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前言
信息论是一门以近代数理统计方法为工具，研究信息的传输、存储与处理的交叉学科。第一章绪论作为全书开篇，没有复杂的公式推导，主要介绍信息论的发展历史、信息的本质定义、完整的通信系统模型，区分消息、信息、信号三者概念，理解信息论的研究对象与研究意义，为后续学习自信息、熵、信源编码、信道编码奠定基础。
一.信息论的诞生与发展

1948年，香农在《Bell System Technical Journal》发表划时代论文《通信的数学理论》，宣告信息论正式诞生。1949年，香农又发表《噪声下的通信》。这两篇论文阐明了通信的基本问题，建立通信系统模型，给出信息量的数学表达式，解决信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基础问题，成为信息论的奠基著作。
信息论是通信的数学理论，应用近代数理统计方法研究信息的传输、存储与处理，它是随着通信技术的发展而形成和发展起来的一门新兴的交叉学科。《通信的数学理论》第一次提出了信息熵的概念。信息是信息论中最基本和最重要的概念，同时也是一个既复杂又抽象的概念。
在香农建立完整信息论体系之前，不少学者已经为该领域做出重要铺垫：
1.奈奎斯特：1924年，开始研究电报信号传输中脉冲速率与信道带宽之间的关系；1928年发表论文，建立限带信号的采样定理，为信号传输奠定理论基础。
2.哈特莱：首次提出消息是符号，而不是内容，把消息和信息两个概念区分开来。并且率先提出使用对数函数来度量信息的多少，认为消息所含信息量等于消息取值个数的对数。
3.阿姆斯特朗：提出增大宽带可以加强通信系统的抗干扰能力。
香农在前人研究的基础上，创造性引入概率论来分析通信问题。为了解决噪声信道下有效传输信息的难题，香农对信息给出科学的定量描述，第一次提出信息熵的概念。
香农在前人研究的基础上，创造性引入概率论来分析通信问题。为了解决噪声信道下有效传输信息的难题，香农对信息给出科学的定量描述，第一次提出信息熵的概念。
香农信息定义：>信息是对事物运动状态或者存在方式的不确定性的描述。通信的根本目的，就是消除或者部分消除接收端的不确定性。
如果一件事件是确定会发生的，那么它不包含任何信息；事件发生的不确定性越大，该事件所携带的信息量就越大。
举个简单例子：抛掷一枚硬币，正反面结果不确定，我们收到抛掷结果就获得信息；如果是一个必然发生的事件，比如太阳东升，这个事件几乎不存在不确定性，因此几乎不携带信息。
二、信息、消息、信号的联系与区别
在日常生活中，人们经常混淆消息和信息，认为收到消息就等于获得信息。但在信息论中三者是完全不同的概念：

图片知识概括
1.消息信息的载体，是信源输出的具体内容。可以是文字、语音、图画、歌曲、视频等。消息可以被传递、交换，消息本身不等于信息。
2.信息消息中蕴含的抽象内容，作用是消除接收者的不确定性，是通信真正要传递的对象。
3.信号消息的物理表现形式，是在信道当中实际传输的物理波形，比如电信号、光信号。将这三个的联系与区别汇成一个表格或图片，使读者能够很好的了解。
消息、信息与信号的关系：消息是载体，信息是内容，信号是物理表现。
三.通信系统模型⭐⭐⭐⭐⭐

（1.）信源：信息的来源称为信源，可以是人，机器或者其他事物。虽然信源是信息来源，但是信源本身不会直接输出信息，信源输出的是信息的载体 —— 消息。
消息有很多表现形式，比如一段文字、一幅图画、一首歌、一段视频；文字、符号、语言、图片、图像、音频、视频全部都属于消息类型。消息携带信息，消息是信息的载体，信源输出的消息具备随机性、不确定性，但是消息有确定的统计规律，所以一般可以用随机变量、随机矢量去描述信源。

（2.）编译器：编码器将信息变为符号或者对应的符号序列，目的是提高传输有效性。
（3.）调制器：调制器负责将编码器输出的符号转换为适合信道传输的信号，目的是，提高传输效率（使远距离传输成为可能）。
（4.）信道：信道是信息传输的通道，始于调制器，终于解调器，它是包括收发设备在内的物理设施。
信道最明显特点：信道普遍存在噪声与干扰。为简化系统分析，工程上会做等效处理：把系统其他位置产生的干扰全部等效集中放到信道里面，统一称为高斯白噪声，只单独分析信道里面噪声，降低模型复杂度。
（5.）解调器：解调器用于信息的接收端，负责将信道输出信号转换为符号，是调制器的逆变换。调制 ↔ 解调是一对互逆操作
（6.）译码器：译码器位于信息的接收端，是编码器的逆变换。编码 ↔ 译码是一对互逆操作
（7.）信宿：信宿是信息的接收者，及接收消息的人或物。
四.📖本章课后习题

1. 简述信息的概念和特点。
   ​2. 说明信息、消息及信号之间的联系与区别
   五.知识概括
   
   六.📌第一章绪论小结
   第一章绪论是信息论的入门章节，帮助我们搭建起这门课程的整体框架。信息论是以数理统计为基础，研究信息传输、存储与处理的交叉学科，1948年香农发表《通信的数学理论》，标志着信息论正式诞生，香农也从概率、不确定性角度给出了信息的科学定义。本章需要重点区分信息和消息：信源输出的是消息，消息作为载体，可以是文字、图像、音频、视频等形式；而信息是隐藏在消息之中，用来消除事物不确定性的抽象内容。信源发出的消息具有随机性，但存在统计规律，因此可以利用随机变量、随机矢量对信源进行数学建模，为后续定量计算信息量做好铺垫。 本章核心是香农通信系统七模块模型，香农将各类狭义、广义通信统一抽象为信源、编码器、调制器、信道、解调器、译码器、信宿七个部分。发送端完成消息编码与调制送入信道，信道传输时会叠加噪声；接收端通过解调、译码还原消息交付给信宿，编码与译码、调制与解调分别构成两组互逆操作。不同编码有着不同目标：信源编码追求有效性，信道编码追求可靠性，加密编码追求安全性，其中有效性和可靠性是通信中的一对核心矛盾。 绪论以定性介绍为主，主要建立概念认知，后面章节将会在此基础上引入数学公式，完成从定性理解走向定量分析。