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信息论论文【荐】.doc
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文档介绍：信息论与编码题目最大熵原理的合理性及其应用姓名学号院系成绩二Ｏ一一年十二月二十八日最大熵原理的合理性及其应用摘要：熵是源于物理学的基本概念，后来香农在信息论中引入了信息熵的概念，它在统计物理中的成功使人们对熵的理论和应用有了广泛和高度的重视。最大熵原理是一种在实际问题中已得到广泛应用的信息论方法。本文从信息熵的概念出发，对最大熵原理做了简要介绍，并论述了最大熵原理的合理性，最后提及它在一些领域的应用，通过在具体例子当中应用最大熵原理，展示该原理的适用场合，以期对最大熵原理及其应用有更深刻的理解。关键词：熵；信息熵应用；最大熵原理；不适定性问题；1.概述科学技术的发展使人类跨入了高度发展的信息化时代。在政治、军事、经济等各个领域，信息的重要性不言而喻，有关信息理论的研究正越来越受到重视，信息论方法也逐渐被广泛应用于各个领域。信息论一般指的是香农信息论，主要研究在信息可以度量的前提下如何有效地、可靠地、安全地传递信息，涉及消息的信息量、消息的传输以及编码问题。1948年C.E.Shannon为解决通信工程中不确定信息的编码和传输问题创立信息论，提出信息的统计定义和信息熵、互信息概念，解决了信息的不确定性度量问题，并在此基础上对信息论的一系列理论和方法进行了严格的推导和证明，使以信息论为基础的通信工程获得了巨大的发展。信息论从它诞生的那时起就吸引了众多领域学者的注意，他们竞相应用信息论的概念和方法去理解和解决本领域中的问题。近年来，以不确定性信息为研究对象的信息论理论和方法在众多领域得到了广泛应用，并取得了许多重要的研究成果。迄今为止，较为成熟的研究成果有：E.T.Jaynes在1957年提出的最大熵原理的理论；S.K.Kullback在1959年首次提出后又为J.S.Shore等人在1980年后发展了的鉴别信息及最小鉴别信息原理的理论；A.N.Kolmogorov在1956年提7.；8.在中医药信息领域中，前阶段在应用计算机信息处；化分析方面的工作做得较多，前者属于计算机（9）处；9.DBMS系统对于数据控制的关键特征有____；10.电子病历是当前环绕以病人为中心的医院信息系；常见的缩写为__EMR______、______；11.用同一把密钥加密和解密的技术称为_____；分为公钥和私钥，用其中一把密钥加密，则必须用另一；12
8. 在中医药信息领域中，前阶段在应用计算机信息处理技术对中医的舌诊与脉诊进行客观
化分析方面的工作做得较多，前者属于计算机 （9）
处理的范畴，后者属于计算机（10）
处理的方面的工作。
9. DBMS系统对于数据控制的关键特征有_______、_______、_______、_______。
10. 电子病历是当前环绕以病人为中心的医院信息系统的一个很重要的组成部分，电子病历
常见的缩写为__EMR______、________。
11. 用同一把密钥加密和解密的技术称为_______加密技术；另一种_______加密技术，密钥
分为公钥和私钥，用其中一把密钥加密，则必须用另一把密钥解密。
12. 为了实现中医药数据的数字化，当务之急要进行中医药领域数据的客观化和规范化，在
中医方剂领域，南京中医药大学中医方剂编码课题组以中医方剂的_______与______为核心建立了中医方剂的编码系统。
13. “虚拟人体”是运用真实人体的______通过计算机控制技术构造出来的，从而使
人们可以开展一些无法在真人身上进行的实验的研究工作，因此“虚拟人体”的出现，为中医的实验医学开拓了一个新的应用计算机进行探索的途径。
14. 数字签名是用发送方的_______对_________进行加密的结果。
15. 防止________攻击的方法是检查用户在网页表单中的输入内容，过滤掉单引号或分号等
危险符号。
16. 在建立_______安全连接时，服务器和客户机之间首先通过握手过程来产生会话密钥，
这种连接实现对服务器的认证，也可选择对客户端进行认证，连接建立后，在浏览器的状态栏上将看到一把小锁标志。
17. 目前IPv4的地址空间为32 bit，下一代IPv6的地址空间是________ bit。
18. _________集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示
技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。
19. 将CT和PET的硬件和软件同机融合，可实现_____图像与_____图像的同机融合。
20. 使用DBMS数据库管理系统来保存、修改和获取数据，必须保证任何程序对数据的删
除与修改不能破坏数据库的____________、___________、__________规则。
21. 在医学卫生领域中，所谓诊疗循环是指_______、_______、________。
22. Weed改进了病历的结构，他提出了以问题为中心的病历。在这种病历中，指定几个问
题，并以SOAP结构对每个问题进行单独记录；这里S表示______，O表示_______，A表示，P表示。
23. 虚拟现实的“虚拟”是指____________的意思。
24. 使用__________技术可从海量数据中发现潜在的未知的有用的信息。
25. 导致服务器因通信端口和内存缓冲的超载不能接收和响应合法信息的攻击叫
_________。
26. 加密技术分为两大类，分别是______________和______________。
27. ________颁发数字证书和验证秘钥持有者的身份，并维护和公布CRL列表。
28. 研制一个中医专家系统大致有以下几个步骤：_ 通过医理设计建立知识库_________，
建立知识推理的数学模型___________，_程序设计_________，____临床验证________。
二、名词解释
1. 编码:是指定一个对象或事物的类别或者（如多轴分类）类别集合的过程。
2. 临床路径：
3. LIS的组合项目定义：
4. 分类：是某一领域内概念的序化和原理的序化。
临床指南：
5. LIS的特殊参考定义
6. 临床信息学
7. 远程医疗：是发生在医生与医生之间的一种咨询行为。
9. 医学信息学：
10. 人工智能
11. DICOM：医学数字成像和通信标准
12. SNOMED：人类与兽类医学系统术语
14. 标准化;为了在一定范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在问题制定共同使用和重复
使用的行为规范的活动。
15. 信噪比
16. PACS：医学影像存储与传输系统
17. HIS医院信息系统：利用计算机和通信设备采集、存储、处理、访问和传输所有和医院
相关的病人医疗信息和管理信息，满足所有授权用户功能上的要求。
18. HL7：标准化卫生消息传输协议
19. 临床DSS：在患者的诊断过程中未临床医生提供不同程度知识和辅助作用的计算机系
统，被称之为临床诊断决策支持系统
20. 标准的定义：为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共
同使用和重复使用的一种规范化文件。
21. SQL的中文含义：结构检索语言
22. 什么是数字指纹：
23. CT的中文含义：
26. 离散化处理
27. 分类的序化原理
28. ICD：国际疾病分类，是根据疾病的某些特征，按照会泽将疾病分门别类，并用编码的
方法来表示的系统。
29. 电子病历：利用计算机信息技术，以电子媒介为载体，记录患者疾病和诊疗过程的病历
资料，并能进行检索、管理的信息存储库。
30. 人工智能：利用计算机模拟人的思维和推理的一门科学。
31. 标准化
33. HIS三层结构：表示层，商业逻辑层，数据访问层
34. 护理信息系统
35. 系统化整体护理
三、简答题
1. 简述ICD分类的原理和方法。
答：ICD依据疾病的四个主要特性，即病因、部位、病理和临床表现（包括症状、体征、分
期、分型、性别、年龄、急慢性、发病时间等），每一特性构成了分类标准，形成一个分类轴心，因此是一个多轴心的分类系统。
ICD分类的基础是对疾病的命名，疾病的命名又是根据根据它的内在本质或外部表现特性来给予的，因此疾病的本质和表现特性正是分类的依据。ICD的主要分类编码方法如下：
类目：三位数编码，包括一个字母和两位数字
亚目：四位数编码，包括一个字母、三位数字和一个小数点
细目：五位数编码，包括一个字母，四位数字和一个小数点，它提供一个与四位数分类轴心不同的新的轴心分类，其特异性更强。
双重分类（星号和剑号分类系统）：剑号表示疾病的原因，星号表示疾病的临床表现。 ICD索引排列方法：ICD索引排列是按汉语拼音――英文字母顺序排列，并分不同层次。第一层次主导词，其下可包括若干个修饰词，并依据它们与主导词的关系逐层依序排列，下一层均继承了上一层的内容，并以“一”作为分层标示。
2. PACS的关键技术是什么？
3. 国内外的社会医疗保险制度对医疗卫生信息化建设所起的作用有哪些？
4. 简述SNOMED的结构和应用。
答：结构：
T：局部解剖学；M：形态学；F：功能；L：活有机体；C：化学制品、药物、和生
物制品;A:物理因素、力和活动；J：职业；S:社会环境；D:疾病/诊断；P:操作；G关联词/修饰词
应用：SNOMED RT;SNOMED CT
5. 什么是结构化数据录入？
6. 我国医院HIS目前使用的体系结构，以及发展方向是什么？
答：目前使用的体系结构是c/s结构，部分大医院采用三层结构
发展方向：
7. 简述人工智能的定义与内容
答：利用计算机模拟人（主要是专家）的思维和推理的一门科学。
内容：知识的表达、知识的获取、知识推理、系统构成技术等内容
8. 简述HIS三层结构的特点以及应用。
答：HIS三层机构“客户端+中间层+数据库”（C/S/S）模式使得医院的各项业务模块化，构成业务组件，HIS可以根据医院需求，以挂接组件方式来实现；需求变更是，也可以通过更换或修改应用服务器上的功能模块来完成。
9. 简述数据库的故障恢复策略。
10. 信息与数据的相互关系是什么？
答：数据是信息的素材，是信息的载体；信息是有用的数据
11. 简述HIS的C/S 结构的特点以及应用。
12. LIS采用哪些方法使得患者的检验样本与检验申请单和报告一一关联，不出差错？
13. 医学信息学的概念是什么？
14. 分类的概念是什么？简述它的序化原理和方法。
答：概念：某一领域内概念的序化和原理的序化
序化原理：分类法实质上是一个序化系统，即将某一要素或特征作为分类的依据，并将所有分类的对象按照这个要素或特征的序化关系或内在规律进行排序。贯穿整个分类过程中的序化标准称为轴，分类系统若是采用了一个序化标准就成为单轴分类系统，若采用多种不同的序化标准，则称为多轴分类系统。
方法：有线分类法；面分类法，混合分类法
15. 从医生角度，决策支持系统可分为哪三种类型？
16. 临床专科的信息特点有那些？
17. PACS的主要目的和作用是什么？
18. 编码的概念是什么？代码类型有哪些？
答：是指定一个对象或事物的类别或者（如多轴分类）类别集合的过程。
类型：数字型，字母型，混合型
数字代码；记忆代码；分级代码；双重代码
19. 简述信息的特性。
答：客观性，可传递性，可存储性，可加工处理，共享性，时效性，针对性
20. 什么是系统化整体护理？其护理程序的流程是什么？
21. 纸质病历的局限性？
22. 试述知识获取和设计结构（KADS）框架的三部分
23. 从医生角度，决策支持系统可分为哪三种类型？
24. 什么是“金药”工程，请简述之
25. DICOM标准的作用？
26. 什么是远程医疗？远程医疗一般包括哪些服务内容？
27. 什么叫虚拟现实技术？从技术角度来说，虚拟现实技术具有哪些基本特征？
28. 什么叫IPv6？它与IPv4相比有哪些优点？
29. 什么是PACS？列举PACS系统在临床诊断中的优点。
30. 根据香农信息度量方法，信息量的表达式是什么？信息的单位有哪几种？
31. 简述医学信息分类、编码的原则。
32. 根据卫生部制定的ＨＩS功能规范，其整体可以划分为五个部分，请简述之。
33. 简述HIS与CIS的主要区别。
34. 简述电子病历EPR的基本构建。
35. 信息熵的概念及数学表达是什么？
36. HIS必备的标准化数据字典主要有那些？
37. 简述HIS的临床诊疗分系统包括的子系统。
38. 简述CIS主要包括那些核心系统。
39. 简述电子病历EPR的基本构建。
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就我个人而言觉得信息的度量是十分难量化的。也的确是这样，平日一个人说的一句话有多少信息是很难度量得到的。可是在自然语言处理中，信息度量的量化又十分重要。《数学之美》一书中吴军先生举了一个非常好的例子。他假设了一种情形，他向一个人猜测1-32号足球队伍中哪支队伍是世界杯的冠军，他如果采用五五分的方法逐步缩小范围那么需要五次就能知道哪支队伍是冠军，假设每向对方询问一次需要花费一元，那么谁是世界杯冠军这条信息则需要花费五元。而香农在他的论文“通信的数学原理”中使用比特来度量信息量。
其实在上述例子中，是可以优化的。每次的猜测不一定一定要五五分，可以将少数的夺冠热门分为一组，这样就可以大大降低猜测需要耗费的次数。当每支队伍夺冠希望不等时，香农使用了一个公式来对这种情况的信息进行度量。
其中H为信息熵，单位是比特。p1, p2....分别是这32支队伍夺冠的概率。当概率相同时，信息的熵就是5比特。而对于随机变量X，它的熵定义如下：
变量的不确定性越大熵也越大
事物往往是有许多不确定性的，这时需要引入信息I，当I&U时我们可以说不确定性被消除了，但是当I&U时，只能说这些信息消除了事物的一部分不确定性。吴军先生举了网页搜索的例子，当用户只输入某些常用关键词，会出来许多的结果，这时需要挖掘隐藏的信息以确定用户真正想要查找的信息从而给用户提供正确的网页。基于上述公式，如果我们知道一些情况Y，那么在Y条件下X的熵就是
这时可以证明，H(X)&H(X|Y)，也就是二元模型的不确定性要小于一元模型。
现在来谈谈互信息的概念，互信息用于对两个信息之间的相关性进行度量，比如“天气很闷热”和“要下雨了”这两条信息的互信息就很高。假定有两个随机事件X和Y，他们的互信息定义如下：
其实这个互信息也可以看作是X的不确定性H(X)以及在知道Y的情况下X的不确定性H(X|Y)之间的差异。也就是
而在机器翻译中往往需要解决的二义性问题则可以通过这样的问题解决，比如美国总统Bush是翻译为人名还是灌木丛，就可以通过该词的上下文提取相关信息减小不确定性。如果这个词的上下文频繁出现了国会，总统，美国，华盛顿等词就可当作人名进行翻译。如果是大量出现土壤、环境等词则应该当作灌木丛进行翻译。
最后提提相对熵的概念。相对熵的定义如下
公式比较复杂，但是有些结论是可以直接记住的。
1.对于两个完全相同的函数，他们的相对熵为0。
2.相对熵越大，两个函数差异越大；反之，相对熵越小，两个函数差异越小。
3.对于概率分布或者概率密度函数，如果取值均大于零，相对熵可以度量两个随机分布的差异性。
本文参照吴军先生的《数学之美》
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排名：千里之外
原创：12篇
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