Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования






Скачать 118.46 Kb.
НазваниеРабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования
Дата публикации21.01.2015
Размер118.46 Kb.
ТипРабочая учебная программа
top-bal.ru > Информатика > Рабочая учебная программа


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

СОГЛАСОВАНО:

УТВЕРЖДАЮ:

Выпускающая кафедра «Вычислительная

Проректор по учебно-методической

техника»

работе - директор РОАТ

Зав. кафедрой ________В.Ю. Горелик

(подпись, Ф.И.О.)

___________^ В.И. Апатцев

(подпись, Ф.И.О.)

«_____»______________ 2011 г.

«_____»______________ 2011 г.


Кафедра «Высшая и прикладная математика»

(название кафедры)
Автор Захарова М.В., к.ф.-м.н., доц.

(Ф.И.О.)
^

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине



Теория информации и кодирования
Специальность /направленuе: 230201.65 Информационные системы и технологии


Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии РОАТ

Протокол №_____________

«_____»______________2011 г.

Председатель УМК^ А.В. Горели

(подпись, Ф.И.О.)

Утверждено на заседании кафедры
Протокол №____________

«______»________________2011 г.

Зав. кафедрой В.В. Ридель

(подпись, Ф.И.О.)


Москва 2011 г.
^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение студентами основных положений теории информации и кодирования. Эффективное и надежное функционирование информационных систем невозможно без знания основных теоретических принципов получения, преобразования, передачи, хранения и представления информации. Изучение этих принципов и составляет основное содержание дисциплины «Теория информации и кодирования». Теория информации исследует общие закономерности информационных процессов, позволяет оценить качество функционирования информационных систем. Данная дисциплина имеет тесную связь со следующими курсами: «Теория вероятностей», «Дискретная математика».
^ 2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины специалист должен

  • иметь представление об основных подходах к измерению информации и об основных принципах преобразования и передачи информации;

  • знать и уметь использовать основные теоретические принципы теории информации и кодирования для обеспечения эффективной и надежной передачи информации;

  • иметь опыт получения количественных оценок информации, расчета информационных характеристик основных элементов систем передачи информации, построения кодов.



^ 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ


Вид учебной работы

Количество часов

3 курс

Аудиторные занятия

28

Лекции

16

Практические занятия

12

Самостоятельная работа

176

^ ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ

204

Текущий контроль

Контр. раб., 1

Виды промежуточного контроля

экзамен


^ 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ




Раздел дисциплины

Лекции,

час.

Практ. занятия, час.

1

Измерение информации

4

2

2

Модели сигналов

2




3

Преобразование сигналов

2

2

4

Источники сообщений

2

2

5

Кодирование информации

4

4

6

Передача информации

2

2


^ 4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. Измерение информации

Понятие информации. Различные подходы к измерению информации и их применение. Структурные меры информации. Статистический подход. Энтропия и ее свойства.

Энтропия сложной системы. Условная энтропия и ее свойства. Количество информации. Дифференциальная энтропия.
Раздел 2. Модели сигналов

Понятие сигнала и его модели. Различные формы представления детерминированных сигналов.

Случайный процесс, спектральное представление.
Раздел 3. Преобразование сигналов

Дискретизация сигналов. Основные методы. Ошибки при восстановлении сигналов. Теорема В.А. Котельникова и ее применение. Квантование сигналов. Оценка ошибок. Различные виды модуляции сигналов.
Раздел 4. Источники сообщений

Различные модели источников сообщений: дискретные, непрерывные. Однородный марковский источник. Информационные характеристики источников: энтропия, избыточность.
Раздел 5. Кодирование информации

Основные задачи кодирования. Эффективное и помехоустойчивое кодирование. Основные теоремы Шеннона о кодировании. Эффективные коды: код Шеннона-Фано, код Хаффмана, и их характеристики. Методики построения помехоустойчивых кодов: код с проверкой четности, код с тройным повторением, код Хэмминга.

Раздел 6. Передача информации

Различные модели каналов связи: дискретные, непрерывные. Информационные характеристики каналов: скорость передачи информации, пропускная способность.

^ 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ





№ раздела дисциплины


Наименование практических занятий

1

1

Меры информации

2

2

Формы представления сигналов

3

4

Информационные характеристики источников сообщений

4

5

Эффективные коды

5

5

Помехоустойчивые коды

6

6

Информационные характеристики каналов связи


^ 6. Тематика контрольных работ

Студент специальности ИСЖ должен выполнить контрольную работу, состоящую из 7 задач по разделам: измерение информации, источники сообщений, кодирование информации, передача информации. Номер варианта, совпадает с последней цифрой его учебного шифра. Например, студент, имеющий шифр 00-ИСЖ-22787, выполняет вариант 7, т. е. решает задачи 7, 17, 27, 37, 47, 57, 67, 77, 87, 97. Если учебный шифр оканчивается на 0, то студент решает задачи варианта 10.


Вариант №

Номера задач

1

1,11,21,31,41,51,61

2

2,12,22,32,42,52,62

3

3,13,23,33,43,53,63

4

4,14,24,34,44,54,64

5

5,15,25,35,45,55,65

6

6,16,26,36,46,56,66

7

7,17,27,37,47,57,67

8

8,18,28,38,48,58,68

9

9,19,29,39,49,59,69

10

10,20,30,40,50,60,70


^ ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
1 – 10. Определить количество информации (по Хартли), содержащееся в системе, информационная емкость которой характеризуется десятичным числом Q. Закодировать это число по двоичной системе счисления.




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Q

500

1000

750

1250

250

1500

650

900

1100

1600


11 – 20. Определить среднее количество информации, содержащееся в сообщении, используемом три независимых символа S1, S2, S3. Известны вероятности появления символов p(S1)=p1, p(S2)=p2, p(S3)=p3. Оценить избыточность сообщения.




11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

p1

0,1

0,2

0,3

0,1

0,15

0,1

0,2

0,2

0,05

0,15

p2

0,15

0,1

0,15

0,3

0,2

0,4

0,25

0,3

0,15

0,25

p3

0,75

0,7

0,55

0,6

0,65

0,5

0,55

0,5

0,8

0,6


21 – 30. В условии предыдущей задачи учесть зависимость между символами, которая задана матрицей условных вероятностей P(Sj / Si).
21. 22. 23.
24. 25. 26.


27. 28. 29.
30.
31 – 40. Провести кодирование по одной и блоками по две буквы, используя метод Шеннона – Фано. Сравнить эффективности кодов. Данные взять из задач №11 –20.
41 – 50. Алфавит передаваемых сообщений состоит из независимых букв Si. Вероятности появления каждой буквы в сообщении заданы. Определить и сравнить эффективность кодирования сообщений методом Хаффмана при побуквенном кодировании и при кодировании блоками по две буквы.




p(Si)



p(Si)

41

(0,6;0,2;0,08;0,12)

46

(0,7;0,2;0,06;0,04)

42

(0,7;0,1;0,07;0,13)

47

(0,6;0,3;0,08;0,02)

43

(0,8;0,1;0,07;0,03)

48

(0,5;0,2;0,11;0,19)

44

(0,5;0,3;0,04;0,16)

49

(0,5;0,4;0,08;0,02)

45

(0,6;0,2;0,05;0,15)

50

(0,7;0,2;0,06;0,04)


51 – 60. Декодировать полученное сообщение c, если известно, что использовался (7, 4) – код Хэмминга. Провести кодирование кодом с проверкой четности.




c



c

51

1100011

56

1011011

52

1010011

57

1010101

53

1101101

58

0110111

54

1101001

59

1110101

55

1100111

60

1000101


61 – 70. Определить пропускную способность канала связи, по которому передаются сигналы Si. Помехи в канале определяются матрицей условных вероятностей P(Sj / Si). За секунду может быть передано N = 10 сигналов.
61. 62. 63.
64. 65. 66.
67. 68. 69.
70.
7. Самостоятельная работа


Разделы для самостоятельного изучения

Виды и содержание

самостоятельной работы

Раздел 1. Измерение информации


Проработка учебной литературы, конспекта лекций, решение задач №№1, 2,3 контрольной работы

Раздел 2. Модели сигналов


Проработка учебной литературы, конспекта лекций

Раздел 3. Преобразование сигналов


Проработка учебной литературы, конспекта лекций

Раздел 4. Источники сообщений


Проработка учебной литературы, конспекта лекций

Раздел 5. Кодирование информации


Проработка учебной литературы, конспекта лекций, решение задач №№4, 5,6 контрольной работы

Раздел 6. Передача информации

Проработка учебной литературы, конспекта лекций, решение задачи №7 контрольной работы


^ 8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная литература

  1. Понятов А.А. Теория информации и кодирования. Учебное пособие. М.: МИИТ, 2010.

  2. Шоломов Л.А. Основы теории дискретных логических и вычислительных устройств. – CПб: «Лань», 2011.

Дополнительная литература

1. Б.Д. Кудряшов: Теория информации. - СПб.:Питер, 2009.

2.Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М.: Юрайт, 2011.
9. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплин

Для проведения аудиторных занятий используется мультимедийный проектор.

В ходе самостоятельной работы при решении задач рекомендуется использовать:

- систему компьютерной математики Maxima

- систему компьютерной математики Mathcad

- табличный процессор Microsoft Excel



Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине «Экономическая теория» разработана...
Экономическая теория [Текст]: рабочая учебная программа. Тюмень: гаоу впо то «тгамэуп». 2011. 60 с

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования icon«теоретические основы информатики»
Теория кодирования. Виды кодирования. Оптимальные коды. Теория автоматов. Теория распознавания. Общая характеристика задач распознавания...

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине с/к «Теория и история фантастики»...
Рабочая учебная программа составлена на основании Е. М. Неёлов. Теория и история фантастики // Учебные программы спецкурсов. Филологический...

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconТема: система кодирования
Система кодирования применяется для замены названия объекта на условное обозначение (код) в целях обеспечения удобной и более эффективной...

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине теория дискретных устройств автоматики и телемеханики
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине «иностранный язык»
Рабочая учебная программа по дисциплине «иностранный язык» по специальности 210406. 65 «сети связи и системы коммутации» и 210302....

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая учебная программа по дисциплине разработана на основании...
Рабочая учебная программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры русского языка

Рабочая учебная программа по дисциплине Теория информации и кодирования iconРабочая программа по учебной дисциплине Экономическая теория
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Экономическая теория» студентам очной полной формы обучения специальности...



Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
top-bal.ru

Поиск