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智慧课程 认证学习
信息论与编码基础
第3次开课
开课时间: 2025年02月16日 ~ 2025年07月20日
学时安排: 4小时每周
进行至第12周,共23周 已有 240 人参加
立即参加
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课程图谱
课程评价(2)
spContent=国防科技大学《信息论与编码基础》慕课由国防科技大学“信息论与编码”教学团队精心制作。该课程基于香农信息论,揭示信息本质及内涵,围绕通信中两大编码技术探索如何实现信息有效、可靠地传输,充分体现了理论与实践的完美结合。该课程的学习对于学生知识构建、能力塑造十分重要。
国防科技大学《信息论与编码基础》慕课由国防科技大学“信息论与编码”教学团队精心制作。该课程基于香农信息论,揭示信息本质及内涵,围绕通信中两大编码技术探索如何实现信息有效、可靠地传输,充分体现了理论与实践的完美结合。该课程的学习对于学生知识构建、能力塑造十分重要。
—— 课程团队
课程概述

课程着眼信息测度、信息传输、数据压缩、差错控制四大主题,采用三段式的课程内容体系结构,包含信息论基础、信源编码、信道编码,突出了基础与前沿,经典与现代的内容精髓。学好这门课相当于成功架设了从学科基础到专业工程间的桥梁。

相比于上线的同类型课程,本课程特色包括:

1) 深入浅出,易于理解;我们将难懂的理论进行深度剖析,突出其物理意义及内涵,结合日常生活讲知识,换位思考,感同身受,可让接收者易于理解。

2) 构筑理论到实践的桥梁,夯实基础,关注应用;我们不仅要学懂,还要会用。

3) 围绕问题开展学习、围绕问题进行思考、围绕问题探索研究;授课中,我们设置了许多问题。只要同学们能够跟上问题,就可以抓住课程要点。

4研讨式教学无处不在;我们设置了许多研讨题目,同学们可以开展线上线下的混合式讨论。讨论能加深知识的理解,讨论能增强知识的运用。

本课程可满足电子信息类各专业学生线上学习的需求,也可为广大信息科学爱好者进行学习提供有效途径。

授课目标

一、课程知识目标

通过本课程的教学及实践,学生应掌握的知识目标包括:

1.掌握香农信息论的基本概念和原理,理解信息论与编码理论的本质内涵,以及对于通信工程的指导意义,掌握信源压缩编码、信道编码的基本原理及典型方法,具备解决通信系统与网络中的复杂工程问题所需的专业知识; 

2.掌握基本的编码技术及性能分析方法,运用编码原理进行实际编程设计与实现,具备在通信工程及相关领域从事研究、设计、开发、测试的专业知识及相关技能; 

3.运用信息理论解释通信工程的规律,针对通信中有效可靠传输的相关问题进行探索与分析,并给出合理的结论,具备针对通信工程及相关领域的复杂工程问题进行分析与设计所必备的专业基础。

二、课程能力目标

通过本课程的教学及实践,学生应达到的能力目标包括:

1.通过香农信息理论、数据压缩编码和纠错编码的基本原理教学,培养学员应用专业知识对通信系统进行分析、建模、判断、质疑的能力;

2.通过数据压缩编码和纠错编码的典型方法和技术教学,培养学员对通信系统进行开发、设计和优化的能力;

3.通过课程实验教学,培养学员采用科学方法对通信领域中的实际复杂工程问题进行研究,设计实验方案,自主学习、团队合作、解决现实问题、实践创新的能力。

三、课程思政目标

1.聚焦家国情怀,通过中国信息人在信息论和编码等通信技术建立及发展过程中锐意进取、以身许国的感人故事,传承“攻坚克难”的电子铁军精神;

2.聚焦三观塑造,通过信息理论在通信实践和社会发展中的科研案例,培塑学员“科学为本”的信息哲学思维。

课程大纲
绪论
1.1 课程认知
1.2 探索信息的科学定义
1.3 信息论的发展简史
信源与熵
2.1 信源模型
2.2 信息熵
2.3 条件熵与联合熵
2.4 熵的性质
2.5 信源剩余度
2.6 Kullback熵
信道与容量
3.1 平均互信息
3.2 平均互信息的性质
3.3 信道容量
3.4 对称信道的容量
3.5 组合信道的容量
3.6 香农公式
信源压缩编码
4.1 信源编码基本原理
4.2 香农第一定理
4.3 香农第三定理
4.4 预测编码基本理论
4.5 线性预测编码(LPC)
4.6 变换编码基本理论
4.7 离散余弦变换(DCT)
4.8 统计编码
4.9 Kraft不等式
4.10 Huffman码
4.11 Shannon-Fano-Elias码
4.12 算术编码
4.13 LZ码
信道编码
5.1 信道编码基本原理
5.2 香农第二定理
5.3 纠错编码的分类
5.4 差错控制系统
5.5 常用检错码
5.6 线性分组码
5.7 标准阵列译码
5.8 伴随式译码
5.9 线性分组码的性能分析
5.10 基本码限
5.11 汉明码
5.12 由已知码构造新码的简单方法
5.13 循环码基本概念
5.14 循环码的编码电路
5.15 循环码的译码电路
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参考资料

[1]雷菁 黄英编著.信息论与编码[M].清华大学出版社,2024.01第1版


[2] 傅祖芸编著.信息论——基础理论与应用(第五版)[M].电子工业出版社,2022.01.


[3]刘宴涛 王雪冰 秦娜 编著. 信息论:经典与现代[M].电子工业出版社.2019.08第1版


[4]唐朝京 雷菁 编著. 信息论与编码基础[M].电子工业出版社.2015.01第2版.


[5]ROBERT J.McELIECE著. The Theory of Information and Coding(第二版 ). 电子工业出版社. 2006.08

国防科技大学
4 位授课老师
黄英

黄英

副教授

雷菁

雷菁

教授

刘伟

刘伟

副教授

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