信息论与编码教案汇总

赣南师范学院物理与电子信息工程学院

教案

授课教师：***

授课对象：电子信息工程

授课学期：第六学期

总学时：32学时

使用教材：电子工业出版社《信息论与纠错编码》张丽华

第 1 次课教案

教学组织

一、自我介绍:略

二、课程介绍：

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。

4、考试成绩计算方法：

平时成绩 30%（主要包括作业和出勤）期终考试 70%

5 课程性质:

学科基础课：

①电子信息类专业基础课

②研究生考试课程

6 进度安排 4学分

32理论学时16周2学时/周

7 学习方法与注意事项

1、学习、目的、方法

2、课程框架（理清）

3、听课与笔记

4、实用方法与公式

5、预习与复习（书、笔记）

6、作业（多练习）

8 教材及参考书

教材:

信息论与纠错编码张丽华电子工业出版社

参考书:

[1] 王新梅等编著，《纠错码-原理与方法》（修订版），西安电子科技大学出版社，2001 年。

[2] 张宗橙编著，《纠错编码原理和应用》，电子工业出版社，2004年。

[3] [日]江藤良纯等主编，《纠错编码原理及应用》，科学出版社，2004年。

[4] [美]S.林著，陈太一译，《纠错编码入门》，人民邮电出版社，1976年。

[5] 姜丹编著，《信息论与编码》，中国科学技术大学出版社，2001年。

9 主要内容

（1）信息及信息的度量

（2）离散信源及信源熵,离散信道及信道容量

（3）信源编码定理和信道编码定理

（4）平均失真测度和信息率失真函数,率失真编码定理

（5）线性分组码

（6）循环码和卷积码

三授课.

一、讲授内容

第一章信息论基础

1.1信息的概念

1.2数字通信系统

1.3 信源及其数学模型

二、教学目的及要求

要求学生明确本课程的学习目的及要求，初步了解本课程的特点及学习方法，掌握信息的基本概念和特点，了解信息论研究的对象、目的和内容，了解信息论的形成和发展趋势，以及目前信息论与编码的主要研究成果，激发学习信息论与编码的兴趣与热情。要求学生掌握信源的基本概念和特点及信源的描述，掌握离散无记忆信源、离散有记忆信源与马尔可夫信源的特点与描述方法。

三、教学重点

本课程的特点及学习方法、信息的基本概念与特点，信息论的主要研究对象、目的和内容。信源的分类，离散信源与连续信源，无记忆信源与有记忆信源，马尔可夫信源。

四、教学难点

如何理解信息的概念、信息论及编码技术，有记忆信源，马尔可夫信源。

五、本讲计划学时及时间分配

计划2个学时，主讲信息的基本概念和特点，信息论研究的对象、目的和内容，

信息论的形成和发展趋势，以及目前信息论与编码的主要研究成果。课程导入5分钟；本课程的学习目的、要求及方法介绍20分钟；信息的基本概念和特点，信息论研究的对象、目的和内容，信息论的形成和发展趋势，以及目前信息论与编码的主要研究成果讲授55分钟，课堂练习及课后习题讲解15分钟，本节课知识点总结5分钟。

六、实施步骤

利用多媒体课件对主要知识点进行讲述，并辅以板书详解，具体如下：

课程引入：主要介绍本课程的教学内容、教学重点与难点、考核方式及教材与参考书。

新课讲解：第一章信息论基础

1.1信息的概念

1.2数字通信系统

1.3 信源及其数学模型

小结：

本次课主要对信息的基本概念和特点，信息论研究的对象、目的和内容，信息论的形成和发展趋势，以及目前信息论与编码的主要研究成果进行讲解，给学生对《信息论与编码》这门课程有初步印象。对无记忆信源、有记忆信源、马尔可夫信源进行详细讲解，并对其中重难点进行总结概括。

七、课外学习辅导安排及作业布置

1、信息、信号、消息的定义是什么？三者的关系如何？

2、寻找阅读和信息论与编码发展的有关资料。

3、通信系统的各个主要组成部分是什么？

八、其他

无

第 3 次课教案

一、讲授内容

第2章信息的度量

2.1 自信息量和互信息量

二、教学目的及要求

要求学生掌握自信息量、离散信源熵、互信息的概念及其求解方法，了解数据处理中信息的变化方式，熟悉并掌握熵的一些基本性质。

三、教学重点

自信息量、离散信源熵、互信息的概念及其求解方法、数据处理中信息的变化方式、熵的性质。

四、教学难点

离散信源熵、互信息的概念及其求解方法、熵的性质。

五、本讲计划学时及时间分配

计划2个学时，主讲离散信源熵和互信息的基本概念和特点。课程导入5分钟；自信息量概念及其求解方法介绍10分钟；离散信源熵的概念及其求解方法讲授15分钟，互信息的概念及其求解方法讲授25分钟，数据处理中信息的变化方式讲授10分钟，熵的性质讲授15分钟，课堂练习及课后习题讲解15分钟，本节课知识点总结5分钟。

六、实施步骤

利用多媒体课件对主要知识点进行讲述，并辅以板书详解，具体如下：

课程引入：

对上次课的重点进行复习，简单介绍本次课的主要内容，并提出问题：信息可否度量？信息量如何来量测？

小结：

本次课主要对自信息量、离散信源熵、互信息、数据处理中信息的变化与熵的性质进行讲解，最好对其中涉及到的重难点进行总结概括。

七、课外学习辅导安排及作业布置

教材P41 2-3