《信息论与编码》课程教学大纲

《信息论与编码》教学大纲课程名称：信息论与编码（InformationTheoryandCoding）课程编码：1501ZY049 课程类别：专业基础-必修学 分：1.5分总学时：24学时，其中，理论学时：24适用专业：电子信息工程先修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、信号与系统一、课程性质（及卓越班二、课程目标（一）育人目标1、激发学生的学习热情，凝聚学生对社会主义核心价值观的共识。2、通过科学家故事学习科学精神，利用通信实际应用研究学习科技自信及爱国主义情怀，师生互动进行“三观”教育和学习方法指导。（二）知识和能力目标1、理解信息传输中一般科学规律，掌握信息理论与编码理论的基本概念、基本数学原理和基本分析方法（毕业要求1.4）；2、能够运用香农定理和编码方法，对通信系统中的信息传输和变化过程进行建模，并能为信息传输工程问题的研究做好理论基础（1.4）。课程目标与毕业要求指标点对应关系课程目标毕业要求指标点课程目标11.4能将信号处理与传输等基础知识应用于信息的表示、信号的处理与传输等工程问题。课程目标2三、基本要求教学过程中要注意与先修课程基础知识的联系，掌握信息理论与编码理论的基本概念、基本数学原理和基本分析方法。四、教学内容（包括授课、自学、实验、课堂讨论、作业等）。章节教学内容学时思政元素教学模式对应课程目标1绪论2鼓励同学们学习香农好奇心强、重视实践、追求完美、永不满足的科学精神，以及一丝不苟、热爱专注的工作态度。课堂授课12信源与信息熵10团队的最强力量。10题13信道与信道容4会主义制度，中国共产党的领导。4题14信息率失真函数2任何事物都有它存在的价值，我们要辩证地看待事物，也要辩证地认识自己。练习2题25信源编码6教导学生们在做事时要抓住事物的主要矛盾，分清主次。练习6题2第一章 绪论1、信息论的形成和发展；2、信息理论研究的内容；3、通信系统的模型；4、信息论的应用。本章重点：了解信息理论的常用术语、信息论的发展及信息、消息、信号的关系与区别；理解信息理论研究的内容；掌握通信系统的模型及对其进行研究的意义。第二章 信源与信息熵1、信源的描述及数学模型；2、离散信源熵和互信息；3、离散序列信源的熵；4、连续信源的熵和互信息；5、信源的冗余度。本章重点：了解信息；信源的分类及信源的数学模型；理解信息量度方法的意义和性质，理解离散信源的最大熵定理的意义；掌握各种信息量的计算方法，掌握离散无记忆信源及马尔可夫信源的量度。能力：能够将信源与信息熵用于分析信息传输系统的复杂工程问题。第三章 信道与信道容量1、信道的基本概念；2、离散单个符号信道及其容量；3、离散序列信道及其容量；4、连续信道及其容量；5、信源和信道的匹配。本章重点：了解信道的分类及其数学模型；理解基本离散信道、无噪信道、离散无记忆信道及N次扩展信道的定义及描述；掌握信息速率R、简单信道C的计算方法。能力：能够用信道与信道容量有关知识解决通信系统中信道容量问题。第四章 信息率失真函数1、信息率失真函数的概念和性质；2、离散信源和连续信源的R(D)计算。本章重点：了解引入信息率失真函数对研究信源的意义；理解信息率失真函数的定义及性质。第五章 信源编码1、编码的概念；2、无失真信源编码定理；3、限失真信源编码定理；4、常用信源编码方法简介。本章重点：了解香农定理在信源编码中应用的意义；理解信源编码压缩的意义；掌握最佳编码方法，如变长、实用编码等基本原理和具体实现方法。能力：能够用信源编码方法分析通信系统中信源编码问题。五、教学方法课堂教学课堂教学以“互动式”方法为主导，在这一教学环节，学生以听课为主，并参与讨论。PPTPPT课堂提问、课后习题课堂研讨授课过程中采用学生课前自学、课堂讨论、教师总结、课后答疑的双向教学方式。六、考核与评价方式及标准考核标准与成绩评定课程考核由平时成绩、期末考试两个部分进行成绩评定。平时成绩（百分制），包括课堂测验、作业等。基本要求平时成绩评价标准基本要求评价标准评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）理解信息传输中一般科学规信息论概念清晰，主要概念清晰，但基本概念基本基本概念未掌律，掌握信息理论与编码理论分析得当。方案能部分分析有误。方清晰。尚能制握。不能制定的基本概念、基本数学原理和够解决问题，思路案主要思路、过程定方案。极小方案。大部分基本分析方法；能够运用香农清晰，计算正确。和计算过程正确。部分抄袭，符抄袭或者作业定理和编码方法，对通信系统独立完成作业，书独立完成作业，书号、单位等基中的信息传输和变化过程进行写工整、清晰，符本规范。交。建模，并能为信息传输工程问号、单位等符合规单位等符合规范。题的研究做好理论基础。范。课程考试考核内容与要求基本要求评价标准比例）（%）优秀（0.9-1）良好（07089（06069（0059目标1掌握信息论有关概信息论基本概种信息量和熵道容量概念清单信道容量。信息论基本概念回答较正确，各种信息量和熵的计算较正确，信道容量概念较清晰，计算简单信道容量较正确。信息论基本概念回答基本正和熵的计算基量概念基本清道容量基本正确。信息论基本概念回答基本正确，各种信息量和熵的计算不正确，信道容量概念基本清晰，计算简单信道容量不正确。念，掌握各种信息量的计算，掌握离散无记忆信源及马尔可夫80信源熵，学会简单信道C的计算。目标2掌握信息率失真函数信息率失真函解香农编码定编码方法实现曼编码。信息率失真码概念较清香农编码定源编码方法实现香农编码。信息率失真函本理解香农编用信源编码方法实现香农编码、哈夫曼编码。信息率失真函解香农编码定编码方法实现曼编码。的定义及性质，掌握编码概念和香农定理，理解信源编码方法。20注：该表格中的比例为期末考试试卷成绩比例。成绩评定为：考试成绩*70%+平均平时成绩*30%。课程目标达成评价《信息论与编码》课程目标达成评价分析报告一、课程基本信息课程名称信息论与编码课程性质专业基础，必修学时学分24/1.5开课学期专业班级考核方式考试，闭卷任课教师：评价人员：课程组长，命题教师，阅卷教师二、课程目标达成评估课程目标支撑指标点课程目标评价数据源评价依据分值平均分i评价方式毕业要求1.4能将信号处理与传输等基础知识应用于信息的表示、信号的处理与传输等工程问题。目标1：理解信息传输中一般科学规律，掌握信息理论与编码理论的基本概念、基本数学原理和基本分析方法。期末考试：识（80分）T10=80试题构成说明T1=641*0.7+1*0.310 10=0.8平时作业A10=100A1=81目标2：能够运用香农毕业要求1.4能将信号处理与传输等基础知识应用于信息的表示、信号的处理与传输等工程问题。信系统中的信息传输和变化过程进行建模，并能为信息传输工程问题的研究做好理论编码(20分)T20=20试题构成说明T2=162*0.7+2*0.320 20=0.8平时作业A20=100A2=81基础。三、课程评价与分析考核结果总结持续改进方法七、教材和参考书曹雪虹，张宗橙．信息论与编码（第三版）［M］．北京：清华大学出版