信息科学导论——系统、控制与信息

本书系统介绍了信息科学的基础概念和原理，内容包括：认知、系统论、控制论与信息论，信号、元器件与电路，处理器信息处理架构与开放系统互联参考模型，工程伦理与系统工程。

前言
第1章 认知 1
1.1 引言 1
1.2 认知的生理基础 1
1.3 认知的思维 2
1.3.1 概念 2
1.3.2 思维的逻辑 3
1.3.3 思维的理性 4
1.4 认知范式 4
1.4.1 世界观 4
1.4.2 人生观 5
1.4.3 价值观 5
1.5 科学研究方法 5
1.6 小结 6
第2章 系统论 7
2.1 引言 7
2.2 一般系统论 7
2.2.1 元素关联性 8
2.2.2 功能整体性 8
2.2.3 结构层次性 8
2.2.4 环境适应性 8
2.2.5 结果目的（目标）性 9
2.2.6 结构与功能 9
2.3 系统演化论 9
2.3.1 自组织理论 10
2.3.2 复杂适应系统理论 12
2.4 本体论系统 13
2.5 解释结构模型 14
2.5.1 建模 14
2.5.2 系统元素 15
2.5.3 邻接矩阵 15
2.5.4 可达矩阵 16
2.5.5 结构元素层级分解 16
2.5.6 结构模型 17
2.6 小结 17
第3章 控制论 18
3.1 引言 18
3.2 主客体控制模型 18
3.3 控制任务 19
3.4 控制方式 19
3.4.1 简单控制 19
3.4.2 补偿控制 19
3.4.3 反馈控制 19
3.4.4 递阶控制 20
3.5 控制规律 20
3.5.1 位式控制规律 20
3.5.2 比例控制规律 20
3.5.3 比例积分控制规律 20
3.5.4 比例积分微分控制规律 21
3.6 小结 21
第4章 信息论 22
4.1 引言 22
4.2 信息的定义 22
4.3 信息的度量 22
4.3.1 自信息 23
4.3.2 条件自信息量 23
4.4 信源编码 24
4.4.1 信息源编码 24
4.4.2 等长编码定理 25
4.5 信道容量 25
4.5.1 信道概念 25
4.5.2 信道模型 26
4.5.3 信道容量公式 26
4.6 小结 27
第5章 信号、元器件与电路 28
5.1 引言 28
5.2 信号 28
5.3 无源电子元器件 28
5.3.1 理想电压源 29
5.3.2 理想电流源 29
5.3.3 理想电阻 29
5.3.4 理想电容 29
5.3.5 理想电感 29
5.4 电路定律 29
5.5 有源电子元器件 30
5.5.1 半导体 30
5.5.2 PN结 31
5.5.3 晶体管 32
5.5.4 集成电路 33
5.6 数字元器件与数字电路 33
5.6.1 双稳态电路 34
5.6.2 RS锁存器 34
5.6.3 D锁存器 34
5.6.4 D触发器 35
5.6.5 寄存器 35
5.7 微处理器 35
5.8 小结 36
第6章 处理器信息处理架构 37
6.1 引言 37
6.2 对象属性模型 37
6.2.1 对象属性状态信息 37
6.2.2 对象属性编码 37
6.2.3 逻辑编码 38
6.2.4 物理编码 38
6.2.5 信息闭环处理 39
6.3 数据安全属性 40
6.3.1 安全内容与安全威胁 40
6.3.2 安全属性与安全技术 40
6.3.3 安全体系 41
6.4 语言 41
6.4.1 开关电路与布尔代数 41
6.4.2 高级语言 42
6.4.3 程序设计语言发展 45
6.5 强制性语言 45
6.5.1 冯·诺依曼体系 45
6.5.2 绑定的概念 47
6.5.3 变量 47
6.5.4 虚拟机 48
6.6 程序单元 48
6.7 形式文法 49
6.7.1 文法 49
6.7.2 文法产生的语言 49
6.7.3 自动机 50
6.8 处理器架构 51
6.8.1 结构与组织 51
6.8.2 指令集体系 52
6.8.3 寻址方式 52
6.8.4 处理器时序 53
6.8.5 处理器架构实现 53
6.8.6 中断机制 54
6.8.7 处理器驱动 54
6.9 嵌入式系统 55
6.10 小结 55
第7章 开放系统互联参考模型 56
7.1 引言 56
7.2 协议与服务原语 57
7.3 协议分层 58
7.3.1 应用层 58
7.3.2 表示层 59
7.3.3 会话层 59
7.3.4 传输层 59
7.3.5 网络层 59
7.3.6 数据链路层 60
7.3.7 物理层 60
7.4 接口与总线 60
7.5 I2C总线 61
7.5.1 拓扑连接 61
7.5.2 机械定义 61
7.5.3 电气定义 61
7.5.4 逻辑与操作规程定义 61
7.5.5 地址定义 62
7.6 小结 62
第8章 工程伦理 63
8.1 引言 63
8.2 工程与伦理 63
8.2.1 科学、技术与工程 63
8.2.2 伦理 64
8.2.3 工程实践中的伦理问题 64
8.2.4 如何处理工程实践中的伦理问题 64
8.3 工程中的风险、安全与责任 65
8.3.1 工程风险的来源与防范 65
8.3.2 工程风险的伦理评估 66
8.3.3 工程风险中的伦理责任 67
8.4 工程价值与公正 68
8.4.1 工程价值 68
8.4.2 工程所服务的对象及可及性 69
8.4.3 工程实践中的攸关方与社会成本承担 69
8.4.4 公正原则在工程的实现 70
8.5 工程活动中的环境伦理 71
8.5.1 工程活动中环境伦理观念的确立 71
8.5.2 工程活动中的环境价值与伦理原则 71
8.5.3 工程师的环境伦理 72
8.6 工程师的职业伦理 73
8.6.1 工程职业 73
8.6.2 工程职业伦理 74
8.6.3 工程师的职业伦理规范 75
8.7 小结 77
第9章 系统工程 78
9.1 引言 78
9.2 系统工程方法论 78
9.2.1 硬系统方法论 78
9.2.2 软系统方法论 80
9.2.3 综合集成方法论 81
9.2.4 物理-事理-人理方法论 82
9.2.5 5W1H方法 83
9.2.6 V模型 83
9.3 系统模型 84
9.3.1 模型定义 84
9.3.2 系统建模原理 84
9.3.3 系统模型分类 86
9.3.4 系统建模方法 87
9.4 系统仿真 89
9.4.1 概念 89
9.4.2 仿真类型 89
9.4.3 系统仿真模型结构 90
9.4.4 系统仿真过程 90
9.5 系统分析 90
9.5.1 概念 90
9.5.2 技术经济分析 91
9.5.3 成本效益分析 93
9.5.4 量本利分析 94
9.5.5 可行性研究 95
9.5.6 系统分析方法 96
9.6 系统预测 96
9.6.1 预测方法分类 96
9.6.2 系统预测步骤 97
9.7 系统评价 98
9.7.1 概念 98
9.7.2 系统评价分类 98
9.7.3 系统评价的复杂性 99
9.7.4 系统评价原则 99
9.7.5 系统评价程序 100
9.7.6 评价指标体系构建 100
9.8 系统优化 104
9.8.1 概念 104
9.8.2 系统优化特点 105
9.8.3 系统优化模型 105
9.9 系统决策 106
9.9.1 概念 106
9.9.2 系统决策原则与分类 106
9.9.3 系统决策过程 107
9.9.4 系统决策模型 107
9.10 系统管理 108
9.10.1 概念 108
9.10.2 实体原型系统 108
9.10.3 实体原型系统的控制 108
9.10.4 实体原型系统的信息化系统 108
9.10.5 逻辑编码 109
9.10.6 数据载体 110
9.10.7 数据共享 112
9.11 小结 112
参考文献 113