信息论课程教学大纲

信息论课程教学大纲
Information Theory
一、课程教学目标
1、任务和地位：信息论是由Shannon奠基的一门数学学科，它产生于有效而可靠的通信问题中，并获得了广泛应用。

编码技术是信息论的重要分支的基础。

它在通信和计算机工程实践中得到了广泛的应用，成为通信系统设计中的一项通用技术。

通过本课程的学习，使学生对信息理论有一个比较全面和系统的了解，掌握信息论的基本概念和信息论方法，为从事信息科学的研究和应用打下一个坚实的基础。

课程以信号和信道的知识为基础，讲述信息论的基本概念，信源编码、信道编码和伪随机码的基本知识。

2、知识要求：通过一个学期的学习要达到如下要求:
1)掌握平均信息量—熵的概念，了解信息论的基本知识和信道容量的计算。

2)掌握信源编码的意义，了解提高信息传输“有效性”的方法，掌握平均码
长的计算和最佳信源编码的概念，通过仙农定理导出霍夫曼编码规则。

3)掌握信道编码的意义，了解提高信息传输“可靠性”的方法，掌握纠错编
码的基本概念，重点讲解线性分组码的检错能力，介绍卷积码基本概念。

4)掌握伪随机码的基本概念，m序列码的产生及应用。

先修课程：信号与系统、数字逻辑电路、微机原理与应用、通信原理。

3、能力要求：本课程重点是通过讲解信息论与编码技术使学生掌握提高信道传输的“有效性”和“可靠性”的基本理论。

二、教学内容的基本要求和学时分配
1.信息论与编码课程教学学时数分配表：
2．具体要求
第一章绪论
[目的要求]了解信息论的产生、发展、应用，为以后学习打下基础
[教学内容] 信息论研究的内容，信息的基本概念，通信系统模型及模型中各部分的作用，编码的种类
[重点难点] 讲清通信系统模型及模型中各部分的作用。

[教学方法] 书本与多媒体课件相结合
[作业] 无
[课时] 3学时
第二章信源及信源熵
[目的要求] 弄清信源及信源熵的概念，深刻理解最大熵定理
[教学内容] 信息论的基本概念，包括自信息量、条件自信息量、互信息量、条件互信息量、平均互信息量、单符号熵、熵的性质以及连续信源熵、最大熵定理和随机序列的熵等，解释冗余度的由来及作用
[重点难点]重点是信息量、平均信息量、最大熵定理等概念的理解，难点是运用这些概念解决分析问题
[教学方法] 书本与多媒体课件相结合，讲授与课堂讨论相结合
[作业] 读书笔记一篇
[课时] 9学时
第三章无失真信源编码
[目的要求] 掌握信源编码的意义，掌握最佳信源编码的概念及编码方法
[教学内容] 无失真信源编码定理，包括定长编码定理和变长编码定理，详细阐述最佳编码中的香农码、费诺码和霍夫曼码的编码方法及其性能比较
[重点难点]重点是香农码、费诺码和哈夫曼码为代表的最佳码的编码方法，难点是对无失真信源编码定理的理解。

[教学方法] 书本与多媒体课件相结合，讲授与课堂讨论相结合
[作业] 读书笔记一篇
[课时] 9学时
第四章限失真信源编码
[目的要求] 深刻理解失真函数和信息率失真函数的含义，了解几种信源编码方法
[教学内容] 失真函数和信息率失真函数的定义及性质，阐述限失真信源编码定理，常用的几种信源编码方法
[重点难点]重点是限失真信源编码定理的理解，难点是信息率失真函数的计算[教学方法] 书本与多媒体课件相结合，讲授与课堂讨论相结合。

[作业] 读书笔记一篇。

[课时] 9学时
第五章信道编码
[目的要求] 掌握信道编码的意义，掌握纠错编码的基本概念，掌握纠错编码的基本类型和编码方法，了解卷积码的概念及编码、译码方法
[教学内容]介绍信道及信道编码，以及信道编码定理，介绍差错控制与信道编译码的基本原理及线性分组码、卷积码的基本原理
[重点难点]重点是线性分组码的基本原理，难点是纠错编码方法
[教学方法] 书本与多媒体课件相结合，讲授与课堂讨论相结合
[作业] 读书笔记一篇
[课时] 9学时
第六章密码学
[目的要求] 理解并掌握密码学基础知识，理解数据加密标准DES及国际数据加密算法，了解信息安全和确认技术
[教学内容] 介绍密码体制的基础知识及其熵的概念，简述具有代表性的秘密密钥加密算法DES，IDEA和公开密钥加密算法RSA和MD5等。

引入信息安全性概念
以及数字签名、防火墙等技术
[重点难点]重点是数据加密标准DES及国际数据加密算法原理，难点是国际数据加密算法实现过程
[教学方法] 书本与多媒体课件相结合，讲授与课堂讨论相结合
[作业] 读书笔记一篇
[课时] 9学时
三、大纲说明
1、考试方式与成绩构成：
闭卷考试
读书笔记及平时成绩，占总成绩40%
期末考试成绩，占总成绩60%
2、教学参考书目
教材: 靳蕃《信息论与编码方法》中国铁道出版社 1990年
参考教材: 曹雪虹张宗橙《信息论与编码》北京邮电大学出版社2001年
西南交通大学峨眉校区课程简介
注：“授课教师”栏可填1-3名教师。