страница 1
Министерство образования Республики Беларусь
Учебно-методическое объединение вузов Республики Беларусь
по естественнонаучному образованию
УТВЕРЖДАЮ
Первый заместитель Министра
образования Республики Беларусь
________________ А.И. Жук
____________________
Регистрационный № ТД-______/тип.
ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ
Типовая учебная программа
для высших учебных заведений по специальностям:
1-31 04 02 Радиофизика;
1-98 01 01 Компьютерная безопасность (по направлениям)
(направление 1-98 01 01-02 Компьютерная безопасность (радиофизические методы и программно-технические средства))
СОГЛАСОВАНО
Председатель Учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по естественнонаучному образованию
________________В.В. Самохвал
__________________
|
СОГЛАСОВАНО
Начальник Управления высшего и среднего специального образования
Министерства образования Республики Беларусь
______________ Ю.И. Миксюк
_________________
Ректор Государственного учреждения образования «Республиканский институт высшей школы»
________________ М.И. Демчук
________________________
|
|
Эксперт-нормоконтролер
________________ С.М. Артемьева
___________________
|
Минск 2008
Составители:
В. Г. Семенчик - доцент кафедры радиофизики Белорусского государственного университета, кандидат физико-математических наук
Рецензенты:
Кафедра электроники учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»;
Г. А. Заборовский, доцент кафедры информатики и основ электроники учреждения образования «Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка», кандидат физико-математических наук, доцент.
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:
Кафедрой радиофизики Белорусского государственного университета
(протокол № 6 от 4 ноября 2008 года);
Научно-методическим советом Белорусского государственного университета
(протокол № 2 от 20 марта 2009 года);
Научно-методическим советом по физике учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по естественнонаучному образованию
(протокол № 5 от 3 апреля 2009 года)
Научно-методическим советом по компьютерной безопасности учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по естественнонаучному образованию
(протокол № 2 от 22 апреля 2009 года)
Ответственный за выпуск: В. Г. Семенчик
Пояснительная записка.
Типовая учебная программа дисциплины «Теория информации» разработана на основе образовательных стандартов по специальностям 1-31 04 02 Радиофизика, 1-98 01 01 Компьютерная безопасность (по направлениям).
Дисциплина «Теория информации» знакомит студентов с основными методами оценки количественных характеристик систем передачи и хранения информации, методами сравнения информационных систем между собой, способами повышения их надежности и эффективности использования.
Цель преподавания дисциплины:
– освоение студентами основных положений теории информации и методов помехоустойчивого кодирования.
Задачи изучения дисциплины:
-
приобретение знаний и освоение студентами методов анализа информационных систем и каналов связи, соединяющих источники информации с ее потребителями;
-
изучение основных классов помехоустойчивых кодов;
-
освоение методик построения оптимального (или близкого к оптимальному) кода, структурных схем кодирующих и декодирующих устройств.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
-
методы дискретизации и квантования сигналов;
-
факторы, определяющие информационные свойства системы;
-
основные классы и методы построения помехоустойчивых кодов;
уметь:
-
оценивать информационные характеристики каналов связи;
-
применять методы помехоустойчивого кодирования;
-
использовать методы дискретизации сигналов.
Дисциплина «Теория информации» основывается на дисциплинах «Математический анализ», «Аналитическая геометрия и линейная алгебра», «Дифференциальные уравнения» и «Теория вероятностей».
Общее количество часов – 130, аудиторное количество часов – 62, из них: лекции – 34, лабораторные занятия – 28.
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
-
№ п/п
|
Название темы
|
Лекции
|
Практ. занятия
|
Лаб. занятия
|
Всего
|
1
|
Введение
|
2
|
-
|
-
|
2
|
2
|
Дискретизация и квантование сигналов
|
4
|
-
|
6
|
10
|
3
|
Мера и количество информации
|
4
|
-
|
-
|
4
|
4
|
Кодирование дискретных источников
|
4
|
-
|
4
|
8
|
5
|
Кодирование в дискретных каналах
|
4
|
-
|
-
|
4
|
6
|
Основные понятия помехоустойчивого кодирования
|
2
|
-
|
-
|
2
|
7
| Линейные блоковые коды и их характеристики |
8
|
-
|
18
|
26
|
8
|
Сверточные коды и их характеристики
|
4
|
-
|
-
|
4
|
9
|
Кодирование в непрерывных каналах
|
2
|
-
|
-
|
2
|
|
Итого
|
34
|
-
|
28
|
62
|
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
1.Введение
Предмет теории информации. Базовые понятия и принципы. Основные компоненты системы связи и их характеристики.
-
Дискретизация и квантование сигналов
Математическое представление сигналов. Равномерная дискретизация. Спектр дискретизированного сигнала. Теорема Котельникова. Квантование сигналов. Сигма-дельта АЦП.
-
Мера и количество информации
Дискретные и непрерывные случайные величины, понятие неопределенности. Количество информации по Р.Хартли и К.Шеннону. Количество информации и энтропии. Условная информация и условная энтропия. Количество информации между дискретными ансамблями. Непрерывные ансамбли и обобщение понятия количества информации. Взаимная информация для дискретных и непрерывных ансамблей. Относительная энтропия и ее свойства.
-
Кодирование дискретных источников
Дискретные источники. Кодирование дискретных источников равномерными кодами. Скорость создания информации дискретным источником без памяти при равномерном кодировании. Неравномерное кодирование дискретных источников. Коды с однозначным декодированием. Кодовые деревья и неравенство Крафта. Групповые коды.
5. Кодирование в дискретных каналах
Классификация каналов связи. Симметричные дискретные каналы связи без памяти. Двоично-симметричный канал со стиранием. Пропускная способность дискретных каналов. Теоремы кодирования для дискретных каналов без памяти.
6. Основные понятия помехоустойчивого кодирования
Классификация кодов. Разрешенные и запрещенные кодовые состояния, вектор ошибки, синдром. Мягкое и жесткое декодирование. Границы для кодов.
7. Линейные блоковые коды и их характеристики.
Коды с обобщенными проверками на четность. Кодовое расстояние. Таблица опознавателей. Порождающая и проверочная матрицы. Арифметика конечных полей. Полиномиальные и циклические коды. Важнейшие классы групповых кодов. Коды Рида-Соломона и методы их декодирования. Неалгебраические методы декодирования линейных блоковых кодов. Перестановочное декодирование. Пороговое декодирование. Мягкое декодирование блоковых кодов. Коды с чередованием, каскадные коды, турбокоды.
Сверточные коды и их характеристики. Древовидные и решетчатые коды. Описание сверточных кодов с помощью многочленов. Матричное описание сверточных кодов. Некоторые простые сверточные коды. Алгоритм декодирования Витерби.
Кодирование в непрерывных каналах. Непрерывные каналы и теоремы кодирования в непрерывных каналах. Пропускная способность непрерывного канала с аддитивным гауссовым шумом.
ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Список рекомендуемой литературы
Основная
-
Кудряшов, Б.Д. Теория информации / Б.Д. Кудряшов. СПб.: Питер, 2009. 320 с.
-
Дмитриев, В.И., Прикладная теория информации / В.И. Дмитриев. М.: Высшая школа, 1989. 320 с.
-
Кларк, Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи / Дж. Кларк, Дж. Кейн. М.: Радио и связь, 1987. 392 с.
-
Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание / М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1104 с.
Дополнительная
-
Колесник, В.Д. Курс теории информации / В.Д. Колесник. М.: Наука, 1982. 416 с.
-
Блейхут, Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки / Р. Блейхут. М.: Мир, 1986. 576 с.
-
Галлагер, Р. Теория информации и надежная связь / Р. Галлагер. М.: Сов. Радио, 1974. 720 с.
Примерный перечень лабораторных работ:
-
Дискретизация непрерывных сигналов;
-
Кодирование дискретных источников;
-
Коды с обобщенными проверками на четность;
-
Полиномиальные коды;
-
Циклические коды.
страница 1
|