信息论 - 第1章

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信息论

信息论第一章概论1.信息、消息、信号的定义及关系。

定义信息：事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。

消息：指包含有信息的语言、文字和图像等。

信号：表示消息的物理量，一般指随时间而变化的电压或电流称为电信号。

关系信息和消息信息不等于消息。

消息中包含信息，是信息的载体。

同一信息可以用不同形式的消息来载荷。

同一个消息可以含有不同的信息量。

信息和信号信号是消息的载体，消息则是信号的具体内容。

信号携带信息，但不是信息本身。

同一信息可用不同的信号来表示，同一信号也可表示不同的信息。

2. 通信系统模型，箭头上是什么？通信的目的及方法。

通信的目的：是为了提高通信的可靠性和有效性。

信源编码：提高信息传输的有效性。

（减小冗余度）信道编码：提高信息传输的可靠性。

（增大冗余度）第二章信源及其信息量★信源发出的是消息。

信源分类1、信源按照发出的消息在时间上和幅度上的分布情况可将信源分成离散信源和连续信源。

2、根据各维随机变量的概率分布是否随时间的推移而变化将信源分为平稳信源和非平稳信源。

单符号离散信源离散无记忆信源无记忆扩展信源离散平稳信源离散有记忆信源记忆长度无限记忆长度有限（马尔可夫信源）一、单符号离散信源单符号离散信源的数学模型为定义：一个随机事件发生某一结果后所带来的信息量为自信息量。

定义为其发生概率对数的负值。

以奇才单位：•对数以2为底，单位为比特 (bit ) （binary unit ） •对数以e 为底，单位为奈特 (nat ) (nature unit)•对数以10为底，单位为笛特(det) (decimal unit) 或哈特 (hart) 物理含义：在事件xi 发生以前，等于事件xi 发生的不确定性的大小；在事件xi 发生以后，表示事件xi 所含有或所能提供的信息量。

性质:①I(x i )是非负值.②当p(x i )=1时，I(x i )=0. ③当p(x i )=0时，I(x i )=∞.④I(x i ) 是p(x i )的单调递减函数.联合自信息量条件自信息量自信息量、条件自信息量和联合自信息量之间有如下关系式：I(x i y j )= I(x i )+ I(y j / x i ) = I(y j )+ I(x i / y j )⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)(,),(,),(),( ,, ,, , )( 2121n i n i x p x p x p x p x x x x X P X )(log )( i i x p x I -=)(log )( j i j i y x p y x I -=1)(,1)(01=≤≤∑=ni i i x p x p定义：各离散消息自信息量的数学期望，即信源的平均信息量.单位：比特/符号物理含义： ① 信源熵H(X)表示信源输出后，离散消息所提供的平均信息量. ② 信源熵H(X)表示信源输出前，信源的平均不确定度. ③ 信源熵H(X)反映了变量X 的随机性.信源符号的概率分布越均匀，则平均信息量越大; 确定事件，不含有信息量。

信息论第一章

Tianjin Polytechnic University
自信息量 ①自信息量
单符号离散信源的数学模型
信源的描述方法单符号离散信源单符号离散信源的数学模型

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Tianjin Polytechnic University
单符号离散信源的数学模型
Tianjin Polytechnic University
例题
例题:写出相应的数学模型 (1)某二元信源只含有0和1两个消息,发送1的概率是 0.99,而发送0的概率是0.01 解:
X 1 P ( X ) 0.99 0 0.01
(2)某二元信源只含有0和1两个消息,发送1和0的概率均是0.5
自信息的定义
若噪声太大, 信宿收到受干扰的信息后,对某信息产生的不确定性依然存在或一点也未消除,则信宿获得较少的信息或者说一点也没有获得信息.
自信息 I ( xi ) 的定义: 信源中某个符号 x i 的出现所带来的信息量
Tianjin Polytechnic University
自信息的定义
1 2 9 X 0 P ( X ) 0.1 0.1 0.1 0.1
(4)信源只发送一种消息,即永远发送1或者永远发送0
X 0 P ( X ) 1 X 1 或 P ( X ) 1

其不确定性 I ( xi )
Tianjin Polytechnic University
自信息的定义
自信息 I ( xi ) 满足以下几条公理:
(4)可加性:若
p( xi y j ) p( xi ) p( y j )
I ( xi y j ) I ( xi ) I ( y j )

第一章信息论基础PPT课件

2021
43
信息传输和传播手段经历了五次重大变革：
1 语言的产生。
2 文字的产生。
3 印刷术的发明。
4 电报、电话的发明。
5 计算机技术与通信技术相结合，促进了网络通信的发展。
2021
44
1.3 信息传输系统
通信的基本问题是在彼时彼地精确地或近似地再现此时此地发出的消息。
各种通信系统，一般可概括的统计模型：信息传输系统模型
2021
17
语法信息
仅仅考虑其中形式因素的部分。
语义信息
考虑其中含义因素的部分。
语用信息
考虑其中效用因素的部分。
2021
18
1.1 信息的概念
物质、能量和信息是构成客观世界的三大要素。信息是物质和能量在空间和时间上分布的不均匀程度，或者说信息是关于事物运动的状态和规律。
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19
信息存在于自然界，也存在于人类社会，
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15
认识论比本体论的层次要低，因为
认识主体具有感觉能力、理解能力和目的性，所以从认识论层次上研究信息“事物的运动状态及其变化方式”就不再像本体论层次上那样简单，他必须考虑到形式、含义和效用。
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全信息
同时考虑事物运动状态及其变化方式的外在形式、内在含义和效用价值的认识论层次信息。
信源
信源译码器信道编码器
等效干扰信道
等效信源等效信宿
信
干
道
扰
源
信宿
信源译码器信20道21 译码器
45
这个模型包括以下五个部分： 1.信源信源是产生消息的源。
2. 编码器编码器是将消息变成适合于信道传送的信号的设备。

信息论讲义_第一讲

• 香农定义的信息也有其局限性，存在一些缺陷
– 定义的出发点是假定事物状态可以用一个以经典集合论为基础的概率模型来描述。 – 没有考虑收信者的主观特性和主观意义，也撇开了信息的具体含意、具体用途、重要程度和引起后果等因素。
20
1.1.4 信息、消息与信号
信息：比较抽象的概念；是系统中传输的对象；包含在消息之中。消息：比较具体，但不是物理量；具有不同形式，例如语言、文字、符号、图像等能够被人感知；可以传输并被通信双方理解；同一消息含有不同信息；同一信息可用不同消息载荷。信号：最具体，是消息的载荷者；是表示消息的物理量，可测量、可显示、可描述，是信息的物理表达层。
12
1.1.2 广义的信息概念
信息本身看不见、摸不着，它必须依附于一定的物质形式（如文字、声波、电磁波等）。这种运载信息的物质称为信息的载体，一切物质都有可能成为信息的载体。
13
1.1.3 概率信息概念
由美国数学家香农1948年提出，亦称香农信息基于对通信活动基本功基于对通信活动对象和基于对通信活动的机制或狭义信息。概率信息是从不确定性能的观察分析，“通信过程的分析研究，“信和本质的分析研究， (Uncertainty) 和概率测度出发定义信息的。的基本问题是在信宿端源发出的消息总是从可 “人类只有在两种情况香农针对人类通信活动的特点，提出了精确或近似地复制发送能发生的消息符号集合下有通信的需求， 1）自端所挑选的消息。通常中随机选择，通信系统己有某种形式的消息要 ① 形式化假说消息是有语义的，即它无法预先知道信源在什告诉对方，且估计对方 ② 非决定论按某种关系与某些物质么时候会选择什么消息不知道； 2）自己有某种 ③ 不确定性概念的实体联系着。通发送”，即具有通信意疑问需要对方给出解答” 信中语义方面的问题与义的消息都是随机发生经过通信活动后，消除工程问题没有关系” 的了随机事件，获取了信不确定性

《信息论与编码》课件第1章绪论

1.2 通信系统的模型
信源符号
信源编码信源
（序列）
编码器信道译码器
x y yˆ
重建符号（序列）
x
❖ 无失真编码： x xˆ
重建符号与信源发送符号一致，即编码器输出码字序列与信源发送序列一一映射；
限失真编码： x xˆ
总是成立的
y yˆ
分别是编码输出码字和接收到的码字
重建符号与信源发送符号不完全一致；编码器输出码字序列与信源输出符号序列之间不是一一映射关系，出现符号合并，使得重建符号的熵减少了。
限失真、无失真是由于编译码器形成的
信道编码
增加冗余
提高
对信道干扰的抵抗力
信息传输的可靠性
❖ 由于信道中存在干扰，数据传递过程中会出现错误，信道编码可以检测或者纠正数据传输的错误，从而提高数据传输的可靠性。
1.2 通信系统的模型
调制器
作用：
➢ 将信道编码的输出变换为适合信道传输的要求的信号；
消息
信息的表现形式；
文字，图像，声音等；
信号
信号的变化描述消息；
信息的基本特点
1.不确定性
受信者在接收到信息之前，不知道信源发送的内容是什么，是未知的、不确定性事件；
2.受信者接收到信息后，可以减少或者消除不确定性；
3. 可以产生、消失、存储，还可以进行加工、处理；
4. 可以度量
1.2 通信系统的模型
冗信源符号余变相关性强化统计冗余强
信源编码器
码序列相关性减弱统计冗余弱
相关冗余统计冗余生理冗余
模型简化
信源输出前后符号之间存在一定相关性
信源输出符号不服从等概率分布

信息论第一章答案

《信息论基础》习题答案第一章信息与信息的度量-1 解：根据题意，“没有不及格”或“pass”的概率为因此当教师通知某甲“没有不及格”后，甲获得信息在已知“pass”后，成绩为“优”（A），“良”（B），“中”（C）和“及格”（D）的概率相同：为确定自己的成绩，甲还需信息1-2 解：该锁共可设个数值，开锁号码选取每一个值的概率都相同，所以-3 解：由于每个汉字的使用频度相同，它们有相同的出现概率，即因此每个汉字所含的信息量为每个显示方阵能显示种不同的状态，等概分布时信息墒最大，所以一个显示方阵所能显示的最大信息量是显示方阵的利用率或显示效率为-4 解：第二次发送无误收到，因此发、收信息量相等，均为第一次发出的信息量为第一次传送的信息量为两次发送信息量之差：-5 解：由信息熵定义，该信源输出的信息熵为消息ABABBA所含的信息量为消息FDDFDF所含的信息量为6位长消息序列的信息量期望值为三者比较为-6 解：由信息熵定义，该信源输出的信息熵为消息ABABBA所含的信息量为消息FDDFDF所含的信息量为6位长消息序列的信息量期望值为三者比较为-7 解：X和Y的信息熵分别为因传输无误，信宿收到的信息等于发送信息。

因此当第一个字符传送结束后，两信宿收到信息量等于发送的信息量，即整个序列发送结束后，由于符号间独立，两信宿收到的总信息量是平均每次（每个符号）发送（携带）的信息为-8 解：(a) 根据扑克牌的构成，抽到“红桃”、“人头”、“红桃人头”的概率分别为13/52=1/4、12/52=3/13和3/52，所以当告知抽到的那张牌是：“红桃”、“人头”和“红桃人头”时，由信息量定义式（1-5），所得到的信息各是(b) 在52张扑克牌中，共有红人头6张（3张红桃，3张方块），因此在已知那张牌是红人头，为确切地知道是哪张牌，还需要信息。

-9 解：一个二元信息所含的最大信息熵是确定的，所以当以2或5为底时，最大信息熵相同，即1 bit = (该信息量单位)或 1 (该信息量单位) = 2.33 bits同理， 1 nat = 0.62 (该信息量单位)或 1(该信息量单位) = 1.61 nats。

信息论基础理论与应用第三版(傅祖芸) 第1章绪论

国内外已有不下百余种流行的说法，它们都是从不同的侧面和不同的层次来揭示信息的本质的。
1928年，哈特莱(R．V．L Hartley) 在《信息传输》一文中提出：发信者所发出的信
息，就是他在通信符号表中选择符号的具体方式，主张用所选择的自由度来度量信息。局限性： ➢ 只考虑选择符号的方式，不涉及到信息的价值和具体内容。 ➢ 没有考虑各种可能选择方法的统计特性。
信源编码器的主要指标
是它的编码效率。一般来说，效率越高，编译码器的代价也将越大。
信源译码器
把信道译码器的输出变换成信宿所需的消息形式，
相当于信源编码器的逆过程。
19
信道编码器与译码器
信道编码主要作用是提高信息传送的可靠性。
信道编码器的作用在信源编码器输出的代码组上有目的地增加一些监督码元,使之具有检错或纠错的能力。
an p(an )
样本空间概率测度
先验概率p(xi)：
选择符号xi作为消息的概率。 11
例：气象预报
甲 X 晴阴大雨小雨
p(x)
1/ 2,1/
4,
1/ 8,
1/8
乙
Y p(y)
晴阴 1/4,1/4,
大雨小雨
1/4, 1/4
“甲地晴”比“乙地晴”的不确定性小。
某一事物状态出现的概率越小，其不确定性越大。某一事物状态出现的概率接近于1,即预料中肯定会出现的事件，那它的不确定性就接近于零。
信道编码的主要方法增大码率或频带,即增大所需的信道容量。这恰与信源编码相反。
7
信息的表达层次
狭义而言，通信中对信息的表达分三个层次：信号、消息、信息。信号：信息的物理表达，是一个物理量，是一个载荷信息的实体，可测量、可描述、可传输、可存储、可显示。消息 (或符号) ：信息的数学表达，承载了信息，它是具体物理信号的数学抽象。如语言、文字、语音、图像等。信息：更高层次的哲学抽象，是信号与消息的承载的对象，描述事物运动状态或存在方式的不确定性。

信息论与编码_第一章

信息论发展中的悲情人物
• 诺贝尔经济学获得者：
JOHN NASH
于1951年发表《非合作博弈论》
成就著名的“纳什均衡”理论
1958年（30岁）开始痴迷于信息编码技术，出现精神失常。直到80年代末，方从癫疯中苏醒，继续从事经济学博弈论研究，1994年获得诺贝尔经济学奖
奥斯卡影片《美丽心灵》
第二节、信息的概念
(17) 发现格码，1989，R.deBuda。格(lattice)码可趋近频带受限高斯信道容量。Loeligerz在1992年已证明，这是Zp上的欧氏空间群码。
(18)发现Turbo码，迭代自适应译码算法，1993, C. Berrou and A. Glavieux. (19) LDPC码，近来又重新被发现。
信息定义的总结
• 信息是人与外界交互的内容，是有序程度的度量和负熵，是用以减少不定性的东西，这些都是 Wiener 、 Brillouin 、 Shannon 等人的理解。这些认识比仅仅把信息看作消息或通信内容要更深刻。 • 在数学上很容易证明， Hartley 的信息概念仅是 Shannon信息概念的一种特殊情形。 • 总起来说，在现有的各种理解中， Shannon 的定义比较深刻，而且这种定义还导出了相应的算法。
香农信息定义的缺陷（2）
• 只考虑了随机型的不定性，不能解释与其他型式的不定性（如模糊不定性）有关的信息问题。 • 这种信息定义只从功能角度上来表述，还是没有从根本上回答“信息是什么”的问题。
2、发展
信息论主要几个方面的进展
Ⅰ．信源编码与数据压缩 Ⅱ．信道编码与差错控制技术 Ⅲ．多用户信息论与网络通信 Ⅳ．多媒体与信息论 Ⅴ．信息论与密码学和数据安全 Ⅵ．信息论与概率统计 Ⅶ．信息论与经济学 Ⅷ．信息论与计算复杂性 Ⅸ．信息论与系统、控制、信号检测和处理 Ⅹ．量子信息论 Ⅺ．Shannon的其它重要贡献

《信息论》(电子科大)第1章概论

电子科技大学
信息论导论
通信与信息工程学院陈伟建
电子科技大学
第1章概论
什么是信息(information)? 什么是信息(information)? 什么是信息论(information 什么是信息论(information theory, informatics)? informatics)? 什么是信息科学(information science)? 什么是信息科学(information science)?
三,信息科学及其研究内容
电子科技大学
1,信息科学的概念一般认为,信息科学是研究信息的度量, 一般认为,信息科学是研究信息的度量, 获取,传递,存储, 获取,传递,存储,处理和施用的技术科学. 科学. 进一步, 进一步,可以从信息科学的研究对象和研究内容两个方面来理解信息科学的概念.
①信息科学以信息为研究对象维纳曾指出:信息既不是物质, 维纳曾指出:信息既不是物质,也不是能量,信息就是信息. 能量,信息就是信息. 维纳揭示了信息具有与物质了信息具有与物质, 维纳揭示了信息具有与物质,能量不同的属性. 的属性. 辞海》对信息的解释中也明确提出: 《辞海》对信息的解释中也明确提出: 信息, 信息,物质和能量被称为系统的三大要素.
从通信的实质意义来讲,如果信宿收到从通信的实质意义来讲, 的消息是已知的, 的消息是已知的,则等于没有收到任何消息. 消息. 因此, 因此,人们更感兴趣的是消息中所包含的未知成分,用概率论的术语来讲, 的未知成分,用概率论的术语来讲,就是具有不确定性的成分, 是具有不确定性的成分,香农将该成分称为信息,并进行了数量描述. 称为信息,并进行了数量描述. 三者的关系:通信系统传输的是信号, 三者的关系:通信系统传输的是信号, 信号承载着消息, 信号承载着消息,消息中的不确定成分是信息. 是信息.

信息论与编码_第一章.

信息论与编码
(Information theory and coding)
主讲老师：姚志强 yaozhiqiang@
学习的意义
• 信息论与编码理论是信息科学的基础理论，对信息进行定量的分析，对信息处理给出理论的指导，是20世纪后半叶数字化革命的主要理论和技术支柱．
• 信息论与编码的许多思想和方法已广泛渗透到许多领域： [计算机]，[通信技术]，[统计学], [物理学]， [生物学]，[系统科学], [经济学], [社会学], ……
需具备的相关数学知识：
高等数学概率与统计理论矩阵论最优化理论需了解的相关专业方面知识：
通信原理
本课程的主要教学目标：信息论基本原理与应用
第一章、绪论
第一节、信息论起源和发展第二节、信息的概念第三节、信息论的研究内容和核心
第一节、信息论的起源及发展
1、起源
1924年，奈奎斯特（Nyquist）：信号带宽和信息速率间的关系。
主要参考文献
• 《信息理论与编码》姜丹、钱玉美编著中国科技大学出版社（第一版，第二版，第三版）；
• 《信息论—基础理论与应用》傅祖芸编著电子工业出版社
2001年版；
• 《信息论与编码方法》西南交通大学勒蕃教授著；
• 《信息论与编码》陈运、周亮、陈新编著电子工业出版社； • 《信息论与编码》仇佩亮编著高等教育出版社；
息的理解：信息是用来减少随机不确定性的东西。 • 这篇论文以概率论为工具，深刻阐述了通信随机不确定性是指由于随机因素所造成的不能肯定工程的一系列基本理论问题，给出了计算信的情形，在数值上可以用概率熵来计量。源信息量和信道容量的方法和一般公式，得到了一组表征信息传递重要关系的编码定理。

信息论习题集

信息论习题集信息论习题集第⼀章、判断题1、信息论主要研究⽬的是找到信息传输过程的共同规律，提⾼信息传输的可靠性、有效性、保密性和认证性，以达到信息传输系统的最优化。

（√）2、同⼀信息，可以采⽤不同的信号形式来载荷；同⼀信号形式可以表达不同形式的信息。

（√）3、通信中的可靠性是指使信源发出的消息准确不失真地在信道中传输；（√）4、有效性是指⽤尽量短的时间和尽量少的设备来传送⼀定量的信息。

（√）5、保密性是指隐蔽和保护通信系统中传送的消息，使它只能被授权接收者获取，⽽不能被未授权者接收和理解。

（√）6、认证性是指接收者能正确判断所接收的消息的正确性，验证消息的完整性，⽽不是伪造的和被窜改的。

（√）7、在⾹农信息的定义中，信息的⼤⼩与事件发⽣的概率成正⽐，概率越⼤事件所包含的信息量越⼤。

（×）第⼆章⼀、判断题1、通信中获得的信息量等于通信过程中不确定性的消除或者减少量。

（√）2、离散信道的信道容量与信源的概率分布有关，与信道的统计特性也有关。

（×）3、连续信道的信道容量与信道带宽成正⽐，带宽越宽，信道容量越⼤。

（×）4、信源熵是信号符号集合中，所有符号的⾃信息的算术平均值。

（×）5、信源熵具有极值性，是信源概率分布P的下凸函数，当信源概率分布为等概率分布时取得最⼤值。

（×）6、离散⽆记忆信源的N次扩展信源，其熵值为扩展前信源熵值的N倍。

（√）7、互信息的统计平均为平均互信息量，都具有⾮负性。

（×）8、信源剩余度越⼤，通信效率越⾼，抗⼲扰能⼒越强。

（×）9、信道剩余度越⼤，信道利⽤率越低，信道的信息传输速率越低。

（×）10、信道输⼊与输出之间的平均互信息是输⼊概率分布的下凸函数。

（×）11、在信息处理过程中，熵是不会增加的。

（√）12、熵函数是严格上凸的。

（√）13、信道疑义度永远是⾮负的。

（√）14、对于离散平稳信源，其极限熵等于最⼩平均符号熵。

《信息论》第一章课后作业作业answer

8 1
P( ��1 ��1 ��2 )=0, P( ��1 ��2 ��1 )= P(��2 ��1 ��1 )= P(��2 ��2 ��2)=
1 8 3 8
3 8
,P( ��1 ��2 ��2 )=0,
（1）求消息的符号熵。（2）每个消息符号所需要的平均二进码的个数或平均代码长度，进而用这结果求码序列中的一个二进码的熵。（3）当消息是由符号序列组成时，各符号之间若相互独立，求其对应的二进码序列中出现 “0”和“1”的无条件概率 p0 和 p1，求相邻码间的条件概率 P01，P10，P11，P00。
解：（1） P(X=0)= + = ，P(X=1)=1-P(X=0)=
8 8 2 1 3 1 1 2
同理：P(Y=0)=P(Y=1)=
1 2 1 8
Z=XY 的分布为：P(Z=0)=
1 2
+ + = ，P(Z=1)=
8 8 8
3
3
7
1 8
P(X=0，Z=0)=P(X=0)= ，P(X=0，Z=1)=0 P(X=1，Z=0)= ，P(X=1，Z=1)= ;
信息论第一次作业 4.1 同时掷两个正常的骰子，也就是各面呈现的概率都是 1 ，求： 6
（1） “3 和 5 同时出现”这事件的自信息量。（2） “两个 1 同时出现”这事件的自信息量。（3）两个点数的各种组合（无序对）的熵或平均信息量。（4）两个点数之和（即 2，3，。。。12 构成的子集）的熵。（5）两个点数中至少有一个是 1 的自信息。
,P(��2 ��1 ��2 )=0, P(��2 ��2 ��1 )= 0,

第1章绪论-信息论与编码(第3版)-曹雪虹-清华大学出版社

13
信息论对研究实际通信系统的作用
提供一个最为普遍的概念性框架，在该框架内可以构建实际信源和信道更详细的模型;
由该理论建立的关系可为给定系统构建编码器和译码器时进行折衷指明方向。
1.3 通信系统的模型
1.3 通信系统的模型
信源
产生消息的源，消息可以是文字，语言，图像。可以离散，可以连续。随机发生。
信息、消息、信号
信息：一个抽象的概念。消息：是信息的载体，相对具体的概念，如语言，文字，
数字，图像
信号：表示消息的物理量，电信号的幅度，频率，相位
等等
所以，消息是信息的数学载体、信号是信息的物理载体
普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著
11
例
烽火台
信息：有/无敌情消息：s(x)=sgn(x) 信号：火光（亮，灭）
of communications”信息时代的里程碑 ✓ 50年代开始，IRE成立信息论组，出版信息论汇刊
普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著
5
信息论发展简史
1948年，Shannon信息论奠基信息的度量
1952年，Fano证明了Fano不等式，给出了 Shannon信道编码逆定理的证明；1957年， Wolfowitz，1961 Fano，1968Gallager给出信道编码定理的简单证明并描述了码率、码长和错误概率的关系；1972年Arimoto和Blahut发明了信道划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著
4
1.1 信息论的形成与发展
信息论的发展过程
✓ 1924年，H Nyquist，信息率与带宽联系 ✓ 1928年，RV Hartley, 引入非统计信息量 ✓ 1936年，EH Armstrong，带宽与抗干扰能力 ✓ 1939年，H Dudley, 发明声码器 ✓ 40年代初，N Wiener, “控制论” ✓ 1948年，Shannon, “信息论” “A mathematical theory

信息论及编码理论基础(第一章)

定信源到底发送什么样的消息。而通信的目的也就是要使接收者在接收到消息
后，尽可能多的解除接收者对信源所存在的疑义（不定度），因此这个被解除
的不定度实际上就是在通信中所要传送的信息量。
*
11
信息与信息量
由于客观信息的多样性，要想给出一个能够包罗万象的统一定义，在此基础上建立起一套信息理论几乎是不大可能的。
系统
*
34
信息论发展简史
1948年shannon信息论奠基
宋陈亮《梅花》诗： “欲传春信息，不怕雪埋藏。”
《水浒传》第四四回：宋江大喜，说道：“只有贤弟去得快，旬日便知信息。”
巴金《家》三一：“二表哥的事情怎样了？为什么连信息也不给我一个？”
*
22
二、Shannon信息论的中心问题
“信息论”，又称为“通信的数学理论”，是研究信息的传输、存储、处理的科学。
*
13
*
14
第一章：引论（简介）
一、通信系统模型二、Shannon信息论的中心问题三、Shannon信息的概念四、概率复习内容
*
15
一、通信系统模型
信源、信道、信宿信源是消息的来源，信道是消息传送媒介，信宿是消息的目的地。
信源
编码器
信道
译码器
干扰源
*
信宿
16
通信系统模型进一步细分
信息论及编码理论基础 (第一章)
教材
王育民、李晖，信息论与编码理论（第2版），高等教育出版社， 2013.
*
2
参考书
Thomas M. Cover, Joy A. Thomas, Elements of Information Theory，2nd ed, WILEY Press, 2006. 阮吉寿张华译信息论基础，机械工业出版社，2007.

信息论与编码第1章

第一章绪论（第一讲）（2课时）主要内容：（1）教学目标（2）教学计划（3）参考书（4）考试问题（5）信息论的基本概念（6）信息论发展简史和现状（7）通信系统的基本模型重点：通信系统的基本模型难点：通信系统的基本模型特别提示：运用说明：本堂课作为整本书的开篇，要交待清楚课程开设的目的，研究的内容，对学习的要求；在讲解过程中要注意结合一些具体的应用实例，避免空洞地叙述，以此激发同学的学习兴趣，适当地加入课堂提问，加强同学的学习主动性。

信息论与编码(Informatic s & Coding)开场白教学目标：本课程主要讲解香农信息论的基本理论、基本概念和基本方法，以及编码的理论和实现原理。

介绍信息的统计度量，离散信源，离散信道和信道容量；然后介绍无失真信源编码、有噪信道编码，以及限失真信源编码等，然后介绍信道编码理论，最后也简单介绍了密码学的一些知识。

教学重点：信息度量、无失真信源编码、限失真信源编码、信道编码的基本理论及实现原理。

教学计划：信息论：约20学时信道编码：约19学时*密码学：约8学时参考书：1．信息论与编码，曹雪虹张宗橙编，北京邮电大学出版社，20012．信息论—基础理论与应用，傅祖芸编著，电子工业出版社，20013．信息理论与编码，姜丹钱玉美编著4．信息论与编码，吴伯修归绍升祝宗泰俞槐铨编著，1987考试问题：第一章绪论信息论的基本概念信息论发展简史和现状通信系统的基本模型§1.1 信息论的基本概念信息论是一门应用近代数理统计方法来研究信息的传输和处理的科学。

在涉及这门课程的具体内容之前，很有必要在引言中，首先放宽视野，从一般意义上描述、阐明信息的基本含意。

然后，再把眼光收缩到信息论的特定的研究范围中，指明信息论的假设前提，和解决问题的基本思路。

这样，就有可能帮助读者，在学习、研究这门课程之前，建立起一个正确的思维方式，有一个正确的思路，以便深刻理解、准确把握以下各章节的具体内容。