿插大量實(shí)踐案例，更可以滲透管理科學(xué)中的方法，以實(shí)現(xiàn)管理課程綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性的特征。管理科學(xué)的研究方法吸收和移植了當(dāng)代自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的前沿理論，其方法體系具有開放性和包容性的顯著特點(diǎn)。因此，管理課程中能夠并且也需要管理科學(xué)方法的關(guān)聯(lián)教學(xué)，能夠豐富管理課程內(nèi)容，增強(qiáng)軟學(xué)科的硬道理，對于工科類學(xué)生的管理課學(xué)習(xí)尤其重要，能夠成為其學(xué)習(xí)軟科學(xué)的方法及理論的啟蒙教學(xué)工具，讓其明白管理的科學(xué)性及系統(tǒng)性；另方面，管理科學(xué)方法隨時(shí)可能也需要吸收新知識(shí)新理論加入，隨時(shí)可能在其內(nèi)部形成新的獨(dú)立單元，將管理科學(xué)方法在管理課程中進(jìn)行滲透，能夠使其方法理論結(jié)合更多的管理實(shí)務(wù)，使其在管理現(xiàn)實(shí)世界中得到更多的運(yùn)用，從而進(jìn)一步的完善和豐富管理科學(xué)的研究方法。
另外。我國企業(yè)管理水平的有待提高加之我國管理科學(xué)教學(xué)中存在理論與實(shí)際分離的情況導(dǎo)致了管理科學(xué)及其方法在實(shí)際管理工作中未能得到廣泛應(yīng)用。在管理科學(xué)課程的開設(shè)和教學(xué)中，往往將管理課程與方法課程分開設(shè)置，而方法教學(xué)中，又過于強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)問題，如公式推導(dǎo)等，而對管理科學(xué)思想，如何從實(shí)際問題搜集資料數(shù)據(jù)建立模型的技術(shù)，量化方法與實(shí)際管理問題有何關(guān)系如何應(yīng)用等問題分析講解引導(dǎo)不夠。這使得從事實(shí)際管理工作的人員對管理科學(xué)的方法運(yùn)用無從下手，將管理科學(xué)看成深?yuàn)W的、難以掌握的、抽象的數(shù)學(xué)問題，因此，管理科學(xué)及其方法難以在管理實(shí)踐中進(jìn)行普及。
如果在管理課程的講授中，面向?qū)嶋H問題，運(yùn)用關(guān)聯(lián)，歸納演繹等方法將管理科學(xué)方法串聯(lián)或并聯(lián)至相關(guān)管理理論知識(shí)中，既能讓學(xué)習(xí)者更好、更全面、更系統(tǒng)的掌握管理知識(shí)，又能讓他們更好的理解并掌握管理科學(xué)的理論與方法，并將其運(yùn)用于管理工作的實(shí)踐中，更好的促進(jìn)了管理科學(xué)與管理實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。基于此目的，本文從管理科學(xué)的主要方法及其特征八手，探討其在管理課程中如何進(jìn)行滲透教學(xué)。
二、管理科學(xué)方法能夠滲透至管理課程中的原因及優(yōu)勢
管理科學(xué)基本研究方法有三種：歸納法、實(shí)驗(yàn)法和演繹法；經(jīng)過各其他學(xué)科的發(fā)展，管理科學(xué)吸收了各學(xué)科的理論和方法，如“老三論”：系統(tǒng)論、信息論和控制論，“新三論”：耗散結(jié)構(gòu)理論。協(xié)同論，突變論等。管理科學(xué)的研究方法具有多學(xué)科移植性的特點(diǎn)．主要依靠不斷吸收和移植當(dāng)代自然科學(xué)和其他社會(huì)科學(xué)的前沿理論作為自己的研究方法。這種移植性進(jìn)一步?jīng)Q定了管理科學(xué)方法的開放性與包容性，使其能夠更好的結(jié)合管理實(shí)際問題得到進(jìn)一步研究應(yīng)用與豐富。因此，如何在管理課程教學(xué)中滲透管理科學(xué)方法。從而讓學(xué)習(xí)者更加明白管理科學(xué)方法在管理實(shí)踐中的價(jià)值，使得管理科學(xué)方法得到更廣泛的應(yīng)用是值得我們思考和探討的重要問題。
管理科學(xué)研究方法之所以能夠融入滲透至管理課程教學(xué)中的原因主要有兩點(diǎn)：第一，管理活動(dòng)自身性質(zhì)原因。任何一項(xiàng)管理活動(dòng)都是在一定的外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境下產(chǎn)生和進(jìn)行的，受到包括政治、法律、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、心理、歷史、文化等各種環(huán)境因素的影響，這就決定了各項(xiàng)復(fù)雜管理問題必須通過運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)和方法進(jìn)行定性與定量分析才能解決，而管理科學(xué)方法恰恰是吸收、移植和集合了各個(gè)學(xué)科的前沿理論作為研究方法。因此，在管理課程教學(xué)過程中，理所應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)將管理問題與管理科學(xué)方法結(jié)合起來進(jìn)行講解。既傳授了管理科學(xué)新方法，又讓學(xué)習(xí)者更容易理解并弄清楚管理問題。第二，從事管理教學(xué)與研究的教師為在管理課程中穿插與滲透管理科學(xué)方法提供了可能性。從事管理教學(xué)研究的教師、學(xué)者、專家都普遍系統(tǒng)學(xué)習(xí)研究過管理科學(xué)方法，在管理課程授課過程中，能夠?qū)⒆陨碇R(shí)加以融合并結(jié)合管理問題進(jìn)行講解，因此為在管理課程講授中穿插和關(guān)聯(lián)管理科學(xué)方法提供了必要條件。
結(jié)合管理科學(xué)方法在管理課程中進(jìn)行滲透教學(xué)，優(yōu)勢是很明顯的：
第一，通過將管理科學(xué)方法與管理課程中的管理問題進(jìn)行結(jié)合講解與授課，能夠讓同學(xué)們對管理問題的理解更加深刻，把握更加全面，并且學(xué)會(huì)對各種實(shí)際管理問題的操作思路和運(yùn)作技巧。使學(xué)生所獲得的不僅僅是“術(shù)”，而且是可以提高到科學(xué)高度的“學(xué)”。
第二，通過管理課程中管理實(shí)際問題能夠概括抽象地關(guān)聯(lián)傳授和滲透管理科學(xué)的很多方法，如系統(tǒng)論、自組織論、信息論等方法，能夠幫助同學(xué)們學(xué)會(huì)分析各種管理問題的思路和框架，運(yùn)用各種觀點(diǎn)與方法分析與解決管理問題。
第三，無論是在課堂的教學(xué)中還是在管理的研究中，都促進(jìn)了科學(xué)管理和人文管理的不斷融合。這順應(yīng)了將以“科學(xué)主義”為特征的，偏向于“物”，側(cè)重于對外在對象客觀描述與分析的科學(xué)管理方法與以“人文主義”為特征，偏向于“人”，側(cè)重于對人主觀感受與體驗(yàn)的描述與闡釋的人文管理這兩種模式深化與融合的趨勢．
三、管理課程中如何進(jìn)行滲透管理科學(xué)方法的教學(xué)
管理科學(xué)及方法相關(guān)課程在長期的教和學(xué)中存在諸如忽略管理特色，教、學(xué)、用脫節(jié)，教材不適，與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系不緊密等問題，導(dǎo)致了管理科學(xué)及方法作為獨(dú)立課程設(shè)置后，教學(xué)效果不佳，學(xué)生沒有提問、學(xué)習(xí)并解決問題的熱情和能力，學(xué)生不知道如何運(yùn)用管理科學(xué)的方法解決管理中的實(shí)際問題等一系列教學(xué)效果低下等問題。那么，如何才能夠既讓同學(xué)們學(xué)習(xí)了管理科學(xué)及方法，又讓同學(xué)們了解其在管理中的運(yùn)用及效用，并且讓同學(xué)們有積極性有熱情去進(jìn)一步探索管理科學(xué)方法在實(shí)際管理世界中解決管理問題的方法途徑與模式呢?在任何一門管理課程中，如管理學(xué)原理，基礎(chǔ)，市場營銷學(xué)，人力資源管理，企業(yè)戰(zhàn)略管理，組織行為學(xué)，物流管理，供應(yīng)鏈管理，生產(chǎn)運(yùn)作管理，財(cái)務(wù)管理等管理分支課程中，都可以關(guān)聯(lián)、穿插、滲透相關(guān)的管理科學(xué)方法進(jìn)行結(jié)合實(shí)際管理問題的教學(xué)頗為一種更好的管理科學(xué)及方法的教學(xué)方法及模式。
關(guān)鍵詞：信息；信息科學(xué)；信息哲學(xué)
中圖分類號：N031 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：16738268（2012）01005806
太陽在照耀，鳥兒在歌唱，書本在招手，電報(bào)嘀嗒響……這一切都是不同種類和形式的信息。信息概念的含義極為廣泛和深刻，可以從不同的角度和層次對之進(jìn)行探討：可作通信技術(shù)上的考察；可作經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、語言學(xué)方面的考察；可作神經(jīng)學(xué)、心理學(xué)、遺傳學(xué)方面的考察；可作系統(tǒng)科學(xué)和哲學(xué)方面的考察。
自從維納的控制論及申農(nóng)的信息論發(fā)表以來，信息的概念已具有全新的含義，它既不同于日常生活中所理解的“消息”、“報(bào)道”、“音信”等意義，也不同于實(shí)用科學(xué)從語法、語義、語用或信源、信道和信宿角度給出的信息定義。那么，什么是信息？它的本質(zhì)是什么？哲學(xué)上如何解釋？人們從不同領(lǐng)域、不同角度給出的信息定義和概念論述不下百種，但仍然存在很大差異甚至相互矛盾，并且不斷還有人提出新的觀點(diǎn)和看法，長期爭論本身也說明信息概念的深刻性和復(fù)雜性。因此，在中國科學(xué)院編寫的《21世紀(jì)100個(gè)交叉科學(xué)難題》一書中，已把“信息是什么”列為這100個(gè)難題之一。
分析已有的眾多解釋，起碼可以區(qū)分出三個(gè)不同層次的對信息概念的規(guī)定：一是人們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)理解的層次；二是實(shí)用信息科學(xué)的層次；三是哲學(xué)的層次。
一、日常經(jīng)驗(yàn)理解的信息概念
在人們的日常生活中，在一般的資料文件中，信息指的就是具有新內(nèi)容、新知識(shí)的消息、新聞、情報(bào)、資料、數(shù)據(jù)、圖像、密碼以及語言、文字等所揭示或反映著的內(nèi)容。如果將上述定義中的“消息”作廣義化的理解，將所有其他形式的信息載體都看作是“消息”，那么，上述定義的真實(shí)含義便是：信息乃是消息中的新內(nèi)容。顯然，這一理解是在消息能否給接收者帶來新內(nèi)容的意義上被規(guī)定的。這種對信息概念的日常經(jīng)驗(yàn)性的理解，顯然具有相對性和功能性。此類規(guī)定并不能作為信息是什么的本質(zhì)性解釋。
據(jù)《辭源》解釋，信息就是“消息”。早在唐代李中的《碧云集?暮春懷故人》一詩中，就有“夢斷美人沉信息，目穿長路倚樓臺(tái)”的句子，距今已有千余年的歷史。如果把西漢揚(yáng)雄《太玄經(jīng)》中的“陽氣極于上，陰信萌乎下”中的“信”也作為信息理解，它的歷史還要古老得多。 “信息”這個(gè)古老的字眼頻繁地出現(xiàn)在我們的報(bào)刊、文件、廣播、電視之中，信息時(shí)代、信息社會(huì)、信息經(jīng)濟(jì)、信息資源、信息技術(shù)以及冠以各個(gè)專門名詞的信息（如商品信息、市場信息、人才信息、科研信息等等）成了熱門話題。在信息論看來，信息現(xiàn)象充滿天地之間，我們面臨的是一個(gè)以聲音、形態(tài)、色彩、氣息、電波、光線、元素等構(gòu)成的大千信息世界；在自然世界與人類社會(huì)、無機(jī)物與有機(jī)物、生命現(xiàn)象與非生命現(xiàn)象中間，都存在著信息的發(fā)射、傳播與接收的過程。人類早已發(fā)現(xiàn)，蜜蜂會(huì)用不同舞姿向同伴們表示蜜源的方位，螞蟻發(fā)現(xiàn)了需要用集體力量搬運(yùn)的食物，會(huì)用觸角相互傳遞這一信息，而“鸚其鳴矣，求其友聲”證明鳥族是可以用鳥語呼朋引類的，等等。即便是一塊不聲不響的巖石，也向人們傳遞著豐富的史前時(shí)期地球物理信息。
我國古代相傳有兩句詩說道：“花如解語應(yīng)多事，石不能言最可人。” 但從現(xiàn)在看來，石頭和花卉雖沒有聲音的語言，卻有它們自己的一套結(jié)構(gòu)組織來表達(dá)它們的本質(zhì)。自然科學(xué)家的任務(wù)就在于了解這種本質(zhì)，使石頭和花卉能說出宇宙的秘密。而且到現(xiàn)在，自然科學(xué)家已經(jīng)成功地做出了不少工作。以石頭而論，譬如化學(xué)家以同位素的方法，使巖石能表白自己的年齡；地球物理學(xué)家以地震波的方法，使巖石能表白自己離開地球表面的深度；地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家以地層學(xué)的方法，初步地摸清了地球表面即地殼里三四十億年以來的石頭歷史。何況花卉是有生命的東西，它的語言更生動(dòng)、更活潑……像賈思勰在《齊民要術(shù)》里所指出的那樣，杏花開了，好像它傳語農(nóng)民趕快耕土；桃花開了，好像它暗示農(nóng)民趕快種谷子。春末夏初布谷鳥來了，我們農(nóng)民知道它講的是什么話：“阿公阿婆，割麥播禾。”從這一角度看來，花香鳥語同是大自然的語言，重要的是我們要能體會(huì)這種暗示，明白這種傳語，來理解大自然、改造大自然。
我國著名科學(xué)家竺可禎從物候科學(xué)的角度對自然世界的信息現(xiàn)象，作了非常生動(dòng)的令人信服的科學(xué)說明。他認(rèn)為，月、露、風(fēng)、云、花、鳥都是大自然的一種語言，我們可以從中了解大自然的本質(zhì)，即自然規(guī)律。他還以人的胚胎為例，說明“有機(jī)體的細(xì)胞是能存貯無數(shù)代個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)或信息，而分別加以廢置、應(yīng)用或進(jìn)化的”。“生物細(xì)胞的直徑一般不超過幾十個(gè)微米，而生物界億萬年的進(jìn)化所形成的關(guān)于遺傳信息的編碼、存儲(chǔ)和傳遞的機(jī)制即存在于其中。”[1]
社會(huì)科學(xué)家和自然科學(xué)家都普遍認(rèn)為，“信息”已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“消息”的外延，成了一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，統(tǒng)攝性極強(qiáng)、包羅范圍極廣的概念。它可以表現(xiàn)為消息、情報(bào)、通知、書信、編碼、指令、資料、數(shù)據(jù)、程序等具體的信息形式，但任何一種具體的信息形式以及這些形式的簡單總和，都不足以說明信息的本質(zhì)。
二、實(shí)用信息科學(xué)中的信息概念
在一般的實(shí)用信息科學(xué)中，關(guān)于信息的定義是五花八門的。雖然目前的各種定義還并未得到統(tǒng)一和普遍公認(rèn)，但是有兩種說法是最具影響力的，其他一些定義或多或少都可以由這兩種說法通過演繹而獲得。
（一）信息是消除了的不確定性
這是根據(jù)通訊信息論的創(chuàng)立者申農(nóng)的理論對信息所作的一個(gè)規(guī)定。其含義是說，通訊前，消息接收者對發(fā)送消息的內(nèi)容存有不確定性的了解，收到消息后，消息接收者原有的不確定性就會(huì)部分或全部消除了。所以，信息就是消除了的不確定性。在這里，消除了的不確定性是一個(gè)相對意外程度的量，所以有人也說“信息是兩次不定性之差”[2]。
信息，當(dāng)初僅僅是一種通訊系統(tǒng)的模型，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人對客觀事物認(rèn)識(shí)的深化，就逐漸發(fā)展成為一種科學(xué)思維模式，主體與客體之間、主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)各部分之間，都存在“信源――信道――信宿”的過程，它揭示了一系列互相關(guān)聯(lián)和相互轉(zhuǎn)變的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。而信息理論，正是分析與研究這種互相關(guān)聯(lián)和相互轉(zhuǎn)變的運(yùn)動(dòng)形態(tài)的科學(xué)。當(dāng)人們越來越自覺地運(yùn)用信息觀點(diǎn)和方法去認(rèn)識(shí)從自然世界到人類社會(huì)的各種規(guī)律性時(shí)，原來僅僅用于通訊系統(tǒng)的“消息即信息”的傳統(tǒng)看法就被突破了，通訊系統(tǒng)的這只小水盆，再也容納不下信息這頭龐然大物的鯨魚。正是在這種情況下，人們需要重新認(rèn)識(shí)信息概念，以便對它作出新的評價(jià)，于是信息的定義問題就被提出來了。
信息問題與通訊系統(tǒng)有內(nèi)在聯(lián)系，但已經(jīng)不是純粹的通訊系統(tǒng)范疇的問題。在研究信息問題時(shí)，我們一方面應(yīng)借鑒通訊應(yīng)用理論，另一方面又不應(yīng)局限于通訊應(yīng)用理論，而要使我們的視野更加廣闊些，不然就會(huì)削足適履。信息是與“信源――信道――信宿”這一系統(tǒng)過程形影相隨的，脫離了這一系統(tǒng)過程，或者只從這一完整過程的某一局部（或信源，或信道，或信宿）去研究信息，都不可能認(rèn)識(shí)信息的本質(zhì)屬性。縱然對某一局部的研究很深刻，仍然會(huì)使人有不得要領(lǐng)之感。
從上面的討論中可以清晰地看到，“信息是消除了的不確定性”這一定義，實(shí)際上是從信息對信宿的作用的角度對信息所作的一種相對性的量上的功能性定義。
（二）信息即負(fù)熵
控制論的創(chuàng)始人維納曾集中對信息的負(fù)熵含義進(jìn)行了闡釋[3]。在物理學(xué)中（與熱力學(xué)第二定律相關(guān)）熵值是標(biāo)志系統(tǒng)的不確定性程度或混亂度的概念。不確定性的消除就意味著熵值的減少，所以，信息就可以被稱為負(fù)熵。由此又派生出了“信息是系統(tǒng)組織程度（或有序性、秩序性）的標(biāo)志”[4]等說法。
“信息是負(fù)熵”，能作為信息的定義嗎？眾所周知，負(fù)熵是熵的對偶范疇。而熵這個(gè)概念最早是由克勞修斯在對熱力學(xué)第二定律作定量分析時(shí)提出的，他認(rèn)為在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的實(shí)際過程總使該系統(tǒng)的熵增加，或自然過程朝著熵增加的方向變化。后來，波爾茲曼對熵首先提出了微觀解釋。科學(xué)家們認(rèn)為，在由大量粒子（原子、分子）所構(gòu)成的系統(tǒng)中，熵就代表這些粒子之間無規(guī)則排列的程度，或者說代表這個(gè)系統(tǒng)“亂”的程度。系統(tǒng)越“亂”熵就越大，系統(tǒng)越有秩序熵就越小。普里戈金說：“所謂熵，就是對‘分子無序’的度量。由此，熵增加的定律就是逐步無序的定律。”[5]美國著名的科普作家阿西莫夫說：“我們可以把熵看作是衡量宇宙中存在的無序程度的一個(gè)量。”[6]和熵相對的是負(fù)熵。明確提出負(fù)熵這個(gè)概念的是薛定諤。但是在他之前，波爾茲曼在對熵作微觀解釋時(shí)，已經(jīng)包含有負(fù)熵的思想。負(fù)熵的含義和熵相反，就是說明系統(tǒng)的有序、組織、進(jìn)化的程度。那么，負(fù)熵和信息又是什么關(guān)系？能否說信息就等于負(fù)熵？
負(fù)熵是個(gè)量，而量不等于質(zhì)。熵是一個(gè)量值，和熵相對的負(fù)熵同樣是個(gè)量值。負(fù)熵是一個(gè)數(shù)量概念，這在學(xué)術(shù)界是公認(rèn)的。薛定諤說：“‘負(fù)熵’……本身是有序的一個(gè)量度。”[7]在信息論誕生以后，負(fù)熵是作為對信息的一種量度。維納曾經(jīng)說過：“信息量……實(shí)質(zhì)上就是負(fù)熵。”無論負(fù)熵是對有序的量度，還是對信息的量度，反正負(fù)熵是個(gè)量值。認(rèn)為信息等于負(fù)熵，也就是把信息說成是一個(gè)量值。我們知道，任何事物都有質(zhì)和量兩個(gè)方面，信息也不例外。在信息論中，研究信息的量確實(shí)是非常重要的，但是對信息量的研究不能代替對信息質(zhì)的探討。量和質(zhì)雖然有內(nèi)在的聯(lián)系，但并不是互等的。認(rèn)為信息等于負(fù)熵，就是把信息等同于一個(gè)量，抹煞了信息的質(zhì)和量的差別，實(shí)際上是用信息的量代替了信息的質(zhì)。信息的量相等，質(zhì)不一定相同。信息總要有信息符作為載體才能傳達(dá)。我們以英文字母作為信息符，對A、E、T三個(gè)字母按不同順序排列，就得到EAT（吃）、TEA（茶）、ATE（吃過了）、ETA（希臘語的第七個(gè)字母H、g）、AET和TAE（均無意義）六種不同的排列。排序改變，信息的意義也變，也就是信息的質(zhì)也變。A、E、T的不同排列，就有不同的質(zhì)，而如果計(jì)算它們的信息量卻是相同的。相反，相同的信息，也可能有不同的信息量。同一個(gè)信息用不同的信息符來表示，如計(jì)算不同信息符的信息量，結(jié)果可能不同，所以，不能用信息的量代替信息的質(zhì)，而信息的定義主要是從質(zhì)上對信息加以規(guī)定，負(fù)熵沒有揭示信息的本質(zhì)，因此不能作為信息的定義。
負(fù)熵是對有序的量度，負(fù)熵又是對信息的量度，按照A=B，B=C，則A=C的邏輯，信息量就等于有序量。如果把量字去掉，則信息等于有序。有序量則是信息的量，有序則是信息的質(zhì)。許多人就是按照這個(gè)邏輯進(jìn)行思維的，用有序來定義信息，說明信息的本質(zhì)。信息等于有序嗎？為了回答這個(gè)問題，必須分析有序的含義。有序有兩種不同的含義：第一是泛指世界上萬事萬物的有序性；第二是特指信息載體的有序性。但無論指哪一種有序性，都不能作為信息的定義。
負(fù)熵是指事物的有序，而事物的有序不等于信息。有序是指事物的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)是事物的重要特性，但結(jié)構(gòu)沒有概括事物的全部特性。就熱力學(xué)系統(tǒng)來說，除了說明結(jié)構(gòu)的有序和無序之外，還有溫度、體積和壓強(qiáng)等許多屬性。信息不僅要反映事物的有序，而且還要反映事物的其他屬性。把信息的內(nèi)容局限于事物的有序性，這就難免以偏概全。
信息等于負(fù)熵的說法是把信息等于一個(gè)量值，這是不合適的。如果把信息等于負(fù)熵理解為事物的有序性，這只看到了信息的語義方面，而忽略了信息的語法方面。如果把信息等于負(fù)熵理解為信息載體的有序性，這只注意到了信息的語法方面，而忽視了信息的語義方面。這兩種觀點(diǎn)都是片面的。顯而易見，“信息等于負(fù)熵”不能作為信息的定義。
三、哲學(xué)中的信息概念
為克服實(shí)用信息論中對信息概念所作規(guī)定的狹隘性，許多科學(xué)家和哲學(xué)家又試圖從哲學(xué)角度對信息的本質(zhì)加以概括，比較有代表性的觀點(diǎn)有以下幾種。
（一）屬性論：把信息簡單定義為事物的屬性或某種屬性 蘇聯(lián)烏爾蘇爾、塔拉先柯等學(xué)者認(rèn)為，“信息是一切物質(zhì)的屬性，承認(rèn)信息的客觀性，是唯物主義的”[8]。我國著名的信息學(xué)專家鐘義信認(rèn)為，“信息就是事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)以及這種方式/狀態(tài)的直接或間接的表述”[9]。黎鳴先生指出，“信息是物質(zhì)的普遍屬性，它表述它所屬的物質(zhì)系統(tǒng)在同任何其它物質(zhì)系統(tǒng)全面相互作用（或聯(lián)系）的過程中以質(zhì)、能波動(dòng)的形式所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和歷史”[10]。王平認(rèn)為，信息是物質(zhì)的屬性的屬性[11]。應(yīng)該說，鐘義信、黎鳴、王平等學(xué)者都看到了信息的與眾不同的獨(dú)立意義的方面，但是僅僅用“表述”這一概念還不能恰當(dāng)?shù)卣f明信息的物質(zhì)本體上的客觀自在的本質(zhì)的。信息固然是物質(zhì)的屬性，也固然是物質(zhì)的存在方式，但是僅僅把信息定義為此，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能揭示信息的本質(zhì)的。因?yàn)閺奈ㄎ锉倔w論出發(fā)，任何事物、現(xiàn)象都可以歸結(jié)為物質(zhì)及其屬性。從這一點(diǎn)出發(fā)，人們有理由把信息與相互作用、運(yùn)動(dòng)、時(shí)間、空間等概念放到同一個(gè)并列的位置。但是，事實(shí)上，相互作用、運(yùn)動(dòng)、時(shí)間和空間這樣一些物質(zhì)的屬性與物質(zhì)的信息屬性有著質(zhì)的不同，因此，它們都不能算作本質(zhì)性的定義，尤其在哲學(xué)中，更不符合哲學(xué)定義高度抽象性、概括性的要求。
（二）反映論：把信息定義為事物某種具體屬性的反映或表征 劉長林把“信息定義為反映出來的屬性，要全面地認(rèn)識(shí)信息，必須超出間接方法的限制，同時(shí)采取直接的研究方法”[12]。劉伸認(rèn)為，“信息其本質(zhì)仍然是物質(zhì)的一種屬性，是反映的一個(gè)方面”[13]。肖洪均把“信息僅僅看作與有機(jī)體相聯(lián)系的現(xiàn)象”[14]。他們根據(jù)實(shí)用信息論往往僅涉及社會(huì)、人、生物等領(lǐng)域的情況，認(rèn)為反映概念大于信息概念。反映只是信息過程的某種抽象描述，任何反映都必須有它的內(nèi)容，這個(gè)內(nèi)容就是信息，只要有反映就必然有信息。按照列寧的說法，反映不僅在有機(jī)界存在，與之相對應(yīng)，信息也不僅僅與有機(jī)界相聯(lián)系，客觀世界中存在著的歷史“痕跡”就是無機(jī)界信息活動(dòng)的最好見證。另外，在受體（信宿）未接受（反映）信息之前，信息就客觀存在了。所以，信息只可能大于反映，而絕不可能小于反映。對于信息來說，直接性的意義只能從信源自身的質(zhì)的考察中才能得到，雖然我們必須堅(jiān)持信息自身的存在方式必然是反映著的。
（三）中介論：信息作為物質(zhì)與意識(shí)的“中介”而存在 有些學(xué)者認(rèn)為信息既非物質(zhì)又非精神，是獨(dú)立存在的第三態(tài)，是物質(zhì)與意識(shí)的中介。維納說：“信息就是信息，不是物質(zhì)也不是能量。”貢泰爾在《機(jī)器的意識(shí)?控制論的形而上學(xué)》一書中提出，“在物質(zhì)和意識(shí)之外，應(yīng)設(shè)定第三種根本的東西，即信息。這第三種根本的東西既不可完全還原為單純的客觀事物，也不可完全還原為單純的主觀事物”[15]。他認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)世界存充著獨(dú)立的三種根本的東西，即物質(zhì)、意識(shí)、信息。克勞斯認(rèn)為，“決沒有三種獨(dú)立不依的實(shí)在因素，也從來沒有兩種獨(dú)立不依的實(shí)在因素”，并認(rèn)為信息是由物質(zhì)成分與意識(shí)成分完全按照特殊方式融合起來的特殊新質(zhì)”[16]。沈致遠(yuǎn)認(rèn)為，“信息并不等同于物質(zhì)或能量，是一個(gè)獨(dú)立概念，反映的是物質(zhì)系統(tǒng)的某種可能狀態(tài)。信息起了客觀與主觀、物質(zhì)與精神之間的媒介作用”[17]。鐘煥懈說：“信息是主觀與客觀的媒介。”[18]
應(yīng)該說，物質(zhì)世界的唯一特性是客觀實(shí)在性，它存在于人們的意識(shí)之外，在自然界、生物界（人類除外）或機(jī)器中所進(jìn)行變換的信息、作為主體與客體媒介的信息，雖然是一種系統(tǒng)相互聯(lián)系的特殊形式，是一種相互聯(lián)系的有目的或無目的的反映現(xiàn)象，具有物質(zhì)和意識(shí)相互滲透的“中介”特點(diǎn)，但“中介”僅僅是信息所起的某種作用，并不是全部作用，也不是對信息是什么的界定。信息到底是怎樣的一種存在，它與物質(zhì)和精神之間的關(guān)系怎樣？我們從上述學(xué)者的這些定義中并不能清晰地判明。
（四）物質(zhì)自身顯示的間接存在論
更多的關(guān)于信息本質(zhì)問題的哲學(xué)解釋還只是停留在與已有的實(shí)用信息科學(xué)的解釋或哲學(xué)的已有范疇間的簡單比附上。如：把信息解釋為“變易度”、“差異量”等等，這是與實(shí)用信息論中對信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)度量的方式特征的簡單比附；而把信息解釋為“時(shí)空序列”、“狀態(tài)”、“組織性”、“有序性”等等，則是把信息與其載體物的分布特性相比附。又如，把信息解釋為：“信息是物質(zhì)的普遍屬性”；“信息是物質(zhì)的存在方式”；“信息是精神實(shí)體的特征”；“信息是既非物質(zhì)也非精神的第三態(tài)”；“信息是物質(zhì)成分和精神成分的特殊融合物”；“信息是運(yùn)動(dòng)的外化”；“信息屬于物質(zhì)的相互作用范疇”；等等，則是把信息與已有的傳統(tǒng)哲學(xué)概念的界說進(jìn)行簡單的比附。在信息本質(zhì)問題的討論中，無論是采取與實(shí)用信息科學(xué)解釋的簡單比附，還是采取與傳統(tǒng)哲學(xué)范疇含義上的簡單比附的做法都是沒有出路的。
西安交通大學(xué)鄔教授曾在《哲學(xué)信息論要略》一文中就信息的本質(zhì)進(jìn)行過專門的討論，從哲學(xué)的角度，給信息下了一個(gè)本質(zhì)性的科學(xué)的精確的定義：信息是標(biāo)志間接存在的哲學(xué)范疇，它是物質(zhì)（直接存在）存在方式和狀態(tài)的自身顯示[19]。應(yīng)該說，信息的這個(gè)定義基本上克服了以上諸多信息的哲學(xué)定義所存有的局限性。
第一，這條定義沒有在實(shí)用信息科學(xué)的已有解釋或哲學(xué)的已有范疇間進(jìn)行簡單比附，而是直接從信息自身存在的方式上把信息規(guī)定為“間接存在的標(biāo)志”，這就不僅擺脫了實(shí)用信息定義的種種束縛，而且也跳出了以往哲學(xué)概念的重圍。
第二，間接存在是和直接存在相對的概念，直接存在指的是物質(zhì)，間接存在指的是信息，這兩個(gè)概念揭示了信息與物質(zhì)在存在方式上的本質(zhì)區(qū)別，而世界上所有的事物和現(xiàn)象都可以歸入這兩類存在的范圍。這樣意味著除了客觀實(shí)在的物質(zhì)世界之外的一切存在都應(yīng)當(dāng)歸于信息世界。這一信息定義不僅抓住了信息的最為本質(zhì)的方面，而且也無疑已經(jīng)將信息的范圍擴(kuò)展到了不能再擴(kuò)展的極為廣泛的領(lǐng)域。
第三，此定義的前后兩個(gè)分句的表述，都堅(jiān)持了運(yùn)用本體描述的直接性方法，堅(jiān)持了信息本質(zhì)的唯物論立場。這兩個(gè)分句實(shí)質(zhì)上是同一個(gè)意思。“顯示”著的東西必然是“間接存在”的，而“間接存在”的東西又必然是“顯示”著的。但是兩句話比較起來，前一句話不能不更為抽象，而后一句話則可看成是前一句話內(nèi)容的具體化。所以，此定義的兩個(gè)分句都可以分別拿來作為信息的本質(zhì)規(guī)定。
四、結(jié) 論
綜上所述，人們大量使用、社會(huì)廣為流行的“信息”原來還是一個(gè)說不太明白的概念。概念的產(chǎn)生，本來就是對感覺、知覺、印象這類直觀認(rèn)識(shí)形式的抽象，它反映了事物的本質(zhì)屬性，是一種理性認(rèn)識(shí)形態(tài)，但現(xiàn)在卻需要回過頭來對這種抽象的理性認(rèn)識(shí)形態(tài)進(jìn)行再研究。面對這個(gè)為人們大量使用、社會(huì)廣為流行的概念，理論工作者們幾乎同時(shí)提出了一個(gè)相同的問題：“信息究竟是什么？”并且從各個(gè)不同的角度對信息提出了各種不同的定義，試圖探索一個(gè)能說明信息本質(zhì)屬性而又為多數(shù)人接受的定義。
無論是人們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)理解的信息概念，還是實(shí)用信息科學(xué)的信息概念，都是對信息進(jìn)行的具有相對性、功能性和量化性規(guī)定特征，都無法科學(xué)地給出信息的概念，都不能揭示出信息所具有的普遍性品格的本質(zhì)和意義。因此，只能從哲學(xué)的角度定義信息，目前，科學(xué)準(zhǔn)確的信息概念是鄔教授的“物質(zhì)自身顯示的間接存在論”。正是鄔首次將信息概念作為哲學(xué)的最基本范疇之一引入哲學(xué)，把信息作為一種普遍化的存在形式、認(rèn)識(shí)方式、價(jià)值尺度、進(jìn)化原則來予以探討，全面系統(tǒng)地建立了包括信息本體論、信息認(rèn)識(shí)論、信息生產(chǎn)論、信息社會(huì)論、信息價(jià)值論、信息方法論、信息進(jìn)化論諸多領(lǐng)域的系統(tǒng)化的信息哲學(xué)理論體系[20]。他所創(chuàng)立的信息哲學(xué)提出了一種關(guān)于物質(zhì)與信息雙重存在和雙重演化的理論，使信息哲學(xué)真正成為一種區(qū)別于其他哲學(xué)的元哲學(xué)或最高哲學(xué)，從根本上改變了哲學(xué)基本問題的具體表述方式，實(shí)現(xiàn)了人類哲學(xué)的第一次根本轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致了人類哲學(xué)的全方位的根本性變革。
參考文獻(xiàn)：
[1] 竺可禎.物候?qū)W[M].北京：科學(xué)出版社，1973：8384.
[2] 申農(nóng).通信的數(shù)學(xué)理論[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)編譯館，1965：134.
[3] 維納.控制論[M].北京：商務(wù)印書館，1963.
[4] 維納.人有人的用處：控制論與社會(huì)[M].陳步，譯.北京：商務(wù)印書館，1978：133136.
[5] 伊雅?普里戈金.生命的熱力學(xué)[J].摘譯，1974（2）：2543.
[6] 阿酉莫夫.你知道嗎？――現(xiàn)代科學(xué)中的一百個(gè)問題[J].科學(xué)普及，1980（4）：145148.
[7] 埃爾溫?薛定諤.生命是什么？[M]上海：上海人民出版社，1973：81.
[8] 烏爾蘇爾，塔拉先柯.關(guān)于控制論中“信息”概念的定義[J].自然辯證法研究通訊，1963（2）：3546.
[9] 鐘義信.信息科學(xué)[J].自然雜志，1979（3）：155.
[10] 黎鳴.試論唯物辯證法的擬化形式[J].中國社會(huì)科學(xué)，1981（3）；論信息[J].中國社會(huì)科學(xué)，1984（4）.
[11] 王平.信息概念初探[C]//自然辯證法論文集.北京：人民出版社，1983：5668.
[12] 劉長林.論信息的哲學(xué)本性[J].中國社會(huì)科學(xué)，1985（2）：3645.
[13] 劉伸.信息與情報(bào)[J].情報(bào)科學(xué)，1980（4）：35.
[14] 肖洪均.信息的本質(zhì)和認(rèn)識(shí)論[J].哲學(xué)研究，1981（8）：8996.
[15] 貢泰爾.機(jī)器的意識(shí)?控制論和形而上學(xué)[M].上海：上海人民出版社，1957：3846.
[16] 克勞斯.從哲學(xué)看控制論[M].梁志學(xué)，譯.北京：中國社會(huì)科學(xué)出版社，1981：6268.
[17] 沈致遠(yuǎn).什么叫信息科學(xué)[J].人民教育，1980（11）：5456.
[18] 鐘煥懈.信息與反映[J].哲學(xué)研究，1980（12）：59.
關(guān)鍵詞 信息處理；N元模型；語音識(shí)別；句法分析
一、中文信息處理的特點(diǎn)
1.漢字的特殊性
我們都知道，英語在計(jì)算機(jī)信息處理方面的優(yōu)勢就是其字母數(shù)量有限，因而可以很容易的進(jìn)行輸入輸出以及信息的加工和處理，而中文的漢字則數(shù)量龐大，且字形相對復(fù)雜，這就給漢字的編碼帶來了不小的困擾。因此我們根據(jù)漢字信息處理過程中的不同要求對漢字進(jìn)行了不同形式的編碼，總結(jié)來說有以下幾種方案，即漢字輸入編碼,漢字標(biāo)準(zhǔn)編碼,漢字內(nèi)碼和漢字形碼。
2.書面漢語的特殊性
漢語的另一個(gè)特征是在書面表達(dá)中，詞語和記號之間沒有明顯的分隔標(biāo)記，這就使自動(dòng)分詞在書面漢語分析中成立一個(gè)難題。分詞需要將連續(xù)的字按照一定的規(guī)范進(jìn)行有序的組合，比較英文我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，英文單詞之間都是用空格來做分隔符，而中文則是習(xí)慣通過字、整句以及段落進(jìn)行簡單的劃分，而這其中的一個(gè)難點(diǎn)就是對詞語的劃分，我們都知道，英語中也有短語劃分的問題，但是由于中文的詞語遠(yuǎn)比英語的數(shù)量和范圍要龐大，因而處理起來更為困難。
3.漢語語音的特殊性
在語音方面，漢語的特征是音節(jié)結(jié)構(gòu)相對簡單，音節(jié)劃分界限比較清晰，但是聲調(diào)和變調(diào)是中文與英文的顯著區(qū)別，因而在語音識(shí)別和語音合成方面來講這是一個(gè)劣勢，但是總體上來說漢語語音的處理比之其他方面來說還是相對容易的。
4.漢語語法的特殊性
在語法方面，漢語詞匯的句法功能相對來說難以判斷，這與英語語言上的多變形態(tài)有著截然不同的表現(xiàn)。漢語主要依靠詞序和虛詞來表達(dá)不同的含義，因此如果不能很好的掌握句法，就特別容易產(chǎn)生歧義，因此漢語語句自動(dòng)分析這一重要技術(shù)是一項(xiàng)難以攻克的技術(shù)。
二、中文信息處理的若干技術(shù)
1.N元模型
設(shè)wi是文本中的任意一個(gè)詞,如果已知它在該文本中的前兩個(gè)詞wi-2w-1,便可以用條件概率P(wi|wi-2w-1)來預(yù)測wi出現(xiàn)的概率。這就 是統(tǒng)計(jì)語言模型的概念。一般來說,如果用變量W代表文本中一個(gè)任意的詞序列,它由順序排列的n個(gè)詞組成,即W=w1w2。。。wn,則統(tǒng)計(jì)語言模型就是該 詞序列W在文本中出現(xiàn)的概率P(W)。利用概率的乘積公式,P(W)可展開為:P(W)=P(w1)P(w2|w1)P(w3|w1 w2)。。。 P(wn|w1 w2。。。wn-1)不難看出,為了預(yù)測詞w n的出現(xiàn)概率,必須知道它前面所有詞的出現(xiàn)概率。從計(jì)算上來看,這種方法太復(fù)雜了。如果任 意一個(gè)詞wi的出現(xiàn)概率只同它前面的兩個(gè)詞有關(guān),問題就可以得到極大的簡化。這時(shí)的語言模型叫做三元模型(tri- gram):P(W)≈P(w1)P(w2|w1)∏i(i=3,。。。,nP(wi|wi-2w-1) 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中
符號∏i i=3,…,n P(…)表示概率的連乘。一般來說,N元模型就是假設(shè)當(dāng)前詞的出現(xiàn)概率只同它前面的N-1個(gè)詞有關(guān)。重要的是這些概率參數(shù)都是可以通過大規(guī)模語料庫來計(jì)算的。比如三元概率有P(wi|wi-2wi-1)≈count(wi-2wi-1wi)/count(wi-2wi-1)式中count(…)表示一個(gè)特定詞序列在整個(gè)語料庫中出現(xiàn)的累計(jì)次數(shù)。
2.語音識(shí)別
語音識(shí)別的最終目標(biāo)是使人類與計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)真正意義上的自由交流，使機(jī)器聽懂人類的語言，并及時(shí)的做出準(zhǔn)確的反饋。語音識(shí)別技術(shù)包括了信號處理、模式 識(shí)別、概率論和信息論、發(fā)聲機(jī)原理和聽覺原理、人工智能等主要內(nèi)容。語音識(shí)別技術(shù)主要包括特征提取技術(shù)、模式匹配準(zhǔn)則和模型訓(xùn)練技術(shù)3個(gè)方面,另外還涉及 到語音識(shí)別單元的選取，在這個(gè)問題上我們通常采用的是以音節(jié)為識(shí)別單元。另外，在特征參數(shù)的提取技術(shù)方面，由于語音符號中含有大量的信息，它們通常被稱為 聲學(xué)特征。特征參數(shù)是決定語音識(shí)別質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，因此我們應(yīng)該極可能的采集所要傳播語言的語義信息，剔除掉說話人的個(gè)人信息干擾，這樣才能保證特征參數(shù) 的有效性和準(zhǔn)確性。
3.句法分析
句法分析是以漢語的語法特征為分析方法，對句子、段落中的短語結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行各個(gè)句子成分 關(guān)系的分析，分析的主要內(nèi)容包括：句子中所有的單句，每個(gè)單句在句法中的作用是什么，在單句以上更大的語法結(jié)構(gòu)是什么，句子中的短語或詞組類型是什么，在 句子中起了什么作用，最后，所有這些成分是如何有機(jī)組合或附著在整個(gè)句子中的，這些就是句法結(jié)構(gòu)分析的主要內(nèi)容，這叫做線圖分析法。值得說明的是，英語語言結(jié)構(gòu)中主語必須置于謂語之前，否則所表達(dá)的意思就完全變化了，當(dāng)然，在一些特定情況下，如倒裝句結(jié)構(gòu)中這種情況還是普遍存在的。這一點(diǎn)是與漢語有著顯著的區(qū)別的。
三、結(jié)語
中文信息處理技術(shù)有著重要的意義，它是語言學(xué)與信息技術(shù)的有機(jī)融合，旨在對中文的音、形、義等輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行必要的信息加工與處理，在這一過程中涉及到了計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、聲學(xué)等大量學(xué)科的交叉知識(shí)。具體來說，語言信息處理是將自然語 言的各個(gè)部分，包括詞語、句子、段落以至篇章進(jìn)行文本、聲音和圖像各種方式的信息化加工，然后對這些信息進(jìn)行輸入輸出、壓縮、存儲(chǔ)以及檢索等等各項(xiàng)處理。 我們都知道，自然語言是我們?nèi)粘Ｗ钪匾慕涣鳒贤üぞ撸侨祟愡M(jìn)行思維活動(dòng)、文化傳播的有效載體，因此語言信息處理這種技術(shù)有著重要的意義，本文專門分析 了利用計(jì)算機(jī)處理中文信息，即漢語信息處理技術(shù)，希望本文能夠?qū)ν袀冇兴鶈⑹荆€望能夠多多交流學(xué)習(xí)，更好的完善這項(xiàng)技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞 電力線通信；數(shù)據(jù)壓縮；LZW
中圖分類號TN913 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號 1674-6708（2011）57-0192-02
電力線載波通信是利用已有的電力線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N通信方式，無需專門架設(shè)通信基礎(chǔ)設(shè)施并且具有相當(dāng)廣泛的網(wǎng)絡(luò)分布，具有投資小、設(shè)備簡單、通信可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于電力線載波通信存在著一些技術(shù)難題，如傳輸信道間歇噪聲大、阻抗隨負(fù)載變化大、信號衰減大等問題，我們將數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)引入電力線載波通信，在數(shù)據(jù)傳輸前進(jìn)行壓縮，這樣就可以盡可能在有限的帶寬內(nèi)傳輸盡可能多的數(shù)據(jù)。
1 數(shù)據(jù)壓縮原理
數(shù)據(jù)壓縮是指在不丟失信息的前提下，縮減數(shù)據(jù)量以減少存儲(chǔ)空間，提高其傳輸、存儲(chǔ)和處理效率的一種技術(shù)方法。或按照一定的算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織，減少數(shù)據(jù)的冗余和存儲(chǔ)的空間。壓縮的理論基礎(chǔ)是信息論[1]。從信息的角度來看，壓縮就是去除掉信息中的冗余，即去除掉確定的或可推知的信息，而保留不確定的信息，也就是用一種更接近信息本質(zhì)的描述來代替原有的冗余的描述，這個(gè)本質(zhì)的東西就是信息量。
關(guān)于數(shù)據(jù)壓縮有很多算法，針對不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)選擇不同的壓縮算法從而達(dá)到最優(yōu)的壓縮效果。LZW繼承了LZ77和LZ78壓縮效果好、速度快的優(yōu)點(diǎn)，且算法描述易于接受。該算法能在不了解數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性前提下，使壓縮比接近已知統(tǒng)計(jì)特性時(shí)所能達(dá)到的壓縮比，且易于實(shí)現(xiàn)，是目前最常用的算法。
1.1 LZW算法基本原理
LZW壓縮算法是一種新穎的壓縮方法，Lemple-Ziv-Welch 三人共同創(chuàng)造，用他們的名字命名。它采用了一種先進(jìn)的串表壓縮，將每個(gè)第一次出現(xiàn)的串放在一個(gè)串表中，用一個(gè)數(shù)字來表示串，壓縮文件只存貯數(shù)字，則不存貯串，從而使圖像文件的壓縮效率得到較大的提高。奇妙的是，不管是在壓縮還是在解壓縮的過程中都能正確的建立這個(gè)串表，壓縮或解壓縮完成后，這個(gè)串表又被丟棄[2]。
LZW算法中，首先建立一個(gè)字符串表，把每一個(gè)第一次出現(xiàn)的字符串放入串表中，并用一個(gè)數(shù)字來表示，這個(gè)數(shù)字與此字符串在串表中的位置有關(guān)，并將這個(gè)數(shù)字存入壓縮文件中，如果這個(gè)字符串再次出現(xiàn)時(shí)，即可用表示它的數(shù)字來代替，并將這個(gè)數(shù)字存入文件中。壓縮完成后將串表丟棄。如"print" 字符串，如果在壓縮時(shí)用266表示，只要再次出現(xiàn)，均用266表示，并將"print"字符串存入串表中，在圖像解碼時(shí)遇到數(shù)字266，即可從串表中查出266所代表的字符串"print"，在解壓縮時(shí)，串表可以根據(jù)壓縮數(shù)據(jù)重新生成。
LZW算法流程：
1）初始化：將所有的單字符串放入串表；2）讀第一個(gè)輸入字符給前綴串ω；3）Step: 讀下一個(gè)輸入字符K。
if 沒有這樣的K(輸入已窮盡)：
碼字(ω) 輸出；結(jié)束。
If ωK 已存在于串表中：
ω:=ωK；repeat Step；
else ωK不在于串表中:
碼字(ω) 輸出；
ωK加進(jìn)串表；
ω:=K；repeat Step.
例子：
input:ababcbababaaaaaaa
ω:a->ab->ba->ab->4c->cb->ba->5b->8a->aa->aa->10a->aa->11a->a#->#
串表：1(a) 2(b) 3(c) 4(ab) 5(ba) 6(4c) 7(cb) 8(5b) 9(8a) 10(aa) 11(10a) 12(11a)
output:a b 4 c 5 8 a 10 11 a
1.2 電力線通信報(bào)文壓縮算法設(shè)計(jì)
將LZW壓縮算法應(yīng)用在電力線通信中，數(shù)據(jù)采樣利用率提高了兩倍，使報(bào)文傳遞更可靠；通過控制信息位（bit）級檢錯(cuò)、數(shù)據(jù)信息分組檢錯(cuò)等手段，增強(qiáng)檢錯(cuò)能力，降低誤同步概率；數(shù)據(jù)信息分組檢測糾錯(cuò)，報(bào)文長度不再受鏈路層程序邏輯限制；糾錯(cuò)方式不再是唯一的擴(kuò)頻，支持不同長度的擴(kuò)頻編碼，速率的提高可減少報(bào)文沖突幾率，有利于并行路由的順暢運(yùn)行；報(bào)文壓縮后不僅可以提高傳輸速率，還可以提升數(shù)據(jù)傳輸成功機(jī)率[3]。
例如，報(bào)文原始數(shù)據(jù)為：255，24，54，255，24，255，255，24，5，123，45，255，24，5，24，54...如何對它進(jìn)行壓縮，因?yàn)樵紨?shù)據(jù)可以用8bit來表示，故清除標(biāo)志Clear=255+1 =256，結(jié)束標(biāo)志為End=256+1=257，目前標(biāo)號集為0 1 2 3......255 CLEAR END
第一步，讀取第一個(gè)字符為255，在標(biāo)記表里面查找，255已經(jīng)存在，不做處理；
第二步，取第二個(gè)字符，此時(shí)前綴為A，形成當(dāng)前的Entry為(255，24)，在標(biāo)記集合不存在，把它在標(biāo)記集合中標(biāo)記為258，然后輸出前綴A，保留后綴24，并作為下一次的前綴（后綴變前綴)；
第三步，取第三個(gè)字符為54，當(dāng)前Entry(24，54)，記錄(24，54)為標(biāo)號259，并輸出24，后綴變前綴；
第四步：取第四個(gè)字符255，Entry=(54，255)，記錄(54，255)為標(biāo)號260，輸出54，后綴變前綴。.......
一直處理到最后一個(gè)字符，用一個(gè)表記錄處理過程，CLEAR=256，END=257。
表1 LZW算法舉例
2 算法改進(jìn)
2.1 改進(jìn)思路
LZW方法簡單易行，但是存在諸多不足，例如，對不同大小的文件，均使用12位輸出代碼。在壓縮的開始階段文件較小時(shí)，字典中的短語比較少，使用位數(shù)更少的壓縮代碼顯然能減少壓縮文件的大小[4]。當(dāng)“next code”的值在256到511之間時(shí)，9位輸出代碼就足以表示所有短語；另一個(gè)有待改進(jìn)的方面是壓縮率的監(jiān)測。在壓縮進(jìn)程中，當(dāng)字典空間被填滿、新的短語不能加入到字典中時(shí)，對隨后的字典中無定義的字符串就無法進(jìn)行壓縮，壓縮率將下降。
2.2 改進(jìn)方法
1）可變代碼長度
發(fā)現(xiàn)字典填滿時(shí)，立即將字典清空，以便后續(xù)字符串能建立短語。首先在字典中設(shè)置清除標(biāo)志，當(dāng)字典填滿后，在進(jìn)行閾值判斷時(shí)，對每一個(gè)碼字(Code Word)的使用情況計(jì)數(shù)。當(dāng)進(jìn)行閾值判斷所得到的壓縮比小于指定的閾值時(shí)，發(fā)出清除標(biāo)志，這時(shí)根據(jù)字典中每一個(gè)碼字使用的計(jì)數(shù)值大小進(jìn)行排序，對字典進(jìn)行相應(yīng)的重構(gòu)，然后刪除排序靠后的若干項(xiàng)。這種方法較簡單，也有效果[5]。
STEPl初始化，使開始詞典包含所有可能的根(Root)，當(dāng)前前綴P置空；
STEP2當(dāng)碼字流有碼字要譯時(shí)，反復(fù)執(zhí)行STEP3，STEP4，STEP5和STEP6；
STEP3讀入字符數(shù)據(jù)流中的下一個(gè)字符C；
STEP4如果字符串P+C在當(dāng)前詞典中，
a P置P+C（用字符C擴(kuò)展P）；
b 把代表當(dāng)前前綴P的碼字輸出到碼字流;
否則，
c 輸出表示P的碼字到編碼數(shù)據(jù)流；
d 把字符串P+C添加到詞典；
e P置C（此時(shí)P僅含一個(gè)字符C）；
STEP5若字典未滿，則執(zhí)行STEP3；
STEP6如果壓縮比小于指定闞值，則清除匹配率小的詞條，否則，返回STEPl;
