信息理论与编码实验：绘制熵函数与信道容量迭代

"信息理论与编码实验指导书是武汉理工大学教材中心在2009年7月出版的一份实验教程，旨在帮助学生理解和应用信息理论与编码中的关键概念。实验主要包括绘制二进熵函数曲线和实现一般信道容量迭代算法。" 在信息理论中，熵是一个核心概念，它度量了信息的不确定性。实验一的重点是理解和绘制二进制熵函数曲线。二进熵函数H(X)由公式H(X) = -p*log2(p) - (1-p)*log2(1-p)给出，其中p是事件X发生的概率。这个函数描述了当事件X的概率为p时，信息的平均不确定性。实验要求学生利用Matlab进行数值计算和图形绘制，以直观展示熵随概率变化的特性。在实际计算中，由于0*log0未定义，通常会设置一个极小值如eps来避免。 实验总结部分鼓励学生通过观察曲线形状，结合熵函数的性质（如最大熵对应均匀分布，熵随概率p的变化趋势等）进行分析。此外，实验还引导学生进一步思考，尝试绘制三元熵函数曲线，扩展对多状态熵的理解。 实验二涉及一般信道容量迭代算法，这是信息论中的另一个重要概念。信道容量是指在给定的信道条件下，能够无错误传输的最大信息速率。迭代算法用于逼近这一最优值。实验要求学生通过编程实现这一算法，以深入理解信道容量的计算过程。 通过这两个实验，学生不仅能够掌握Matlab的使用，还能在实践中深化对信息理论基本原理，特别是熵和信道容量的理解，为后续的编码理论学习打下坚实基础。这些实验也强调了理论与实践相结合的重要性，以及在处理实际问题时的灵活性和问题解决能力。