信息论与编码基础概览

息论与编码是通信工程和计算机科学中的核心理论，它主要研究如何有效地传输和存储信息，同时保证信息的准确性和可靠性。本课程的目标是教授学生香农信息论的基础理论、概念和方法，以及编码理论的实际应用。教学内容涵盖信息的统计度量、离散信源和信道、信道容量、无失真信源编码、有噪信道编码和限失真信源编码。此外，课程还将涉及信道编码理论，并对密码学的基础知识进行简要介绍。 教学的重点在于信息度量，特别是如何量化信息的价值，以及无失真和限失真信源编码的方法，这些编码技术旨在减少数据冗余，提高信息传输效率。同时，信道编码理论是另一大重点，它探讨如何在存在噪声的通信系统中确保信息的正确传递。 课程的参考书籍包括《信息论与编码》(曹雪虹、张宗橙编)、《信息论—基础理论与应用》(傅祖芸编著)、《信息理论与编码》(姜丹、钱玉美编著)以及《信息论与编码》(吴伯修、归绍升、祝宗泰、俞槐铨编著)，这些资料为深入学习提供了丰富的资源。 信息论的基本概念源自统计学和概率论，它以数学语言来描述和分析信息。在开始学习具体的信息论内容前，理解信息的一般含义至关重要。信息不仅关乎数据或消息的传递，还包含了新知识的获取、不确定性减少以及决策过程中的指导作用。信息论研究通常假设信息独立且遵循概率分布，通过熵、互信息等概念来衡量信息的不确定性和信息量。 在信息论的发展简史中，克劳德·香农是这个领域的奠基人，他在1948年发表了开创性的论文《通信的数学理论》，奠定了现代信息论的基础。通信系统的基本模型通常包括信源、编码器、信道、解码器和接收端，这些元素在信息传输过程中各自扮演着重要角色。 课程的第一章将详细阐述信息论的起源、基本概念和发展历程，帮助学生建立正确的思维方式，以便于后续深入理解和掌握信息论的核心原理及其在实际编码技术中的应用。通过学习信息论与编码，学生将能够理解和设计更高效、更可靠的通信系统，并在数据压缩、错误检测与纠正、网络通信等领域打下坚实的基础。