信息理论与编码-期末试卷A及答案
信息理论与编码-期末试卷A及答案
题号 一 二 三 四 总分 统分人 题分 35 10 23 32 100得分 一、填空题（每空1分，共35分） 得分| |阅卷人|1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和1234 0.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是 ，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ； 二、 。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0100010000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
11、信源编码的概率匹配原则是：概率大的信源符号用 ，概率小的信源符号用 。
（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字101111101、011111101、100111001之间的最小汉明距离为 。
信息论与编码期末考试题(全套)
三、（16分）已知信源
（1）用霍夫曼编码法编成二进制变长码；（6分）
（2）计算平均码长 ;（4分）
（3）计算编码信息率 ;（2分）
（4）计算编码后信息传输率 ;（2分）
（5）计算编码效率 。（2分）
四、（10分）某信源输出A、B、C、D、E五种符号，每一个符号独立出现，出现概率分别为1/8、1/8、1/8、1/2、1/8。如果符号的码元宽度为0.5 。计算：
（1）信息就是一种消息。（）
（2）信息论研究的主要问题是在通信系统设计中如何实现信息传输、存储和处理的有效性和可靠性。（）
（3）概率大的事件自信息量大。（）
（4）互信息量可正、可负亦可为零。（）
（5）信源剩余度用来衡量信源的相关性程度，信源剩余度大说明信源符号间的依赖关系较小。（）
（6）对于固定的信源分布，平均互信息量是信道传递概率的下凸函数。（）
7、根据是否允许失真，信源编码可分为和。
8、若连续信源输出信号的平均功率为 ，则输出信号幅度的概率密度是时，信源具有最大熵，其值为值。
9、在下面空格中选择填入数学符号“ ”或“ ”
（1）当X和Y相互独立时，H（XY）H(X)+H(X/Y)H(Y)+H(X)。
（2）
（3）假设信道输入用X表示，信道输出用Y表示。在无噪有损信道中，H(X/Y) 0,
5.各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件.（）
6.连续信源和离散信源的熵都具有非负性.（）
7.信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确
定性就越小，获得的信息量就越小.
8.汉明码是一种线性分组码.（）
信息理论与编码-期末试卷A及答案
信息理论与编码-期末试卷A及答案⼀、填空题（每空1分，共35分）1、1948年，美国数学家发表了题为“通信的数学理论”的长篇论⽂，从⽽创⽴了信息论。
信息论的基础理论是，它属于狭义信息论。
2、信号是的载体，消息是的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的⾃信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散⽆记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P =???和12340.5122X x x x x w=，则其信源熵和加权熵分别为和。
5、信源的剩余度主要来⾃两个⽅⾯，⼀是，⼆是。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是。
7、信道的输出仅与信道当前输⼊有关，⽽与过去输⼊⽆关的信道称为信道。
8、马尔可夫信源需要满⾜两个条件：⼀、；⼆、。
9、若某信道矩阵为010001000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为和。
11、信源编码的概率匹配原则是：概率⼤的信源符号⽤，概率⼩的信源符号⽤。
（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要⽤于解决信息传输中的性，信道编码主要⽤于解决信息传输中的性，保密密编码主要⽤于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本⽅式⼤致可以分为、和混合纠错。
14、某线性分组码的最⼩汉明距dmin=4，则该码最多能检测出个随机错，最多能纠正个随机错。
15、码字1、0、1之间的最⼩汉明距离为。
16、对于密码系统安全性的评价，通常分为和两种标准。
17、单密钥体制是指。
18、现代数据加密体制主要分为和两种体制。
19、评价密码体制安全性有不同的途径，包括⽆条件安全性、和。
20、时间戳根据产⽣⽅式的不同分为两类：即和。
信息理论与编码-期末试卷A及答案
一、填空题（每空1分，共35分） 1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和12340.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ； 二、。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡010001000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字101111101、011111101、100111001之间的最小汉明距离为 。
16、对于密码系统安全性的评价，通常分为 和 两种标准。
17、单密钥体制是指 。
18、现代数据加密体制主要分为 和 两种体制。
19、评价密码体制安全性有不同的途径，包括无条件安全性、 和 。
信息论与编码理论1(A卷答案)
2012-2013 (2) 信息论与编码理论1 A 卷答案一、 单项选择题（每题3分，总计15分） 1．当底为e 时，平均互信息的单位为（ C ）。
A 奈特B 哈特C 奈特/符号D 哈特/符号 2．下列量当Y X ,交换位置时（ C ）没有对称性。
A );(Y X IB ),(Y X HC )|(Y X HD )|,(Z Y X I3．下列（ A ）陈述是错误的。
A 算术编码不需要知道信源的分布B LZ 编码不需要知道信源的分布C 游程编码不需要知道信源的分布D KY 编码不需要知道信源的分布 4．下列数组中（ A ）不满足两个字母上的Kraft 不等式。
A (1，2，1)B (2,2)C (1,2,3)D （3，3，3） 5．下列译码法则中（ A ）一定是错误概率最小的。
A 最大后验概率译码准则B 最大似然译码准则C 最小距离译码准则D 最大先验概率译码准则 二、填空题（每空2分，总计12分）1．若某离散信道转移概率矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡125.0125.05.025.0125.0125.025.05.0，则其信道容量为43log 352-比特/符号。
2．若一个信道的输入熵为8.1)(=X H 比特/符号，输出熵为2.2)(=Y H 比特/符号，6.0);(=Y X I 比特/符号，则=),(Y X H __3.4比特/符号__，疑义度为1.2比特/符号_。
3．平均互信息对信源概率分布是上凸函数，对信道的状态转移概率分布是下凸函数。
4．对信源U 任一个D 元唯一可译码的平均码长必大于等于DU H log )(。
三、计算题（73分）1）（15分）设随机变量Y X ,的联合概率分布如下：Y X Z ⊕=，⊕为模2加。
分别求);(),|(),(),(Z X I Y X H Y H X H 。
解: X 的分布率为则1)(=X H 比特/符号..3分Y 的分布率为则3log 432)(2-=Y H =0.811比特/符号. …………………………………………………..……..6分)0()0,0()0|0(======Y P Y X p Y X p =1,)1()1,0()1|0(======Y P Y X p Y X p =31)0()0,1()0|1(======Y P Y X p Y X p =0,)1()1,1()1|1(======Y P Y X p Y X p = 32)1|0(log )1,0()0|0(log )0,0()|(22p p p p Y X H --=)1|1(log )1,1()0|1(log )0,1(22p p p p --=32log 210log 031log 411log 412222----=213log 432-=0.688比特/符号. ……………..10分)0()0,0()0|0(======Z P Z X p Z X p =31,)1()1,0()1|0(======Z P Z X p Z X p =1 )0()0,1()0|1(======Z P Z X p Z X p =32,)1()1,1()1|1(======Z P Z X p Z X p =0则)1()1|1(log )1,1()1()0|1(log )0,1()0()1|0(log )1,0()0()0|0(log )0,0();(2222=+=+=+==X p p p X p p p X p p p X p p p Z X I =210log 02132log 41211log 412131log 412222+++=9log 4112-=0.2075比特/符号. …………………..15分2）（22分）若离散无记忆信源的概率分布为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3.01.04.005.005.01.0654321a a a a a a U① 分别构造二元，三元Huffman 编码（要求码长方差最小，但不需求出），Shannon 编码，Fano编码，Shannon-Fano-Elias 编码。
信息论与编码试卷及答案(多篇)
一、概念简答题（每题5分，共40分）1.什么是平均自信息量与平均互信息，比较一下这两个概念的异同？答：平均自信息为表示信源的平均不确定度，也表示平均每个信源消息所提供的信息量。
平均互信息表示从Y获得的关于每个X的平均信息量，也表示发X前后Y的平均不确定性减少的量，还表示通信前后整个系统不确定性减少的量。
2.简述最大离散熵定理。
对于一个有m个符号的离散信源，其最大熵是多少？答：最大离散熵定理为：离散无记忆信源，等概率分布时熵最大。
最大熵值为。
3.解释信息传输率、信道容量、最佳输入分布的概念，说明平均互信息与信源的概率分布、信道的传递概率间分别是什么关系？答：信息传输率R指信道中平均每个符号所能传送的信息量。
信道容量是一个信道所能达到的最大信息传输率。
信息传输率达到信道容量时所对应的输入概率分布称为最佳输入概率分布。
平均互信息是信源概率分布的∩型凸函数，是信道传递概率的U型凸函数。
4.对于一个一般的通信系统，试给出其系统模型框图，并结合此图，解释数据处理定理。
答：通信系统模型如下：数据处理定理为：串联信道的输入输出X、Y、Z组成一个马尔可夫链，且有，。
说明经数据处理后，一般只会增加信息的损失。
5.写出香农公式，并说明其物理意义。
当信道带宽为5000Hz，信噪比为30dB时求信道容量。
.答：香农公式为，它是高斯加性白噪声信道在单位时间内的信道容量，其值取决于信噪比和带宽。
由得，则6.解释无失真变长信源编码定理。
.答：只要，当N足够长时，一定存在一种无失真编码。
7.解释有噪信道编码定理。
答：当R＜C时，只要码长足够长，一定能找到一种编码方法和译码规则，使译码错误概率无穷小。
8.什么是保真度准则？对二元信源，其失真矩阵，求a>0时率失真函数的和？答：1）保真度准则为：平均失真度不大于允许的失真度。
2）因为失真矩阵中每行都有一个0，所以有，而。
二、综合题（每题10分，共60分）1.黑白气象传真图的消息只有黑色和白色两种，求：1）黑色出现的概率为0.3，白色出现的概率为0.7。
信息论与编码试题与答案
1、平均自信息为表示信源的平均不确定度，也表示平均每个信源消息所提供的信息量。
平均互信息表示从Y获得的关于每个X的平均信息量，也表示发X前后Y的平均不确定性减少的量，还表示通信前后整个系统不确定性减少的量。
2、最大离散熵定理为：离散无记忆信源，等概率分布时熵最大。
3、最大熵值为。
4、通信系统模型如下：5、香农公式为为保证足够大的信道容量，可采用（1）用频带换信噪比；（2）用信噪比换频带。
6、只要，当N足够长时，一定存在一种无失真编码。
7、当R＜C时，只要码长足够长，一定能找到一种编码方法和译码规则，使译码错误概率无穷小。
8、在认识论层次上研究信息的时候，必须同时考虑到形式、含义和效用三个方面的因素。
9、1948年，美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
按照信息的性质，可以把信息分成语法信息、语义信息和语用信息。
按照信息的地位，可以把信息分成客观信息和主观信息。
人们研究信息论的目的是为了高效、可靠、安全地交换和利用各种各样的信息。
信息的可度量性是建立信息论的基础。
统计度量是信息度量最常用的方法。
熵是香农信息论最基本最重要的概念。
事物的不确定度是用时间统计发生概率的对数来描述的。
10、单符号离散信源一般用随机变量描述，而多符号离散信源一般用随机矢量描述。
11、一个随机事件发生某一结果后所带来的信息量称为自信息量，定义为其发生概率对数的负值。
12、自信息量的单位一般有 比特、奈特和哈特 。
13、必然事件的自信息是 0 。
14、不可能事件的自信息量是 ∞ 。
15、两个相互独立的随机变量的联合自信息量等于 两个自信息量之和 。
16、数据处理定理：当消息经过多级处理后，随着处理器数目的增多，输入消息与输出消息之间的平均互信息量 趋于变小 。
17、离散平稳无记忆信源X 的N 次扩展信源的熵等于离散信源X 的熵的 N 倍 。
18、离散平稳有记忆信源的极限熵，=∞H )/(lim 121-∞→N N N X X X X H 。
信息论与编码考试题(附答案版)
1.按发出符号之间的关系来分，信源可以分为（有记忆信源）和（无记忆信源）2.连续信源的熵是（无穷大），不再具有熵的物理含义。
3.对于有记忆离散序列信源，需引入（条件熵）描述信源发出的符号序列内各个符号之间的统计关联特性3.连续信源X,平均功率被限定为P时，符合（正态）分布才具有最大熵，最大熵是（1/2ln （2πⅇσ2））。
4.数据处理过程中信息具有（不增性）。
5.信源冗余度产生的原因包括（信源符号之间的相关性）和（信源符号分布的不均匀性）。
6.单符号连续信道的信道容量取决于（信噪比）。
7.香农信息极限的含义是（当带宽不受限制时，传送1bit信息，信噪比最低只需-1.6ch3）。
8.对于无失真信源编码，平均码长越小，说明压缩效率（越高）。
9.对于限失真信源编码，保证D的前提下，尽量减少（R(D)）。
10.立即码指的是（接收端收到一个完整的码字后可立即译码）。
11.算术编码是（非）分组码。
12.游程编码是（无）失真信源编码。
13.线性分组码的（校验矩阵）就是该码空间的对偶空间的生成矩阵。
14.若（n，k）线性分组码为MDC码，那么它的最小码距为（n-k+1）。
15.完备码的特点是（围绕2k个码字、汉明矩d=[（d min-1）/2]的球都是不相交的每一个接受吗字都落在这些球中之一，因此接收码离发码的距离至多为t，这时所有重量≤t的差错图案都能用最佳译码器得到纠正，而所有重量≤t+1的差错图案都不能纠正）。
16.卷积码的自由距离决定了其（检错和纠错能力）。
（对）1、信息是指各个事物运动的状态及状态变化的方式。
（对）2、信息就是信息，既不是物质也不是能量。
（错）3、马尔可夫信源是离散无记忆信源。
（错）4、不可约的马尔可夫链一定是遍历的。
（对）5、单符号连续信源的绝对熵为无穷大。
（错）6、序列信源的极限熵是这样定义的：H(X)=H(XL|X1,X2,…,XL-1)。
（对）7、平均互信息量I(X;Y)是接收端所获取的关于发送端信源X的信息量。
信息论与编码考题标准答案
信 息 论 与 编 码 考题与标准答案第一题 选择题1．信息是（ b ）a. 是事物运动状态或存在方式的描述b.是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述c.消息、文字、图象d.信号 2．下列表达式哪一个是正确的（e ）a. H (X /Y )=H (Y /X )b. )();(0Y H Y X I <≤c.)/()(),(X Y H X H Y X I -=d. )()/(Y H Y X H ≤e. H (XY )=H (X )+H (Y /X )3．离散信源序列长度为L ，其序列熵可以表示为（ b ）a. )()(1X LH X H =b.c. ∑==Ll lXH X H 1)()(d. )()(X H X H L =4.若代表信源的N 维随机变量的取值被限制在一定的范围之内，则连续信源为（ c ），具有最大熵。
a. 指数分布b. 正态分布c. 均匀分布d. 泊松分布 5．对于平均互信息);(Y X I ，下列说法正确的是（ b ）a. 当)(i x p 一定时，是信道传递概率)(i j x y p 的上凸函数，存在极大值b. 当)(i x p 一定时，是信道传递概率)(i j x y p 的下凸函数，存在极小值c.当)(i j x y p 一定时，是先验概率)(i x p 的上凸函数，存在极小值d.当)(i j x y p 一定时，是先验概率)(i x p 的下凸函数，存在极小值 6．当信道输入呈（ c ）分布时，强对称离散信道能够传输最大的平均信息量，即达到信道容量 a. 均匀分布 b. 固定分布 c. 等概率分布 d. 正态分布7.当信道为高斯加性连续信道时，可以通过以下哪些方法提高抗干扰性（b d ） a. 减小带宽 b. 增大发射功率 c. 减小发射功率 d.增加带宽第二题 设信源 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡6.04.0)(21x x X p X 通过一干扰信道，接收符号为Y={y 1,y 2}，信道传递矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡43416165 求：(1) 信源 X 中事件 x 1 和 x 2 分别含有的自信息量。
信息论与编码试卷及答案
信息论与编码试卷及答案⼀、概念简答题（每题5分，共40分）1.什么是平均⾃信息量与平均互信息，⽐较⼀下这两个概念的异同？2.简述最⼤离散熵定理。
对于⼀个有m个符号的离散信源，其最⼤熵是多少？3.解释信息传输率、信道容量、最佳输⼊分布的概念，说明平均互信息与信源的概率分布、信道的传递概率间分别是什么关系？4.对于⼀个⼀般的通信系统，试给出其系统模型框图，并结合此图，解释数据处理定理。
5.写出⾹农公式，并说明其物理意义。
当信道带宽为5000Hz，信噪⽐为30dB时求信道容量。
6.解释⽆失真变长信源编码定理。
7.解释有噪信道编码定理。
8.什么是保真度准则？对⼆元信源，其失真矩阵，求a>0时率失真函数的和？⼆、综合题（每题10分，共60分）1.⿊⽩⽓象传真图的消息只有⿊⾊和⽩⾊两种，求：1）⿊⾊出现的概率为0.3，⽩⾊出现的概率为0.7。
给出这个只有两个符号的信源X的数学模型。
假设图上⿊⽩消息出现前后没有关联，求熵；2）假设⿊⽩消息出现前后有关联，其依赖关系为：，，，，求其熵；2.⼆元对称信道如图。
；1）若，，求和；2）求该信道的信道容量和最佳输⼊分布。
3.信源空间为，试分别构造⼆元和三元霍夫曼码，计算其平均码长和编码效率。
4.设有⼀离散信道，其信道传递矩阵为，并设，试分别按最⼩错误概率准则与最⼤似然译码准则确定译码规则，并计算相应的平均错误概率。
5.已知⼀（8，5）线性分组码的⽣成矩阵为。
求：1）输⼊为全00011和10100时该码的码字；2）最⼩码距。
6.设某⼀信号的信息传输率为5.6kbit/s，在带宽为4kHz的⾼斯信道中传输，噪声功率谱NO=5×10－6mw/Hz。
试求：（1）⽆差错传输需要的最⼩输⼊功率是多少？（2）此时输⼊信号的最⼤连续熵是多少？写出对应的输⼊概率密度函数的形式。
⼀、概念简答题（每题5分，共40分）1.答：平均⾃信息为表⽰信源的平均不确定度，也表⽰平均每个信源消息所提供的信息量。
信息论与编码期末复习试题A含答案.doc
莆田学院期末考试试卷（A）卷2011 — 2012学年第一学期课程名称：信息论与编码适用年级/专业：09/电信（通信）试卷类别开卷（）闭卷（V）学历层次本科考试用时120分钟《考生注意:答案要全部抄到答题纸上,做在试卷上不给分》一'简答题（每小题8分，共32分）1.对于一个一般的通信系统，试给出其系统模型框图，并结合此图，解释数据处理定理。
2.香农信息论研究了哪些内容？试讲述香农第二编码定理。
3.什么是唯一可译码？什么是即时码（前缀码）？构造唯一可译码的充要条件？（10 分）4.什么是信源编码？什么是信道编码？为何要进行这两者编码？二、证明题（每小题6分，共6分）对于任意的事件X、Y,试证明下列不等式成立：H（X|Y）〈=H（X）,并说明等式成立的条件。
三、计算题（第1、5题各16分，第2题12分，第3题10分，第4题8分，共62分）1.（16分）一黑白气象传真图的消息只有黑色和白色两种，即信源X詔黑，白｝。
设黑色出现的概率为P（黑）=0.3,白色的出现概率P（白）=0. 7o求（1）假设图上黑白消息出现前后没有关联，求爛H（X）；（2）假设消息前后有关联，其依赖关系为P（白/白）=0.9, P（黑/白）=0. 1, P （白/黑）=0.2, P （黑/黑）=0.8,求此一阶马尔可夫信源的嫡H2（X）；（3）分别求上述两种信源的剩余度，比较和的大小，并说明其物理意义。
2.（12分）一信源产生概率为P（l）=0. 005, P（0）=0. 995的统计独立二进制数符。
这些数符组成长度为100的数符组。
我们为每一个少于3个“1”的源数符组提供一个二进制码字，所有码字的长度相等。
（1）求出为所规定的所有源符组都提供码字所需的最小码长。
（2）求信源发出一数符组，而编码器无相应码字的概率。
3.（10分）已知一个（6, 3）线性分组码的全部码字为00101L 11001L 010110,101110, 10010L 111000, 01110L 000000。
2020年信息论与编码期末考试题
信息论与编码期末考试题（一）一、判断题. 当随机变量和相互独立时，条件熵等于信源熵. （）由于构成同一空间的基底不是唯一的，所以不同的基底或生成矩阵有可能生成同一码集. （）一般情况下，用变长编码得到的平均码长比定长编码大得多. （）只要信息传输率大于信道容量，总存在一种信道编译码，可以以所要求的任意小的误差概率实现可靠的通信. （）各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件. （）连续信源和离散信源的熵都具有非负性. （）信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确定性就越小，获得的信息量就越小. 汉明码是一种线性分组码. （）率失真函数的最小值是. （） 1.必然事件和不可能事件的自信息量都是. （）二、填空题 1、码的检、纠错能力取决于 . 2、信源编码的目的是；信道编码的目的是 . 3、把信息组原封不动地搬到码字前位的码就叫做. 4、香农信息论中的三大极限定理是、、 . 5、设信道的输入与输出随机序列分别为和，则成立的条件 .. 6、对于香农-费诺编码、原始香农-费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是 . 7、某二元信源，其失真矩阵，则该信源的=.三、计算题. 1、某信源发送端有2种符号,；接收端有3种符号，转移概率矩阵为. （1）计算接收端的平均不确定度；（2）计算由于噪声产生的不确定度；（3）计算信道容量以及最佳入口分布. 2、一阶马尔可夫信源的状态转移图如右图所示，信源的符号集为. （1）求信源平稳后的概率分布；（2）求此信源的熵；（3）近似地认为此信源为无记忆时，符号的概率分布为平稳分布.求近似信源的熵并与进行比较. 3、设码符号为，信源空间为试构造一种三元紧致码. 4、设二元线性分组码的生成矩阵为. （1）给出该码的一致校验矩阵，写出所有的陪集首和与之相对应的伴随式；（2）若接收矢量，试计算出其对应的伴随式并按照最小距离译码准则试着对其译码. （二）一、填空题 1、信源编码的主要目的是，信道编码的主要目的是。
信息论与编码试卷及答案
一、概念简答题（每题5分，共40分）1.什么是平均自信息量与平均互信息，比较一下这两个概念的异同？2.简述最大离散熵定理。
对于一个有m个符号的离散信源，其最大熵是多少？3.解释信息传输率、信道容量、最佳输入分布的概念，说明平均互信息与信源的概率分布、信道的传递概率间分别是什么关系？4.对于一个一般的通信系统，试给出其系统模型框图，并结合此图，解释数据处理定理。
5.写出香农公式，并说明其物理意义。
当信道带宽为5000Hz，信噪比为30dB时求信道容量。
6.解释无失真变长信源编码定理。
7.解释有噪信道编码定理。
8.什么是保真度准则？对二元信源，其失真矩阵，求a>0时率失真函数的和？二、综合题（每题10分，共60分）1.黑白气象传真图的消息只有黑色和白色两种，求：1）黑色出现的概率为0.3，白色出现的概率为0.7。
给出这个只有两个符号的信源X的数学模型。
假设图上黑白消息出现前后没有关联，求熵；2）假设黑白消息出现前后有关联，其依赖关系为：，，，，求其熵；2.二元对称信道如图。
；1）若，，求和；2）求该信道的信道容量和最佳输入分布。
3.信源空间为，试分别构造二元和三元霍夫曼码，计算其平均码长和编码效率。
4.设有一离散信道，其信道传递矩阵为，并设，试分别按最小错误概率准则与最大似然译码准则确定译码规则，并计算相应的平均错误概率。
5.已知一（8，5）线性分组码的生成矩阵为。
求：1）输入为全00011和10100时该码的码字；2）最小码距。
6.设某一信号的信息传输率为5.6kbit/s，在带宽为4kHz的高斯信道中传输，噪声功率谱NO=5×10－6mw/Hz。
试求：（1）无差错传输需要的最小输入功率是多少？（2）此时输入信号的最大连续熵是多少？写出对应的输入概率密度函数的形式。
一、概念简答题（每题5分，共40分）1.答：平均自信息为表示信源的平均不确定度，也表示平均每个信源消息所提供的信息量。
信息论与编码期末试卷
信息论与编码期末试卷题号一二三四五六七八九十十一十二总成绩得分一．选择题（每小题3分，共15分）1）设信源⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡8/18/14/12/14321xxxxPX，则此信源的熵为：比特/符号A） 1.25 B） 1.5 C） 1.75 D） 22）对于离散信道⎥⎦⎤⎢⎣⎡=0.50.50.50.5P，信道容量是比特/符号A） 0 B） 1 C） 2 D） 33）对于三个离散信源⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡6.01.03.0321xxxPX、⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡3.04.03.0321yyyPY、⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡2.05.03.0321zzzPZ，其中熵最小A） X B） Y C） Z D）无法计算4）信源编码的变长编码中，下面说法不正确的是A）无失真r进制变长码平均码长不得低于信源r进制符号熵B）变长编码时，随着信源序列长度的增大，编码效率会提高C）变长码要求各个码字的长度各不相同D）变长编码的编码效率通常高于定长码5）以下约束条件属于保真度准则的是共 4 页第 1 页共 4 页第 2 页共 4 页第 3 页共 4 页第 4 页练习题一 参考答案一．选择题（每小题3分，共15分） 1）C ） 2）A ） 3）A ） 4）C ） 5）C ）二．三状态马尔科夫（Markov ）信源，其一步状态转移概率矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=p qp qp qP 000， 1)、求出其二步转移概率矩阵2)、计算其稳态时处于各个状态的概率3)、极限熵∞H （15分）解：1）二步转移概率矩阵为P 2P 2=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⨯22222220000p pq pq q p pq q p pqpq q p qp q p qp qp q p qP P2）假设稳态时各个状态概率为p(0)，p(1)，p(2)，则 [p(0) p(1) p(2)]= [p(0) p(1) p(2)]P 且p(0)+p(1)+p(2)=1 得到：()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=-=-=pq p p pq pq p pq q p 12111)0(223）极限熵∞H 为稳态时各个状态熵的数学期望三．两个串接的信道转移概率矩阵都为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=0100001/21/210001000P ，第一个信道的输入符号为X ，4个符号等概率分布，输出符号为Y ，第二个信道的输入符号为Y ，输出符号为Z ，求I （X ；Y ），I （Y ；Z ），I （X ；Z ）其信道容量及信源最佳分布（8分）解：由第一个信道的转移矩阵，以及全概率公式()()()4,3,2,1,/41==∑=j x P x y P y P i i i j j计算得到：()()2/1)(,4/1)(,8/14321====y P y P y P y P)/(5.1)0,1,0,0(4/1)0,0,,2/1,2/1(4/1)1,0,0,0(4/12)2/1,4/1/,8/1,8/1()/()();(symbol bit H H H H X Y H Y H Y X I =--⨯-=-= )/(5.1)0,1,0,0(4/1)0,0,,2/1,2/1(4/1)1,0,0,0(4/12)2/1,4/1/,8/1,8/1()/()();(symbol bit H H H H Y Z H Z H Z Y I =--⨯-=-= ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⨯=002/12/1100001000100][/P P P X Z 从而()()())/)(((log log )(2020symbol bit q orH p H q q p p p H i p H i p H i ii =--===∑∑==∞)/(5.1)0,1,0,0(4/1)0,0,,2/1,2/1(4/1)1,0,0,0(4/12)2/1,4/1/,8/1,8/1()/()();(symbol bit H H H H X Z H Z H Z X I =--⨯-=-= 按一般情况下求信道容量C ，⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====00-1-14321ββββ ()()3/13/16/1)(6/1)()/(3log 2432141======∑=x p x p x p x p symbol bit C i j此时：β四．信源概率分布为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡16/116/116/116/18/18/14/14/187654321x x x x x x x x P X ，现采用二进制fano 编码，求各自的码字和编码效率（8分） 解：编码过程如下： 1)2) 由题意)/(75.2)(log )()(81symbol bit x p x p X H i i i =-=∑=而平均码长()75.291==∑=i i i x p l K则编码效率()%1001===Kx H η 五．设信源先验等概⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡5.05.010P X ，接收符号{}21,0，=Y ,失真矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡∞∞=1010D ，求()()max min max min ,,,D R D R D D 和对应的信道矩阵（10分）解：根据题意可知如果信道矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010001P ，则可得到失真值得最小值0m in =D ，此时信道传输的是信源的熵())/(1)()0(min symbol bit X H R D R === 对于最大的允许失真，对应的信道传输的信息为0，此时{}3,21max ,min D D D D =⎥⎦⎤⎢⎣⎡=001001P 时，∞=1D ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010010P 时，∞=2D ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=100100P 时，11=D 则，1m ax =D ，()0)1(max ==R D R (bit /symbol ),且⎥⎦⎤⎢⎣⎡=100100P六．二元(n ,k )线性分组码的全部码字：000000，000111，011001，011110，101011，101100，110010，110101，求1）n ,k 各为多少? 2）求该码的生成矩阵G s ？3)此码的校验矩阵H ？（12分） 解：1）n 为码字长度，所以n=6，而码字个数M=8，所以k=logM=log8=3 2）G 为三行6列的矩阵，其行向量线性无关。
信息论与编码_杭州电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
信息论与编码_杭州电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.【图片】该信道的信道容量是（）bit/符号。
参考答案:log4-H(1/3,1/3,1/6,1/6);2.对于离散无记忆平稳信源的N次扩展信源，其熵为扩展前信源熵的N倍。
参考答案:正确3.对应对称的DMC信道，当输入呈什么分布时，信道到达信道容量。
参考答案:等概率分布4.在X-Y-Z的信息传递中，信息不增性原理表示为I(X;Z)>=I(Y;Z)。
参考答案:错误5.信道容量随信源输出的概率分布的变化而变化。
参考答案:错误6.已知8个码组为（000000）、（001110）、（010101）、（011011）、（100011）、（101101）、（110110）、（111000），若只用于检错，可检测出（）位错码。
参考答案:27.突发差错始终以相等的概率独立发生于各码字、各码元、各比特。
参考答案:错误8.(7,3)码的监督矩阵有3行，生成矩阵有4行。
参考答案:错误9.根据香农容量公式可知，通过增大带宽可以无限的提高信道容量，只是提高的速度会变慢参考答案:错误10.二进制对称信道中，当信道转移概率中正确、错误的概率相等时，此信道不能传递信息。
参考答案:正确11.某信道输入熵为H(X)，输出熵为H(Y)，若信道为无噪有损信道，其容量为H(X)。
参考答案:正确12.连续信源限峰值条件下正态分布具有最大熵。
参考答案:错误13.关于信息熵在通信系统中的描述，以下错误的是（）。
参考答案:条件熵H(X|Y)可以看作是信道上的干扰和噪声使接收端获得Y之后对X还有的平均不确定度，又称为噪声熵。
14.必然事件和不可能事件的自信息量都是0 。
参考答案:错误15.通常所说的符号差错概率（误码元率）是指信号差错概率，而误比特率是指信息差错概率。
参考答案:正确16.当离散信源输出服从（）分布时，其熵为最大参考答案:等概率分布17.信源变长编码的核心问题是寻找紧致码（或最佳码），霍夫曼编码方法构造的是最佳码。
信息论期末试卷
信息理论与编码试卷Ａ答案专业年级：通信07级总分100分，占总评成绩70%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一填空题（本题20分，每小题2分）1 无失真信源编码的中心任务是编码后的信息率压缩接近到 1 限失真压缩中心任务是在给定的失真度条件下，信息率压缩接近到2 。
2信息论是应用近代数理统计方法研究信息的传输、存储与处理的科学，故称为 3 ；1948年香农在贝尔杂志上发表了两篇有关的“通信的数学理论”文章，该文用熵对信源的 4 的度量，同时也是衡量 5 大小的一个尺度；表现在通信领域里，发送端发送什么有一个不确定量，通过信道传输，接收端收到信息后，对发送端发送什么仍然存在一个不确定量，把这两个不确定量差值用 6 来表示，它表现了通信信道流通的7 ,若把它取最大值，就是通信线路的8 ，若把它取最小值，就是9 。
3 若分组码H阵列列线性无关数为n,则纠错码的最小距离d min为10 。
二简答题（本题20分，每小题4分）1. 根据信息理论当前无失真压宿在压宿空间和速度两个方向还有研究价值吗？2. 我们知道，“猫”(调制解调器的俗称)是在模拟链路上传输数字数据的设备，它可以在一个音频电话线上传输二进制数据，并且没有太高的错误率。
现在，我们上网用的“猫”的速度已可达到56Kbps了，但是，如果你用网络蚂蚁或其它软件从网上下载东西时，你会发现很多时候网络传输的速度都很低，远低于56Kbps（通常音频电话连接支持的频率范围为300Hz到3300Hz，而一般链路典型的信噪比是30dB）（摘自中新网）3.结合信息论课程针对”信息”研究对象,说明怎样研究一个对象.4. 用纠错编码基本原理分析由下列两种生成矩阵形成线性分组码的优劣（1）（2）5. 新华社电,2008年 5月16日下午6时半，离汶川地震发生整整100个小时。
虚弱得已近昏迷的刘德云被救援官兵抬出来时，看到了自己的女儿。
随即，他的目光指向自己的左手腕。
信息论与编码试卷及答案
一、（11’）填空题（1）1948年，美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
（2）必然事件的自信息是0 。
（3）离散平稳无记忆信源X的N次扩展信源的熵等于离散信源X的熵的N倍。
（4）对于离散无记忆信源,当信源熵有最大值时,满足条件为__信源符号等概分布_.（5）若一离散无记忆信源的信源熵H（X）等于2.5，对信源进行等长的无失真二进制编码，则编码长度至少为3 。
（6）对于香农编码、费诺编码和霍夫曼编码,编码方法惟一的是香农编码. （7）已知某线性分组码的最小汉明距离为3,那么这组码最多能检测出_2_______个码元错误,最多能纠正___1__个码元错误。
（8）设有一离散无记忆平稳信道，其信道容量为C，只要待传送的信息传输率R__小于___C（大于、小于或者等于），则存在一种编码，当输入序列长度n足够大，使译码错误概率任意小。
（9）平均错误概率不仅与信道本身的统计特性有关,还与___译码规则____________和___编码方法___有关三、（5')居住在某地区的女孩中有25％是大学生，在女大学生中有75％是身高1。
6米以上的,而女孩中身高1.6米以上的占总数的一半。
假如我们得知“身高1.6米以上的某女孩是大学生”的消息，问获得多少信息量?解：设A表示“大学生"这一事件,B表示“身高1.60以上”这一事件，则P（A）=0。
25 p（B)=0.5 p（B｜A)=0。
75 （2分)故 p（A｜B）=p（AB）/p（B）=p（A)p（B｜A）/p（B）=0。
75*0。
25/0.5=0.375 （2分)I(A｜B)=—log0.375=1.42bit （1分）四、（5'）证明:平均互信息量同信息熵之间满足I（X；Y）=H（X)+H（Y)—H(XY）证明：()()()()()()()()()()Y X H X H y x p y x p x p y x p x p y x p y x p Y X I X X Y j i j i Y i j i XYi j i j i -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---==∑∑∑∑∑∑log log log; （2分）同理()()()X Y H Y H Y X I -=; （1分)则()()()Y X I Y H X Y H ;-=因为()()()X Y H X H XY H += （1分)故()()()()Y X I Y H X H XY H ;-+=即()()()()XY H Y H X H Y X I -+=; （1分）五、(18'）。
信息理论与编码期末试卷A及答案
信息理论与编码期末试卷A 及答案1 / 6一、填空题（每空1分，共35分） 1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和12340.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是 ，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ； 二、 。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡010001000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
11、信源编码的概率匹配原则是：概率大的信源符号用 ，概率小的信源符号用 。
（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字101111101、011111101、100111001之间的最小汉明距离为 。
16、对于密码系统安全性的评价，通常分为 和 两种标准。
信息论与编码理论(最全试题集+带答案+各种题型)
答：抗干扰能力强，中继时可再生，可消除噪声累计；差错可控制，可改善通信质量；便于加密和使用DSP处理技术；可综合传输各种信息，传送模拟系统时，只要在发送端增加莫属转换器，在接收端增加数模转换器即可。
7.简述信息的性质。
答：存在普遍性；有序性；相对性；可度量性；可扩充性；可存储、传输与携带性；可压缩性；可替代性；可扩散性；可共享性；时效性；
A.形式、含义和安全性
B.形式、载体和安全性
C.形式、含义和效用
D.内容、载体和可靠性
20.（D）是香农信息论最基本最重要的概念
A.信源B.信息C.消息D.熵
三．简答（
1.通信系统模型如下：
2.信息和消息的概念有何区别？
答：消息有两个特点：一是能被通信双方所理解，二是能够互相传递。相对于消息而言，信息是指包含在消息中的对通信者有意义的那部分内容，所以消息是信息的载体，消息中可能包含信息。
31．简单通信系统的模型包含的四部分分别为信源、有扰信道、信宿、干扰源。
32． 的后验概率与先念概率的比值的对数为 对 的互信息量。
33．在信息论中，互信息量等于自信息量减去条件自信息量。
34．当X和Y相互独立时，互信息为0。
35．信源各个离散消息的自信息量的数学期望为信源的平均信息量，也称信息熵。
第一章
一、填空（
1．1948年，美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
2．按照信息的性质，可以把信息分成语法信息、语义信息和语用信息。
3．按照信息的地位，可以把信息分成客观信息和主观信息。
4．人们研究信息论的目的是为了高效、可靠、安全地交换和利用各种各样的信息。
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一、填空题（每空1分，共35分）1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和12340.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是 ，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ；二、 。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡010001000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
11、信源编码的概率匹配原则是：概率大的信源符号用 ，概率小的信源符号用 。
（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字1、0、1之间的最小汉明距离为 。
16、对于密码系统安全性的评价，通常分为 和 两种标准。
17、单密钥体制是指 。
18、现代数据加密体制主要分为 和 两种体制。
19、评价密码体制安全性有不同的途径，包括无条件安全性、 和 。
20、时间戳根据产生方式的不同分为两类：即 和 。
二、选择题（每小题1分，共10分） 1、下列不属于消息的是（ ）。
A. 文字B. 信号C. 图像D. 语言2、设有一个无记忆信源发出符号A 和B ，已知4341)(,)(==B p A p ，发出二重符号序列消息的信源，无记忆信源熵)(2X H 为（ ）。
A. 二重符号B. 二重符号C. bit/二重符号 D . bit/二重符号3、 同时扔两个正常的骰子，即各面呈现的概率都是1/6，若点数之和为12，则得到的自信息为（ ）。
A. －log36bit B. log36bit C. －log (11/36)bit D. log (11/36)bit4、 二进制通信系统使用符号0和1，由于存在失真，传输时会产生误码，用符号表示下列事件，x0: 发出一个0 、 x1: 发出一个1、 y0 : 收到一个0、 y1: 收到一个1 ，则已知收到的符号，被告知发出的符号能得到的信息量是（ ）。
A. H(X/Y)B. H(Y/X)C. H( X, Y)D. H(XY)5、一个随即变量x 的概率密度函数P(x)= x /2，V 20≤≤x ，则信源的相对熵为（ ）。
信息论与编码A . B. C. 1bit D. 6、 下面哪一项不属于熵的性质：（ ）A ．非负性B ．完备性C ．对称性D ．确定性 7、根据树图法构成规则，（ ）A ．在树根上安排码字B ．在树枝上安排码字C ．在中间节点上安排码字D ．在终端节点上安排码字8、下列组合中不属于即时码的是（ ）。
A. { 0，01，011}B. {0，10，110}C. {00，10，11}D. {1，01，00}9、 已知某（6，3）线性分组码的生成矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=011101110001111010G ，则不用计算就可判断出下列码中不是该码集里的码是（ ）。
A. 000000B. 110001C. 011101D. 111111 10、下列保密编码中属于现代密码体制的是（ ）A. 凯撒密码B. Vigenere 密码C. 韦维纳姆密码D. DES 加密算法三、简答题（四小题，共23分） 1、请简述现代密码系统应当满足的条件。
(4分)2、请简述连续信源最大熵定理的主要内容。
（6分）3、请解释最小错误概率译码准则，最大似然译码准则和最小距离译码准则的含义，并说明三者的关系。
（5分）答：4、已知密钥为yes ，请利用多表代换密码中的Vigenere （维吉尼亚）密码原理分别对下列明文和密文进行编码和译码。
明文：A Mathematical Theory of Communication ； 密文：G ee y hgaxgp (需给出码表或编译码过程，8分)信息论与编码四、计算题（四小题，共32分）1、居住在某地区的女孩中有25%是大学生，在女大学生中有75%是身高米以上的，而女孩中身高米以上的占总数的一半。
假如我们得知“身高米以上的某女孩是大学生”的消息，问获得多少信息量（5分）2、设离散符号信源为121/43/4x x X P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，试求：（1）信源的熵、熵的相对效率以及剩余度；（2）求二次扩展信源的概率空间及其信源熵。
(10分)3、已知6符号离散信源的出现概率为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡321321161814121654321a a a a a a ，试写出Huffman 编码的码字并求其平均码长。
（7分）4、已知一个(5, 3)线性分组码C 的生成矩阵为：11001G 011010111⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦, （1）求系统生成矩阵及校验矩阵；（2）列出C 的信息位与系统码字的映射关系；信息论与编码（3）求收到r=11101时的译码步骤与译码结果。
(10分)2015-2016年第2学期《信息论与编码》期末考试A卷参考答案一、填空题（每空1分，共35分）1、香农、香农信息论；2、消息、信息；3、1、15/8；4、7/4、9/4；5、信源符号间的相关性、信源符号的统计不均匀性；6、I(X;Y)=H(X)+H(Y)-H(XY)；7、无记忆；8、某一时刻信源符号的输出只与此时刻信源状态有关，与之前的状态和输出符号无关；信源在t时刻的状态由当前输出符号及t-1时刻信源的状态唯一确定；9、2bit/符号；10、无失真信源编码和限失真信源编码; 11、短码、长码；12、有效性、可靠性；13、前向纠错、反馈重发；14、3、1；15、2；16、理论保密性、实际保密性； 17、在加密和解密过程中，加、解密密钥相同或从一个容易得出另一个的密码体制；18、公钥体制、私钥体制；填单钥体制、双钥体制）或（对称加密体制、非对称加密体制）也可； 19、计算安全性、可证明安全性； 20、自建时间戳、具有法律效力的时间戳二、选择题（每小题1分，共10分）B B B AC BD A D D 三、简答题（四小题，共23分）1、请简述现代密码系统应当满足的条件。
(4分)答：一个安全的现代密码系统应当满足以下几点要求：(每小点1分)（1）系统即使达不到理论上不可破译，也应当是实际上不可破译的。
（2）系统的保密性不依赖于对加密、解密算法和系统的保密，而仅仅依赖于密钥的保密性。
、（3）加密、解密算法适用于所有密钥空间的元素。
（4）加密、解密运算简单快捷，易于实现。
2、请简述连续信源最大熵定理的主要内容。
（6分）答：连续信源最大熵定理主要内容如下：（每小点2分）（1）峰值功率受限条件下信源的最大熵定理：若某信源输出信号的峰值功率受限，即信号的取值被限定在某一有限范围（假设为[a,b]）内，则在限定的范围内，当输出信号概率密度分布为均匀分布时，该信源具有最大熵，且为log()b a-。
（2）平均功率受限条件下信源的最大熵定理：若某信源输出信号的平均功率和均值被限定，则当其输出信号幅度的概率密度函数是高斯分布时，该信源达到最大熵值，且最大熵值为12log2ePπ。
（3）均值受限条件下信源的最大熵定理：若某连续信源X输出非负信号的均值被限定，则其输出信号幅度为指数分布时，信源X具有最大熵，且其值为log2em。
3、请解释最小错误概率译码准则，最大似然译码准则和最小距离译码准则的含义，并说明三者的关系。
（5分）答：最小错误概率译码准则下，将接收序列译为后验概率最大时所对应的码字（1分）。
最大似然译码准则下，将接收序列译为信道传递概率最大时所对应的码字。
(1分) 最小距离译码准则下，将接收序列译为与其距离最小的码字。
（1分）三者关系为：输入为等概率分布时，最大似然译码准则等效于最小错误概率译码准则。
（1分）在二元对称无记忆信道中，最小距离译码准则等效于最大似然译码准则。
（1分）4、已知密钥为yes ，请利用多表代换密码中的Vigenere （维吉尼亚）密码原理分别对下列明文和密文进行编码和译码。
明文：A Mathematical Theory of Communication ； 密文：G ee y hgaxgp (需给出码表或编译码过程，8分) 答：我们已知26个字母的排列如下表根据提供的明文，可以得出密文YQSRLWKELGGSJXZCSJWSXASEKYFGGSRMGL,编码过程如下表所示（5分）根据提供的密文，可以得出译码后的明文为:I AM A DOCTOR 。
译码过程如下表所示：(3分)四、计算题（四小题，共32分）1、居住在某地区的女孩中有25%是大学生，在女大学生中有75%是身高米以上的，而女孩中身高米以上的占总数的一半。
假如我们得知“身高米以上的某女孩是大学生”的消息，问获得多少信息量（5分）解：设A 表示“大学生”这一事件，B 表示“身高以上”这一事件，则 P(A)= p(B)= p(B|A)= （2分）故 p(A|B)=p(AB)/p(B)=p(A)p(B|A)/p(B)=*= （2分）I(A|B)== （1分）2、设离散符号信源为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡4/34/121x x P X X ，试求：（1）信源的熵、熵的相对效率以及剩余度；（2）求二次扩展信源的概率空间及其信源熵。
（10分） 解：（1）22max 2()1/4log 43/4log (4/3)0.811/()/()()/log 2()81.1% 11()18.9%H X bit H X H X H X H X R H X ηη=+======-=-=符号，（4分）（2）二次扩展信源的概率空间为：（3分）2222()1/16log 163/16log (16/3)3/16log (16/3)9/16log (16/9)2() 1.622/H XX H X bit =+++==符号（3分）3、已知6符号离散信源的出现概率为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡321321161814121654321a a a a a a ，试写出Huffman 编码的码字并计算平均码长。