九乡新闻网锡伯小射手下载:信息熵
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/05/09 08:02:42
信息熵
开放分类：传播学应用科学术语科学计算机术语
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信息的基本作用就是消除人们对事物了解的不确定性。多数粒子组合之后，在它似像非像的形态上押上有价值的数码，具体地说，这就是一个在博弈对局中现象信息的混乱。
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信息熵 - 【陈述】：
博弈圣经信息的基本作用就是消除人们对事物了解的不确定性。美国信息论创始人香农发现任何信息都存在冗余，冗余的大小与信息的每一个符号出现的概率和理想的形态有关，多数粒子组合之后，在它似像非像的形态上押上有价值的数码，那一定是给一个博弈研究者长期迷惑的问题提供了一个负熵论据，这种单相思占优的形态以及信息熵的理解，在变换策略之后并能应用在博弈中。那些多余的策略威胁剔除之后，变成可接受的不可置信的对抗者的状态，则是博弈熵，也是对抗生物熵结，这时的对抗概率是高的。 正因为大数定理，赌场才永不停息，只要有可能出现的一定会出现。从大数定理的角度来看，这条法则千真万确，只是它需要一个条件：这件事重复的次数足够多。如果将这个大数引入价值，就会出现大的麻烦，所以概率和个数有关，在时间和空间合成的历史中，该发生的事情都让它发生。只有等到足够多的事件，才是真正的平等，而博弈的赌场游戏则是永不停息。大数定理告诉人们，在大量的随机事件的重复中，会出现多次的均衡，也会出现必然的规律。对一个混沌系统的杂乱现象，形态上的期望和试验上的观察，会发现不同的结果，也许这是自然界的奥秘，也是人类产生兴趣的根源。
信息熵 - 正文
信源的平均不定度。在信息论中信源输出是随机量，因而其不定度可以用概率分布来度量。记 H(X)＝H(P1，P2,…,Pn)＝
P(xi)logP(xi),这里P(xi),i＝1,2，…,n为信源取第i个符号的概率。
P(xi)=1,H(X)称为信源的信息熵。 熵的概念来源于热力学。在热力学中熵的定义是系统可能状态数的对数值，称为热熵。它是用来表达分子状态杂乱程度的一个物理量。热力学指出，对任何已知孤立的物理系统的演化，热熵只能增加，不能减少。然而这里的信息熵则相反，它只能减少，不能增加。所以热熵和信息熵互为负量。且已证明，任何系统要获得信息必须要增加热熵来补偿，即两者在数量上是有联系的。
可以从数学上加以证明，只要H(X)满足下列三个条件：
①连续性：H(P，1－P)是P的连续函数(0≤P≤1)；
②对称性：H(P1，…,Pn)与P1，…,Pn的排列次序无关；
③可加性：若Pn＝Q1+Q2＞0，且Q1，Q2≥0，则有H(P1,…,Pn-1,Q1,Q2)＝H(P1,…,Pn-1)+PnH
；则一定有下列唯一表达形式：H(P1,…,Pn)＝-CP(xi)logP(xi)
信息熵的单位与公式中对数的底有关。最常用的是以2为底,单位为比特(bit)；在理论推导中常采用以e为底，单位为奈特(Nat)；还可以采用其他的底和单位,并可进行互换。
信息熵除了上述三条基本性质外，还具有一系列重要性质，其中最主要的有
①非负性：H(P1，…，Pn)≥0；
②确定性：H(1,0)＝H(0,1)＝H(0,1,0,…)＝0； ③扩张性：
Hn-1(P1,…,Pn-ε,ε)＝Hn(P1,…,Pn)；
P(xi)logP(xi)≤P(xi)logQ(xi)；
Q(xi)＝1； ⑤上凸性：
H【λP +(1-λ)Q】＞λH(P)+(1-λ)H(Q)，
式中0＜λ＜1。最简单的二元信源的信息熵性质如图所示。
信息熵 当实际信源用随机序列X来表示时,它的熵可以直接推广为：
。但对连续信源则不能进行类似的推广。因为这样就必然会出现无限大量。1948年C.E.仙农建议用概率密度p(x)来定义H(X)，
从理论上看，仙农对连续熵H(X)的定义是不完善的。1951年S.库尔伯克研究信息论在统计学中的应用时，引入了信息变差的概念。从一种概率密度p0(x)转移到另一种概率密度p(x)的信息变差I(p0，p)为
若P0(x)是具有最大熵H0(X)的概率分布,则信息变差I(P0,P)=H0(X)-H(X),所以一般情况下的信息熵H(X)可表示为:H(X)=H0(X)-I(P0,P)。即信息熵可理解为最大熵与信息变差之间的差值。由于它对离散熵和连续熵都适用，从信息变差出发就能使离散熵和连续熵有统一的含义，并可以使连续熵的定义建立在更为合理的基础上。
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- 注释与参考：
- 博弈圣经
- 周炯槃：《信息理论基础》，人民邮电出版社，北京， 1983
- A.Feinstein, Foundations of Information Theory, McGraw-Hill,New York,1958
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