信息论基础 ppt课件
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学习方法
本课程以概率论为基础，数学推导较多，学 习时主要把注意力集中到概念的理解上，不要 过分追求数学细节的推导。学习时一定要从始 至终注意基本概念的理解，不断加深概念的把 握。学习时注意理解各个概念的“用处”，结 合其他课程理解它的意义，而不要把它当作数 学课来学习，提倡独立思考，注重思考在学习 中的重要性。
数学家认为：信息是使概率分布发生改变的东西。 哲学家认为：信息是物质成分的意识成分按完全特
殊的方式融合起来的产物。
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1928年，美国数学家哈特莱 (Hartley)在《贝尔系统电话杂志》上 发表了一篇题为《信息传输》的论文。
他认为“信息是选择的自由度”。
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美国数学家、控制论的主要奠基人维
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信息：信息是指各个事物运动的状态及状态变 化的方式。人们从来自对周围世界的观察得到 的数据中获得信息。信息是抽象的意识或知识， 它是看不见、摸不到的。人脑的思维活动产生 的一种想法，当它仍储存在脑子中的时候就是 一种信息。信息是信号与消息的更高表达层次。 三个层次中，信号最具体，信息最抽象。它们 三者之间的关系是哲学上的内涵与外延的关系。
或连续)来定量描述； 同一信号形式，比如“0”与“1”可以表达不同形式的
信息，比如无与有、断与通、低与高(电平)等等。
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从以上分析可知，在通信系统中形式上传输 的是消息，但实质上传输的是信息。消息只 是表达信息的工具，载荷信息的客体。显然， 在通信中被利用的（即携带信息的）实际客 体是不重要的，而重要的是信息。信息较抽 象，而消息是较具体的，但不一定是物理性 的。通信的结果是消除或部分消除不确定性 从而获得信息。
考 核： 平时成绩 15--20％（作业、考勤）
期末考试 80--85％（闭卷）
答 疑：每周星期五下午，4:00—5:00，10＃教学楼313室
联系电话：68912615 邮箱： zhrh@bit.edu.cn
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课程概述
当今的时代是一个信息的时代，信息处理技术 的不断进步极大的影响了我们的生活，使我们 的生活质量得到很大提高。本课程将介绍信息 科学的基础理论和基本方法，课程将基于一个 通信系统的抽象数学模型进行展开，课程的数 学基础为概率论。整个课程可分为基础理论和 编码理论两部分组成。
纳(Wiener）在1950年出版的《控制
论与社会》一书中写到：“信息既不
是物质又不是能量，信息就是信息”。
这句话起初受到批评和嘲笑。但正是
这句话揭示了信息的特质：即信息是
独立于物质和能量之外存在于客观世
界的第三要素。
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1948年，另一位美国数学家香农 (C. E. Shannon) 在《贝尔系统电 话杂志》发表了题为《通信的数学理 论》的长篇论文。他创立了信息论，
信息论是人们在长期通信工程的实践中，由通信技术与 概率论、随机过程和数理统计相结合而逐步发展起来的 一门学科。
以1948年Shannon发表的论文《通信的数学理论》为 标志，宣告了信息论这门学科的诞生。
近半个世纪以来，以通信理论为核心的经典信息论，正 以信息技术为物化手段，向高精尖方向迅猛发展，并以 神奇般的力量把人类社会推入了信息时代。
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信息论
信息论已经成为现代信息科学的一个重要组成部分，它 是现代通信和信息技术的理论基础。现代信息论又是数 学概率论下的一个分支，与遍历性理论、大偏差理论以 及统计力学等都有密切关系，因此信息论已成为大学诸 多专业的必修课和选修课，并不再局限于已有的通信工 程、电子工程、信息工程等专业。
➢ 重要性：信息在信息化程度越来越高的社 会中将起到越来越重要的作用，是比物质 和能量更为宝贵的资源，全面掌握信息的 概念，正确、及时、有效地利用信息，能 够为人类创造更多的财富。
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(3)信息的性质
香农信息论层次：考虑事物运动状态及其 变化方式的外在形式，实际上研究的是语 法信息。
信息的抽象性和重要性 信息的5条主要特征 信息的11条重要性质
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信息的抽象性和重要性
➢ 抽象性：信息本身既看不见，又摸不着， 没有气味、没有颜色、没有形状、没有大 小、没有重量……，它是非常抽象的东西。
信息论--基础理论与应用
北京理工大学 信息与电子学院 2014年3月
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课程类型：专业选修课 学 时：32学时 授课时间：第一周----第八周 考试时间：பைடு நூலகம்九周 教 材：《信息论—基础理论与应用》,傅祖芸,电子工业出版社 参考教材：
①《信息论与编码》,陈运,电子工业出版社 ②《应用信息论基础》,朱雪龙，清华大学出版社 ③《信息论与编码学习辅导及习题详解》傅祖芸,电子工业出版社
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第一章 绪论
1.１ 信息的概念 １.2 信息论研究的对象、目的和任务 １.3 信息论发展简史与信息科学
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1.1 信息的概念
(1)信息的定义
信息是信息论中最基本、最重要的概念，它是一个既 抽象又复杂的概念。
信息的概念是在实践中产生，以前一直被看作是消息 的同义词。
信息的概念十分广泛，不同的定义在上百种以上。
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信息与消息和信号的关系
信息---可以认为是具体的物理信号、数学描述的消息 的内涵，即信号具体载荷的内容、消息描述的含义。
信号--则是抽象信息在物理层表达的外延； 消息--则是抽象信息在数学层表达的外延。 同一信息，可以采用不同的信号形式(比如文字、语言、
图象等)来载荷； 同一信息，也可以采用不同的数学表达形式(比如离散
他认为“信息是事物运动状态或存在 方式的不确定性的描述”。
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(2)信息与消息和信号的区别
在通信中对信息的表达分为三个层次：信号、消息、信 息。
信号：是信息的物理表达层，是三个层次中最具体的层 次。它是一个物理量，是一个载荷信息的实体，可测量、
可描述、可显示。如电信号、光信号等。
消息：(或称为符号)是信息的数学表达层，它虽不是一 个物理量，但是可以定量地加以描述，它是具体物理信 号的进一步数学抽象，可将具体物理信号抽象为两大类 型： 1) 离散(数字)消息，是一组未知量，可用随机序列来 描述：U=(U1…Ui…UL) 2) 连续(模拟)消息，也是未知量，它可用随机过程来 描述：U(t,ω)
学习方法
本课程以概率论为基础，数学推导较多，学 习时主要把注意力集中到概念的理解上，不要 过分追求数学细节的推导。学习时一定要从始 至终注意基本概念的理解，不断加深概念的把 握。学习时注意理解各个概念的“用处”，结 合其他课程理解它的意义，而不要把它当作数 学课来学习，提倡独立思考，注重思考在学习 中的重要性。
数学家认为：信息是使概率分布发生改变的东西。 哲学家认为：信息是物质成分的意识成分按完全特
殊的方式融合起来的产物。
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1928年，美国数学家哈特莱 (Hartley)在《贝尔系统电话杂志》上 发表了一篇题为《信息传输》的论文。
他认为“信息是选择的自由度”。
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美国数学家、控制论的主要奠基人维
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信息：信息是指各个事物运动的状态及状态变 化的方式。人们从来自对周围世界的观察得到 的数据中获得信息。信息是抽象的意识或知识， 它是看不见、摸不到的。人脑的思维活动产生 的一种想法，当它仍储存在脑子中的时候就是 一种信息。信息是信号与消息的更高表达层次。 三个层次中，信号最具体，信息最抽象。它们 三者之间的关系是哲学上的内涵与外延的关系。
或连续)来定量描述； 同一信号形式，比如“0”与“1”可以表达不同形式的
信息，比如无与有、断与通、低与高(电平)等等。
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从以上分析可知，在通信系统中形式上传输 的是消息，但实质上传输的是信息。消息只 是表达信息的工具，载荷信息的客体。显然， 在通信中被利用的（即携带信息的）实际客 体是不重要的，而重要的是信息。信息较抽 象，而消息是较具体的，但不一定是物理性 的。通信的结果是消除或部分消除不确定性 从而获得信息。
考 核： 平时成绩 15--20％（作业、考勤）
期末考试 80--85％（闭卷）
答 疑：每周星期五下午，4:00—5:00，10＃教学楼313室
联系电话：68912615 邮箱： zhrh@bit.edu.cn
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课程概述
当今的时代是一个信息的时代，信息处理技术 的不断进步极大的影响了我们的生活，使我们 的生活质量得到很大提高。本课程将介绍信息 科学的基础理论和基本方法，课程将基于一个 通信系统的抽象数学模型进行展开，课程的数 学基础为概率论。整个课程可分为基础理论和 编码理论两部分组成。
纳(Wiener）在1950年出版的《控制
论与社会》一书中写到：“信息既不
是物质又不是能量，信息就是信息”。
这句话起初受到批评和嘲笑。但正是
这句话揭示了信息的特质：即信息是
独立于物质和能量之外存在于客观世
界的第三要素。
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1948年，另一位美国数学家香农 (C. E. Shannon) 在《贝尔系统电 话杂志》发表了题为《通信的数学理 论》的长篇论文。他创立了信息论，
信息论是人们在长期通信工程的实践中，由通信技术与 概率论、随机过程和数理统计相结合而逐步发展起来的 一门学科。
以1948年Shannon发表的论文《通信的数学理论》为 标志，宣告了信息论这门学科的诞生。
近半个世纪以来，以通信理论为核心的经典信息论，正 以信息技术为物化手段，向高精尖方向迅猛发展，并以 神奇般的力量把人类社会推入了信息时代。
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信息论
信息论已经成为现代信息科学的一个重要组成部分，它 是现代通信和信息技术的理论基础。现代信息论又是数 学概率论下的一个分支，与遍历性理论、大偏差理论以 及统计力学等都有密切关系，因此信息论已成为大学诸 多专业的必修课和选修课，并不再局限于已有的通信工 程、电子工程、信息工程等专业。
➢ 重要性：信息在信息化程度越来越高的社 会中将起到越来越重要的作用，是比物质 和能量更为宝贵的资源，全面掌握信息的 概念，正确、及时、有效地利用信息，能 够为人类创造更多的财富。
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(3)信息的性质
香农信息论层次：考虑事物运动状态及其 变化方式的外在形式，实际上研究的是语 法信息。
信息的抽象性和重要性 信息的5条主要特征 信息的11条重要性质
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信息的抽象性和重要性
➢ 抽象性：信息本身既看不见，又摸不着， 没有气味、没有颜色、没有形状、没有大 小、没有重量……，它是非常抽象的东西。
信息论--基础理论与应用
北京理工大学 信息与电子学院 2014年3月
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课程类型：专业选修课 学 时：32学时 授课时间：第一周----第八周 考试时间：பைடு நூலகம்九周 教 材：《信息论—基础理论与应用》,傅祖芸,电子工业出版社 参考教材：
①《信息论与编码》,陈运,电子工业出版社 ②《应用信息论基础》,朱雪龙，清华大学出版社 ③《信息论与编码学习辅导及习题详解》傅祖芸,电子工业出版社
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第一章 绪论
1.１ 信息的概念 １.2 信息论研究的对象、目的和任务 １.3 信息论发展简史与信息科学
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1.1 信息的概念
(1)信息的定义
信息是信息论中最基本、最重要的概念，它是一个既 抽象又复杂的概念。
信息的概念是在实践中产生，以前一直被看作是消息 的同义词。
信息的概念十分广泛，不同的定义在上百种以上。
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信息与消息和信号的关系
信息---可以认为是具体的物理信号、数学描述的消息 的内涵，即信号具体载荷的内容、消息描述的含义。
信号--则是抽象信息在物理层表达的外延； 消息--则是抽象信息在数学层表达的外延。 同一信息，可以采用不同的信号形式(比如文字、语言、
图象等)来载荷； 同一信息，也可以采用不同的数学表达形式(比如离散
他认为“信息是事物运动状态或存在 方式的不确定性的描述”。
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(2)信息与消息和信号的区别
在通信中对信息的表达分为三个层次：信号、消息、信 息。
信号：是信息的物理表达层，是三个层次中最具体的层 次。它是一个物理量，是一个载荷信息的实体，可测量、
可描述、可显示。如电信号、光信号等。
消息：(或称为符号)是信息的数学表达层，它虽不是一 个物理量，但是可以定量地加以描述，它是具体物理信 号的进一步数学抽象，可将具体物理信号抽象为两大类 型： 1) 离散(数字)消息，是一组未知量，可用随机序列来 描述：U=(U1…Ui…UL) 2) 连续(模拟)消息，也是未知量，它可用随机过程来 描述：U(t,ω)