《信息处理与编码A》教学大纲

《信息处理与编码A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06130481课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：线性代数、概率论与数理统计、通信原理等后续课程：无适用专业：电子信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《信息处理与编码A》是电子信息工程专业的专业必修课，通过对本课程的学习使学生掌握信息在传输、存储、处理过程中的变化规律，以及信息的概念与度量、信道容量计算、编码理论与方法等知识，为有效而可靠地设计信息系统打下理论基础。本课程注重基本理论知识的学习，强调培养运用基础理论知识，分析解决实际通信系统中关于信息相关问题的能力，培养能够适应区域经济发展的高素质应用型人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握信息的概念与度量、信道容量计算、编码理论与方法等知识。课程目标2：能正确运用信息的概念与度量、信道容量计算、编码理论与方法等知识，从实际系统设计需求出发，分析实际通信系统中信息处理与编码面临的问题与挑战，为有效而可靠地设计信息系统打下理论基础。课程目标3：了解并认识信息处理与编码相关产品涉及的知识产权、产业政策、法律法规、行业标准。培育并践行社会主义核心价值观，树立正确的人生观、世界观和价值观，培养爱岗敬业精神和责任担当意识，增强干事创业的信心。三、课程目标与毕业要求《信息处理与编码A》课程教学目标对电子信息工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.2具有解决电子信息工程问题所需的工程基础知识，并能将其应用到解决复杂电子信息工程问题。课程目标1：掌握信息的概念与度量、信道容量计算、编码理论与方法等知识。H2.问题分析2.2能够应用数学、自然科学基本原理，对复杂电子信息工程问题进行表述。课程目标2：能正确运用信息的概念与度量、信道容量计算、编码理论与方法等知识，从实际系统设计需求出发，分析实际通信系统中信息处理与编码面临的问题与挑战，为有效而可靠地设计信息系统打下理论基础。M6.工程与社会6.2能够认识工程技术人员在专业工程实践和复杂电子信息工程问题解决方案中应承担的社会、安全和法律责任。课程目标3：了解并认识信息处理与编码相关产品涉及的知识产权、产业政策、法律法规、行业标准。培育并践行社会主义核心价值观，树立正确的人生观、世界观和价值观，培养爱岗敬业精神和责任担当意识，增强干事创业的信心。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.绪论1.1信息论的形成和发展1.2信息理论研究的内容1.3通信系统的模型1.4信息论的应用教学要求：了解信息论的起源和发展，使学生掌握信息的概念和信息论研究的主要内容、以及信息传输的基本模型。重点：香农信息论研究的主要内容。难点：通信系统各部分的作用及需要研究的核心问题。212.信源与信息熵2.1信源的分类及数学模型2.2离散信源熵和互信息2.3离散序列信源的熵2.4连续信源的熵和互信息2.5信源的冗余度教学要求：使学生了解信源的分类和数学模型，掌握信息量的计算和离散信源熵、连续单个符号的信源熵、条件熵和平均互信息的计算。重点：信源熵、平均互信息的计算。难点：信源熵、条件熵和平均互信息的关系。613.信道与信道容量3.1信道的基本概念3.2离散单个符号信道及容量3.3离散序列信道及容量3.4连续信道及容量3.5多输入多输出信道及其容量3.6信源与信道的匹配教学要求：使学生了解信道的分类及数学模型，掌握信道容量的计算。重点：离散对称信道和连续信道的信道容量计算。难点：香农公式的应用。61、24.信息率失真函数4.1信息率失真函数的概念和性质4.2离散信源和连续信源的R(D)计算教学要求：使学生理解信息率失真函数的定义和性质。重点：信息率失真函数的性质。难点：平均失真的计算21、25.信源编码5.1编码的概念5.2无失真信源编码定理5.3限失真信源编码定理5.4常用信源编码方法简介教学要求：使学生理解信源编码定理，掌握常用的信源编码方法及编码效率的计算。重点：信源编码定理、常用信源编码方法。难点：常用信源编码方法。81、2、36.信道编码6.1有扰离散信道的编码定理6.2纠错编译码的基本原理与分析方法6.3线性分组码6.4卷积码教学要求：使学生理解信道编码定理，掌握纠错编译码及本原理与方法，掌握线性分组码、卷积码编译码方法。重点：线性分组码。难点：卷积码。81、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、随堂测验、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解信息在传输、存储、处理过程中的变化规律，以及通信系统中关于信息的概念与度量、信道容量计算、编码理论与方法等知识，为有效而可靠地设计信息系统打下理论基础。六、课程资源1.推荐教材：（1）曹雪虹.信息论与编码（第3版）.北京:清华大学出版社.2016．2.参考书：（1）陈运.信息论与编码（第3版）.北京:电子工业出版社.2015．（2）傅祖芸.信息论与编码（第2版）.北京:电子工业出版社.2014．（3）邓家先,肖嵩.信息论与编码（第三版）.西安:西安电子科技大学出版社.2018．（4）[美]RobertJ.McEliece.信息论与编码理论（第二版）.北京:电子工业出版社.2004．3.期刊：（1）信号处理，中国电子学会．（2）电子学报，中国电子学会．（3）电子信息学报，中国科学院电子学研究所和国家自然科学基金委员会信息科学部．（4）通信学报，中国通信学会．（5）中国图像图形学报，中国科学院遥感与数字地球研究所．（6）IEEETransactionsonSignalProcessing,IEEESignalProcessingSociety．4.网络资源：（1）信息论与编码：/course/WHUT-1207179804．（2）信息论与编码：/course/XIDIAN-1002199004．（3）信息与熵：/special/opencourse/information.html．七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核

环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题等情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√343作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√1010讨论10（1）主要考核学生对所学知识点的掌握程度，满分100分。（2）每次讨论单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以讨论成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√352期末

考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核信息的基本概念、信息的度量、信源熵以及信道容量的计算，信息率失真函数的性质，无失真、限失真编码定理，常用的信源编码和信道编码方法等内容。（3）考试题型为：选择题、填空题、简答题、计算分析题等。√√√20355合计：100分365410八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、讨论、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本方法的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、讨论、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现25没有迟到、旷课情况，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。没有迟到、旷课情况，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。偶尔有迟到但没有旷课情况，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。偶尔有迟到但没有旷课情况，上课不够认真，偶尔参与教学活动。偶尔有迟到旷课情况，上课不够认真，不参与教学活动。作业50作业完整，思路清晰，平均准确率大于90%。作业完整，平均准确率大