信息论基础：探索信源熵、信道容量与编码理论

"信息论基础课程涵盖了信息度量、信源熵、信道容量、无失真信源编码、信息率失真函数等核心概念，旨在让学生理解和掌握信息论的基本理论与应用。课程通过深入学习信源熵和信道容量等关键概念，使学生能够分析通信系统的效率和可能性。此外，课程还涉及失真函数和信源编码的基本理论，为学生提供编码技术的基础知识。参考教材来自多个知名作者，包括傅祖芸、李亦农、李梅、陈鲁生、沈世镒、曹雪虹、张宗橙、吕锋、王虹、刘皓春、苏扬等人的著作，以及英文原版书籍《The theory of information and coding》。课程采用笔试和平时成绩相结合的考核方式，强调理解信息论的作用、方法及其在通信系统中的实际应用。课程特点是注重信息理论的中心地位，清晰区分信源编码与信道编码，以直观概念和物理意义为主，将复杂的数学推导留给课外研究。课程内容包括信息论的基本概念、发展历史，通信系统模型，以及信源熵、信道容量、信息率失真函数和信源编码的详细探讨。" 本课程首先从信息论的基本概念出发，介绍信息的定义及其在不同领域的多样性，探讨如事物之间的差异、消除不确定性以及物质和能量的不均匀分布等多个角度对信息的描述。然后，深入到信源熵的理论，这是衡量信息源不确定性的重要指标，帮助理解信息的无序程度。信道容量则是指在特定的噪声环境下，信道可以无错误传输的最大信息速率，它是通信系统设计的关键参数。 无失真信源编码关注如何用尽可能少的码字来表示信息，同时保持信息的原始内容不发生改变。信息率失真函数则研究在允许一定失真的情况下，最小化传输信息所需的比特率。这部分内容对于压缩编码和数据传输效率优化至关重要。 信源编码部分将详细介绍各种编码技术，如哈夫曼编码、算术编码等，这些编码方法在实际的数字通信和数据存储中广泛应用。通过学习，学生将能理解如何通过编码技术有效地处理和传输信息。 课程的考核方式以笔试为主，辅以平时成绩，旨在全面评估学生对信息论知识的理解和应用能力。通过这门课程，学生不仅能了解信息论的发展历程，还能掌握其在通信系统中的实际应用，为后续的深入研究打下坚实基础。