信息论基础:THOMAS M. COVER与JOY A. THOMAS的权威著作

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"ELEMENTS OF INFORMATION THEORY" 是THOMAS M. COVER和JOYA THOMAS合著的经典信息论教材,是深入理解信息论的必备读物。 本书详细介绍了信息论的基础概念、理论和应用,涵盖了从香农的信息熵、信源编码到信道编码等核心主题。信息论是通信工程、计算机科学、统计学等多个领域的重要理论基础,它研究如何在不确定性和噪声存在的情况下有效地传输、存储和处理信息。 在第二版中,作者可能对初版的内容进行了更新和完善,以反映近年来信息论领域的最新进展。这可能包括更现代的编码理论、信息理论与新兴技术(如网络编码、量子信息论)的结合,以及信息论在数据压缩、密码学和通信系统设计中的新应用。 书中的内容可能包括以下几个关键知识点: 1. **信息熵**:信息熵是衡量一个随机变量不确定性或信息量的度量,是信息论的基本概念之一。高熵表示事件的不确定性大,低熵则表示不确定性小。 2. **信源编码**:这是关于如何用尽可能少的比特来表示信息源的过程,旨在实现数据压缩。哈夫曼编码和算术编码是两种常见的无损压缩方法。 3. **信道编码**:信道编码是为了对抗通信过程中可能出现的错误,通过添加冗余信息来提高传输的可靠性。卷积码和Turbo码是重要的信道编码技术。 4. **诺伊曼-香农定理**:这个定理阐述了无失真通信的极限,即在给定的信道带宽和信噪比下,最大可达到的数据传输速率。 5. **信道容量**:信道容量是信道能够传输信息的最大速率,由信道的物理特性决定,是信息论中的重要概念。 6. **概率和信息**:书中会详细讲解如何使用概率论的工具来分析和量化信息。 7. **信息理论与编码理论的关系**:信息理论为编码理论提供了理论基础,而编码理论则将这些理论应用于实际通信系统。 8. **信息理论在其他领域的应用**:除了通信,信息论还广泛应用于数据压缩(如JPEG、MP3)、密码学(如公钥密码系统)、机器学习(如互信息在特征选择中的作用)等领域。 本书不仅适合信息论的初学者,也适合已经有一定基础的读者深化理解和探索新领域。通过阅读此书,读者可以全面掌握信息论的基本原理,同时也能了解到该领域的前沿发展。