信息论基础:第二版英文原版解读

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"Elements of Information Theory 2nd Edition" 是一本由Thomas M. Cover和Joy A. Thomas合著的信息论基础教材,英文原版,由John Wiley & Sons, Inc.出版。 《信息论基础》第二版深入浅出地介绍了信息论这一关键的数学理论,它在通信、计算机科学、统计学、机器学习等领域有着广泛的应用。信息论主要研究如何有效地编码、传输和处理信息,以及如何量化信息的含量。 本书内容可能涵盖以下几个核心知识点: 1. **信息量与熵**:信息论的基础是信息量的概念,它衡量了一个事件发生的不确定性。熵是描述随机变量不确定性的一个度量,是信息量的期望值。对于离散随机变量,熵定义为各事件概率与其信息量的乘积的加权平均。 2. **信源编码**:讨论如何将来自信源的原始信息转化为适合传输或存储的编码形式。这包括无损编码(如霍夫曼编码)和有损编码(如JPEG图像压缩)。 3. **信道容量**:由香农定理定义,是信道能够无错误传输信息的最大速率。这涉及到信道的带宽、信号噪声比等参数。 4. **信道编码**:通过添加冗余信息来提高信息在有噪声信道中的传输可靠性,如奇偶校验位、循环冗余校验(CRC)和卷积码等。 5. **信息率失真理论**:研究在允许一定程度失真的情况下,如何优化编码以最大化传输速率。 6. **条件熵与互信息**:条件熵描述了在已知某个事件发生的情况下另一个事件的不确定性;互信息则是衡量两个随机变量之间相互依赖程度的量。 7. **网络信息论**:包括多址接入(MAC)和广播信道(BC)的信息论问题,以及马尔科夫决策过程在信息理论中的应用。 8. **率失真函数与源-信道分离定理**:阐述在给定的失真限制下,最优的编码和解码策略,以及在某些条件下,源编码和信道编码可以独立设计的理论。 9. **信源与信道编码定理**:是信息论的核心定理,它们分别给出了达到信源编码和信道编码极限的理论方法。 10. **随机过程在信息论中的应用**:包括高斯白噪声信道、马尔科夫链等,这些在实际通信系统分析中至关重要。 这本书不仅对理论进行了深入讲解,还可能包含丰富的实例和习题,帮助读者理解并掌握信息论的基本原理和应用。对于学生和专业人士来说,是一本不可或缺的参考书。