简析数据分析在信息论中的应用

李彦辉

摘 要：伴随着计算机及网络通信技术的不断发展，信息技术已经成为当今社会上比较广泛的高新技术之一，信息论是一门非常系统和理论性很强的学科，它涉及到随机过程，概率论与数理统计，线性代数等多门学科。并且数据分析在信息论中实际应用是软件编程的主要依据，本文主要从信息论的分类及其研究的主要内容入手，并且信息学是采用概率与数理的统计方法进行信息研究的，通信系统的数据传输密码学及统计信号处理的应用。同时信息反馈控制机制的稳定性等也容易被人们所接受，并且也为科学界带来了新的朝气。

关键词：数据分析；通讯编码；信息论 应用

引言：当今人类生存和发展赖以生存的环境离不开信息的获取及传递，还有再生、控制及利用，信息论是一本把信息作为主要研究对象的科学，主要是研究信息的本质特征及发展规律为根本基础，应用数据分析中的概率论，对数据进行存储、传输及处理，主要是为了提高信息系统的可靠性，能够使得信息系统达到最优状态，因此数据分析在信息论中的应用非常关键，本文将分别对于数据及信息进行阐述。

一、信息论的定义与分类

1.定义

1.1信息论是通讯的基本问题就是精确地或近似地在一端复现在另一端所挑选的信号。

1.2信息论是关于信息的本质和传送规律的科学理论，是研究信息的计量、发送、传递、交换、接收和储存的一门新兴科学。

2.分类

2.1狭义信息论：是用统计学的方法研究通讯系统中存在的信息传递和处理的规律的科学。

2.2广义信息论：是用数学和其他有关科学的方法研究一切现实系统中存在的信息传递、处理识别和利用的共同规律的科学。

二、信息论所研究的内容

在实际的通讯过程中，通讯系统都是比较复杂的，然而多有的通信系统基本上都是以信息的形式发送的，信息的通讯过程中主要应用概率论与数理统计的方法对信息进行处理的，因此信息论将作为一种新型的传递信息的数据统计现象来考虑的，这样主要能够估算出通信通道的容量及计算方法，并且能够将信息进行压缩，使得信息传输的信源信道等方面存在相互的必要的联系。

1.信息量就是根据数据的分析及度量，对信息进行更进一步的研究后，发现信息量与概率有很大的关系，信息发生的概率越大，信息量就会越小，信息发生的概率小，则信息量就很大。

2. 信息及信息获取的通道，主要是根据传输及存储的信息决定的，由信源发出的信息需要进行数据处理及分析之后进行编码，使其能够转化为信道中的传输信号，信道的容量就是信息传递的多少及传输的速度来决定的，它还会锁着信源的主要性质及数据统计还有编码的方法而发生改变。

3. 信息获取的方法主要是通过对信息进行观察或者考察而形成的数据及结构进行分析和整理，通过对信息获取过程进行充分的分析，使得复杂的系统产生有规律的认识，从而不需要对其整体的结构进行详细的分析，还要对信息的流程进行综合的研究及考察，使得获取的信息具有完整性的特征。另外，信息获取的方法主要是对具体的形态及系统的运动过程抽象化为信息过程，在不考虑系统内具体形态情况下研究其余外界之间的关系，说明信息的观点是考察这一过程非常有必要的。

三、信息与数据的关系

信息与数据是不可分离的。信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意義，才成为信息；就本质而言，数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。

数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。即不随载体的物理设备形式的改变而改变。信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。

四、数据分析在信息论中的应用

1.数据是对客观事物记录下来的、可以鉴别的符号，这些符号不仅指数字，而且包括字符、文字、图形等等；数据经过处理仍然是数据。处理数据是为了便于更好地解释，只有经过解释，数据才有意义，才成为信息；可以说信息是经过加工以后、并对客观世界产生影响的数据

2.在管理过程中，同一数据，每个人的解释可能不同，其对决策的影响可能不同。结果，决策者利用经过处理的数据做出决策，可能取得成功，也可能失败，这里的关键在于对数据分析在信息论中的具体应用。

3.在当今科技发展迅速的时代，数据分析在信息论中的应用也比较广泛，信息产业是当今是世界上最大的产业，并且在高新技术中，信息及书发展速度最快，与此同时数据分析也紧随着信息发展的速度，成为最广泛，为社会经济的发展贡献的力量最为明显。

4.数据分析的应用

任何信息都有冗余，冗余大小和信息中每个符号的出现概率或者说不确定性有关。并且把信息中排除了冗余后的平均信息量称为信息熵，并给出了计算信息熵的数学表达式，这为数据分析奠定了理论基础。数据分析的主要目的是力求用最少的数据表示信源所发出的信号，使信号占用的存储空间尽可能小，以达到提高信息传输速度的目的。数据分析在近代信息处理问题中有大量的应用，无论在数据存储或传送中，通过数据分析不仅可以大大节省资源利用的成本，而且把一些原来无实用意义的技术，如多媒体技术中的一些问题，达到具有实用意义的标准。

5.数据分析作为信息论研究中的一项内容，主要是有关数据分析比和各种编码方法的研究，即按某种方法对源数据流进行编码，使得经过编码的数据流比厡数据流占有较少的空间。其中基于符号频率统计的哈夫曼编码效率高，运算速度快，实现方式灵活，使得其在数据分析领域得到了广泛的应用。

结语：信息论的发展初级阶段，人们对于信息系统的理解是比较浅薄的，而在当今时代，随着信息科技的不断发展，数据分析在信息论中的应用越来越广泛，并且在信息处理技术及控应用数据统计理论与编码处理网络方面的应用，从此可以看出处理网络问题主要是通过数据分析及统计进行信息处理的，并且随着信息技术不断的发展，信息论与数据分析还会不断的创新发展，使其为我们提供便利条件，从而在更多领域中有所建树。

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