信息论与编码实验指南：计算与实现

本实验指导书针对大学本科信息相关专业的学生，提供了全面的信息论与编码技术实验内容，旨在通过实践加深理解和掌握关键理论知识。主要包括四个实验项目： 1. 实验一：信息量及信道容量的计算 - 实验目标：学习如何利用计算机计算离散无记忆信源的信息量（如信源熵、条件熵、联合熵和交互熵）以及信道容量。学生需理解并应用信道模型，根据给定的输入概率分布和信道特性进行计算。 2. 实验二：香农编码 - 实验目的：掌握香农编码算法，包括对信源符号按概率排序、累加和计算、自信息量确定和码字长度选择。学生需编写程序实现这一过程，并分析编码结果。 3. 实验三：费诺编码 - 费诺编码是一种基于概率分组和等概率分配的编码方式。实验中，学生需按照特定步骤排列概率、分组和分配码元，通过计算机模拟该编码方法，并分析其结果。 4. 实验四：哈夫曼编码 - 哈夫曼编码是基于构建哈夫曼树的最优前缀编码，其目的是使每个符号的平均编码长度最小。实验要求学生理解和实现哈夫曼树的构建过程，以及编码和解码的计算机实现。 所有实验均需要编写程序流程图、编写程序代码，并记录调试过程中遇到的问题，最后对实验结果进行深入分析，以检验理论知识的运用和问题解决能力。实验设备为计算机和C++编程语言，强调了实际操作技能的培养。 通过这些实验，学生能够将理论知识转化为实践技能，提升对信息论基础概念的理解，如熵、信道容量和各种编码技术，从而为后续的专业研究和工作打下坚实的基础。