《信息科学基础》课程教学大纲( The Basis of Information Science ) 课程编号: 163990650 学分: 学时: 40(其中:讲课学时: 40实验学时: 0上机学时: 0) 先修课程:数学分析,概率论与数理统计,随机过程后续课程:现代密码学适用专业:信息与计算科学开课部门:理学院一、课程教学目的和课程性质本课程属于专业选修课。主要讲授信息论的基本理论和应用,包括通信系统模型、信源的熵、熵的性质和无失真信源编码理论、限失真信源编码理论以及常用的信源编码方法、信道编码理论以及信道编码方法。信息论是信息科学重要的基础理论,应用十分广泛。通过本课程的学****使学生掌握信息论的基本理论和应用, 为后续专业课程及从事信息领域的工作打下坚实的理论基础。二、课程的主要内容及基本要求第1单元绪论(2学时) [知识点] 通信系统模型、信息论与编码理论的主要内容、信息论与编码理论的形成与发展、信息论与编码理论的应用[重点] 通信系统模型、信息论与编码理论的主要内容、信息论与编码理论的形成与发展[基本要求]1、识记:信源、信源编(译)码、信道编(译)码、信道、信宿、有效性、可靠性 2、领会:通信系统模型的建立 3、简单应用:通信系统模型的主要组成部分及各部分的作用、信息论与编码理论的主要研究内容[实践与练****查找资料进一步了解信息论与编码理论的发展历史和应用。[考核要求] 理解通信系统模型、理解信息论与编码理论的主要内容、了解信息论与编码理论的形成与发展、了解信息论与编码理论的应用第2单元信息与信息的度量( 8学时) [知识点] 信源的数学模型及分类、离散信源的信息熵(包括自信息、信息熵、条件熵、联合熵、平均互信息量及其特性、熵的基本性质、数据处理定理) 、离散信源序列的熵(包括无记忆信源序列的熵、有记忆信源序列的熵) 、连续信源的微分熵和互信息(包括连续信源的数学模型、连续信源的微分熵与互信息、连续信源微分熵的性质、波形信源的微分熵、微分熵的极值化)、信源的冗余度[重点]信源的数学模型及分类、离散信源的信息熵、连续信源的微分熵和互信息[难点]平均互信息量及其特性、离散信源序列的熵、信源的冗余度[基本要求]1、识记:自信息量、信源熵、条件熵、联合熵、平均互信息量、微分熵、信源的冗余度 2、领会:信源的数学描述及分类方法、各种信源信息量的熵的度量方法、离散信源信息熵的极值性、微分熵的极值化 3、简单应用:离散信源符号自信息量的含义与计算、离散信源符号间互信息量与平均互信息量的含义与计算、信源熵的含义与计算、离散信源的联合熵与条件熵及平均互信息量的含义及相互之间的关系、平均互信息量的特性 4、综合应用:信源的平稳性和无记忆性的含义、离散平稳无记忆信源的 N 次扩展信源的熵与平均符号熵及熵率的含义、二维离散平稳有记忆信源的熵与条件熵联合熵的关系、一般离散平稳信源的平均符号熵及极限熵的含义、信源冗余度的含义[实践与练****练****教材中与所讲内容相关的****题[考核要求] 理解信源的数学模型及分类、掌握离散信源的信息熵、理解离散信源序列的熵、掌握连续信源的微分熵和互信息、理解信源的冗余度第3单元信道容量( 8学时) [知识点] 信道的数学模型及分类、离散无记忆信道容量(包括信道容量的定义、无噪信道容量的计算、对称 DMC 容量的计算、准对称 DMC 容
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