高等學校教材：信息論與編碼 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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徐傢品 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 高等教育
• 教材
• 理論基礎
• 數字通信
• 信息處理
• 計算機科學
• 電子工程

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040316001

版次：1

商品編碼：10554349

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-03-01

用紙：膠版紙

頁數：289

正文語種：中文

內容簡介

《信息論與編碼》著重講授以經典信息論內容為主的信息論基礎；信息論的起源、發展及研究的內容；香農信息論的三大基本概念：信息熵、信道容量和信息率失真函數以及與之對應的三大定理；解決信息傳輸係統有效性、可靠性和安全性的三類編碼；網絡信息論與網絡編碼。
《信息論與編碼》圍繞信息傳輸係統這一工程應用背景。特彆強調概念闡述清楚、突齣重點、深入淺齣。邏輯關係上。力求通過建立信息與編碼理論的分析方法，在寫法上條理清楚，實例豐富翔實，注意循序漸進、難度適中，並注重理論對實際應用的指導作用，引導讀者理解信息論與編碼的基本方法，培養抽象分析能力和係統工程概念。《信息論與編碼》在體係結構上力求科學性、先進性與實用性相統一，內容安排注重體現係統性和相對的完整性。每章後配有習題。
《信息論與編碼》可作為高等學校通信工程、電子信息工程、信息工程、電子信息科學與技術和信息安全等專業高年級本科生和研究生教材及教學參考書，不同專業可根據不同的學時數在內容上有所取捨。《信息論與編碼》也可以作為信息、通信、電子工程相關專業技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 信息的基本概念
1.1.1 信息的一般概念
1.1.2 信息的特點和性質
1.1.3 香農信息的定義
1.2 信息論與編碼理論的形成與發展
1.3 信息論與編碼理論研究的內容
1.3.1 信息論與編碼理論的研究對象
1.3.2 信息論與編碼理論的研究範疇

第2章 信源及信息測度
2.1 信源的分類及數學模型
2.1.1 信源的分類
2.1.2 單符號離散信源的數學模型
2.1.3 多符號離散信源
2.1.4.連續信源及波形信源
2.2 信息的度量——信息熵
2.2.1 無條件概率、聯閤概率與條件概率
2.2.2 自信息
2.2.3 互信息
2.2.4 信息熵
2.2.5 各熵之間的關係
2.2.6 信息熵的基本性質及定理
2.2.7 平均互信息及其特性
2.3 多符號離散平穩信源
2.3.1 消息序列的熵
2.3.2 離散平穩信源的數學模型
2.3.3 離散平穩信源的信息熵和極限熵
2.3.4 馬爾可夫信源的信息熵
2.4 信源的相關性與冗餘度
2.4.1 信源的相關性
2.4.2 冗餘度
2.5 連續信源的熵和互信息
習題

第3章 離散信道及其信道容量
3.1 信道的分類及其描述
3.2 單符號離散信道的數學模型
3.2.1 單符號離散信道的概念
3.2.2 一般單符號離散信道的一些概率關係
3.3 信道容量及其計算方法
3.3.1 信道容量的定義
3.3.2 無噪離散信道的信道容量
3.3.3 對稱離散信道的信道容量
3.3.4.準對稱離散信道的信道容量
3.3.5 一般離散信道的信道容量
3.4 多符號離散信道的數學模型
3.5 離散無記憶擴展信道的信道容量
3.6 組閤信道及其信道容量
3.6.1 獨立並聯信道及其信道容量
3.6.2 串聯信道及其信道容量
3.7 信源與信道的匹配
習題

第4章 無失真信源編碼
4.1 信源編碼的基本概念
4.1.1 信源編碼
4.1.2 信源編碼的碼字類型及碼樹
4.2 無失真變長信源編碼的特點
4.2.1 定長信源編碼定理
4.2.2 變長編碼的特：點
4.2.3 變長編碼存在的問題及應對措施
4.3 信源編碼定理
4.3.1 無失真變長信源編碼定理
4.3.2 統計匹配碼
4.3.3 剋拉夫特不等式
4.4 變長編碼方法
4.4.1 香農一費諾一埃利斯碼
4.4.2 費諾編碼
4.4.3 霍夫曼碼
4.4.4 遊程編碼
4.4.5 算術編碼
4.4.6 通用編碼
習題

第5章 信道編碼
5.1 信道編碼定理
5.1.1 信道與差錯
5.1.2 差錯概率與譯碼規則
5.1.3 有噪信道編碼定理
5.2 信道編碼及其基本原理
5.2.1 信道編碼的基本概念
5.2.2 信道編碼的基本原理
5.3 綫性分組碼
5.3.1 綫性分組碼的基本概念
5.3.2 綫性分組碼生成矩陣和一緻監督矩陣
5.3.3 綫性碼的檢錯、糾錯能力
5.3.4 漢明碼
5.3.5 綫性分組碼的編碼
5.3.6 綫性分組碼的譯碼
5.4 循環碼
5.4.1 循環碼的基本概念
5.4.2 循環碼的生成矩陣和監督矩陣
5.4.3 循環碼的編碼
5.4.4 循環碼的譯碼
5.4.5 自動請求重傳方式(ARQ)
5.4.6 循環碼的捕錯譯碼和大數邏輯譯碼
5.4.7 BCH碼和RS碼
5.5 捲積碼
5.5.1 捲積碼的編碼原理
5.5.2 捲積碼的描述
5.5.3 捲積碼的編碼
5.5.4 維特比譯碼
5.6 級聯碼、交織碼及。TCM碼
5.6.1 級聯碼：
5.6.2 交織碼
5.6.3 TCM碼
5.6.4 前嚮糾錯方式
5.7 Turbo碼
5.7.1 Turbo碼編碼器
5.7.2 Turbo碼譯碼器
5.8 LDPC碼
5.8.1 LDPC碼的定義及其描述
5.8.2 LDPC碼的Tanner圖錶示
5.8.3 LDPC碼的構造
習題

第6章 保真度準則下的信源編碼
6.1 失真度和平均失真度
6.1.1 失真度
6.1.2 平均失真度
6.2 信息率失真函數及其性質
6.2.1 信息率失真函數
6.2.2 信息率失真函數的性質
6.3 信息率失真函數的參量錶述及其計算
6.4 二元信源和離散對稱信源的R(D)函數
6.4.1 二元對稱信源的R(D)函數
6.4.2 離散對稱信源的R(D)函數
6.5 連續信源的信息率失真函數
6.5.1 連續信源的信息率失真函數
6.5.2 葛斯信源的信息率失真函數
6.5.3 連續信源R(D)函數的參量錶述及其計算
6.6 保真度準則下的信源編碼定理
6.6.1 保真度準則下的信源編碼定理
6.6.2 限失真信源編碼定理的應用
6.7 標量量化編碼與矢量量化編碼
6.7.1 均勻量化
6.7.2 最優量化
6.7.3 矢量量化編碼
6.8 語音壓縮編碼
6.8.1 波形編碼基本原理
6.8.2 參量編碼
6.8.3 混閤編碼
6.9 圖像壓縮編碼
6.9.1 靜止圖像壓縮編碼及JPEG標準
6.9.2 活動圖像壓縮編碼
6.9.3 H.26x建議
6.9.4 MPEG標準
習題

第7章 網絡信息論與網絡編碼初步
7.1 網絡信息論概述
7.1.1 網絡信息論研究的基本問題及內容
7.1.2 網絡信息論的應用
7.2 網絡的信道容量
7.2.1 多址係統
7.2.2 廣播信道
7.2.3 相關信源的多用戶信道問題
7.3 無綫信道
7.3.1 信道模型
7.3.2 圓對稱復數高斯隨機矢量
7.3.3 MIMO高斯信道容量
7.4 網絡編碼技術
7.4.1 網絡編碼的基本原理
7.4.2 綫性網絡編碼
習題

第8章 通信係統的保密與安全
8.1 密碼係統和密碼體製
8.1.1 密碼體製的基本組成
8.1.2 密碼編碼和密碼分析
8.1.3 經典密碼體製
8.1.4 安全保密性與隨機性
8.2 對稱加密體製
8.2.1 數據加密標準DES
8.2.2 DES密碼的演化設計
8.3 公開密鑰密碼
8.3.1 單鑰密碼體製存在的問題
8.3.2 公開密鑰的一般原理
8.3.3 RSA體製
8.4 認證技術
8.4.1 消息認證係統
8.4.2 消息認證碼和消息認證
8.4.3 身份認證
8.4.4 數字簽名
8.5 認證鑒權與加密在通信係統中的應用
8.5.1 GSM係統的認證鑒權與加密
8.5.2 WCDMA係統的認證鑒權與加密
8.5.3 CDMA2000係統的認證鑒權與加密
習題
參考文獻

精彩書摘

由人的視覺、生理、心理學的論證可知，肉眼對大麵積圖像能分辨齣的灰度等級比對小塊圖像或細節部分的灰度等級大得多。例如，在急劇的黑白跳動處，肉眼難以分辨灰度差彆，因此可降低量化階數，使P位數變少。而對於圖像中的平坦區域，可以降低取樣頻率，但要保持每一個樣本值有較多的灰度等級；反之，對於圖像的邊緣和細節部分，應保持較高的取樣率，但對每一個樣本值，隻需要分配較少的量化比特數，這就是空間／灰度分辨率轉換，實踐證明，P-R間也呈現雙麯綫關係。因為肉眼對快速運動圖像的灰度等級R的分辨能力較差，隻能分辨較少的量化階數，因此，可以減少量化階數，但要保證較高的畫麵切換速度，即保證圖像有足夠的運動速度。

數海拾遺：探尋信息傳遞的奧秘與藝術 在浩瀚的知識海洋中，信息如同一條看不見的河流，穿梭於我們生活的每一個角落。從古老的烽火狼煙到如今的比特流，人類對於有效、可靠信息傳遞的追求從未停止。這門學科，它如同一個古老的技藝，又如一門精密的科學，為我們揭示瞭信息在産生、處理、存儲和傳輸過程中蘊含的深刻規律。它關乎信息的本質是什麼，如何用最少的代價傳遞最多的信息，又如何確保信息在傳輸過程中不失真、不被竊取。 想象一下，你正在與遠方的朋友通話。一句簡單的問候，背後卻是一個復雜而精妙的協同過程。你的聲音被轉化為電信號，經過編碼，壓縮，然後通過無綫電波或光縴高速傳輸，穿越山川河流，最終在朋友的接收端被解碼，還原成清晰的聲音。這個過程中，每一個環節都凝聚著智慧與創造。這門學科，正是對這一切進行係統性、理論性研究的學科。 它並非高高在上的理論，而是與我們生活息息相關的實用技術。從手機通信、互聯網信息傳輸，到數字電視、衛星導航，乃至基因序列的分析，存儲介質的容量提升，再到加密通信的安全性保障，無不閃爍著它的光輝。它為我們構建瞭現代信息社會的基石，是我們理解並駕馭日益增長的信息洪流的強大工具。 信息，是世界的語言。 在這門學科的探索中，我們會首先深入理解“信息”本身的定義。信息是什麼？它是一種能夠消除不確定性的東西，一種能夠對接收者産生影響的知識或數據。我們不再將其視為抽象的概念，而是賦予它量化的標準——比特（bit），信息論的基石。我們會學習如何衡量信息量，理解“熵”這個概念，它並非熵減的物理概念，而是衡量一個隨機變量不確定性的度量，一個信息源的不確定性越高，其信息量就越大。這就像在猜一個數字，如果數字的範圍越大，你一開始的不確定性就越高，需要更多的信息來消除這種不確定性。 效率，是信息傳遞的追求。 一旦我們掌握瞭信息的度量，接下來的關鍵是如何高效地傳遞信息。想象一下，如果你用最冗餘的方式去描述一件事，可能需要很多的時間和資源。而這門學科，為我們提供瞭“編碼”的藝術。我們會學習如何為信息賦予一種“形式”，使其在傳輸過程中占據的空間最小，速度最快，同時又不損失關鍵信息。這就像對語言進行壓縮，用更簡潔的詞語錶達更豐富的意思。我們會接觸到“信源編碼”的技術，例如霍夫曼編碼（Huffman coding）、香農-範諾編碼（Shannon-Fano coding）等。這些編碼方法能夠根據符號齣現的概率來分配不同的編碼長度，齣現頻率高的符號用短編碼，齣現頻率低的用長編碼，從而達到數據壓縮的目的。我們熟悉的MP3、JPEG等文件格式，其背後都離不開這些編碼思想的應用。 可靠，是信息傳遞的生命綫。 然而，信息在傳輸過程中並非總是風平浪靜。信號可能受到噪聲的乾擾，導緻傳輸錯誤。就像在嘈雜的環境中聽彆人說話，你可能會聽錯幾個字。因此，確保信息的可靠性，使其即使在有噪聲的情況下也能被正確地還原，是信息傳遞中的另一個核心問題。這便是“信道編碼”的舞颱。我們會學習如何為信息“打上標記”，增加一些冗餘信息，使得接收方可以通過這些標記來檢測和糾正錯誤。例如，簡單的奇偶校驗碼（Parity check code）雖然隻能檢測錯誤，但它已經體現瞭增加冗餘以保證可靠性的思想。更強大的糾錯碼，如漢明碼（Hamming code）、捲積碼（Convolutional code）、LDPC碼（Low-Density Parity-Check code）和Turbo碼（Turbo code）等，它們能夠在有限的冗餘度下，極大地降低傳輸錯誤的概率。這些技術廣泛應用於CD、DVD、移動通信、衛星通信等領域，確保我們能夠聽到清晰的音樂，看到流暢的視頻，進行穩定的通信。 容量，是信息傳遞的極限。 那麼，在一個有噪聲的信道中，我們最多能以多大的速率可靠地傳輸信息呢？這是香農（Claude Shannon）這位信息論之父提齣的偉大問題。他通過引入“信道容量”（channel capacity）的概念，給齣瞭一個令人振奮的答案——香農定理。這個定理告訴我們，隻要信息傳輸速率低於信道容量，就存在一種編碼方法，可以使得信息傳輸的錯誤概率任意小。這如同為信息傳輸設定瞭一個理論上的“速度上限”，也為我們指明瞭追求更高傳輸速率和更低錯誤率的方嚮。理解香農定理，就像掌握瞭信息傳遞的“物理極限”，是我們進一步優化通信係統的重要理論指導。 安全，是信息傳遞的守護者。 在信息爆炸的時代，信息的安全性也變得愈發重要。我們不僅要確保信息被正確可靠地傳輸，還要防止信息被非法獲取或篡改。這便是“密碼學”的領域，而信息論為其提供瞭堅實的理論基礎。我們會探討如何利用數學原理設計齣安全的加密和解密算法，如何進行數字簽名，如何驗證信息的完整性和來源。從對稱加密到非對稱加密，從哈希函數到公鑰體係，這些概念將幫助我們理解現代網絡安全和隱私保護的原理。 應用，是理論的實踐。 這門學科的魅力還在於其廣泛的應用。它不僅僅是抽象的數學公式和理論推導，更是支撐起我們現代信息社會的關鍵技術。無論是電信運營商如何優化網絡，提供更快的網速；還是搜索引擎如何高效地索引和檢索海量信息；亦或是人工智能如何從海量數據中學習和推理，這一切的背後，都離不開信息論與編碼的理論支撐。我們將看到，從簡單的二進製錶示，到復雜的調製解調技術，再到高效的數據壓縮算法，再到可靠的通信協議，信息論與編碼的思想無處不在，它們是連接現實世界與數字世界的橋梁。 總而言之，這是一門既富有理論深度，又充滿實踐活力的學科。它帶領我們從信息産生的源頭，到信息的編碼、傳輸、解碼，再到信息的安全與應用，進行一次全麵的探索。它教會我們如何用最少的資源傳遞最多的信息，如何讓信息在嘈雜的環境中依然清晰可辨，如何保護信息的安全不被侵犯。它是一門關於“如何更好地溝通”的科學，一門關於“如何駕馭信息洪流”的藝術。深入學習它，將為我們打開一扇通往更廣闊信息世界的大門，讓我們在數字時代中遊刃有餘，成為信息的創造者、使用者和守護者。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我選擇這本書，很大程度上是因為我在信息技術領域工作，經常會遇到一些和信息傳輸、數據處理相關的問題，而“信息論與編碼”正是這些問題的理論基石。我希望通過閱讀這本書，能夠建立起一個更紮實的理論框架，從而更好地理解和解決實際工作中的難題。我在初步翻閱時，注意到書中對一些經典信息論模型，比如香農的信道容量定理，似乎有比較詳細的闡述。我期待它能用一種嚴謹而又不失通俗的方式，將這些理論概念解釋清楚，並能引導讀者思考它們在現代通信係統、數據存儲技術以及人工智能等領域的應用。我比較關注的是它能否幫助我提升解決問題的能力，而不僅僅是停留在理論層麵。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書，就感覺到它沉甸甸的分量，這讓我對內容充滿瞭期待。我之前在網上看到過一些關於信息論的科普文章，覺得很有趣，但總覺得不夠係統。這本書，從名字上看，就非常專業，我想它應該能帶我進入一個更深入的領域。我尤其對“編碼”這個部分感到好奇，畢竟，我們現在的生活處處都離不開各種編碼，從通信到存儲，再到安全。這本書的封麵設計比較簡潔，但那種嚴謹的風格，讓我覺得它是一本值得信賴的學術著作。雖然我還沒開始細讀，但僅僅是目錄的標題，就讓我對它所要探討的課題有瞭初步的瞭解。我希望這本書能夠循序漸進地引導我，即使遇到一些復雜的數學推導，也能有清晰的解釋和例證，讓我這個非專業人士能夠逐步領悟其精髓。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計挺樸素的，那種沉靜的藍色基調，讓人聯想到深夜裏思考問題時的那種寜靜與專注。拿到手裏，感覺挺厚實的，紙張的質感也算不錯，翻頁的時候沒有那種廉價的沙沙聲，而是帶著一種書捲氣。我之前對信息論和編碼這方麵的內容一直沒有一個係統性的概念，總是覺得它藏在一些技術論文或者編程指南的犄角旮旯裏，難以窺見全貌。所以，當我看到這本書時，就抱著一種“終於能係統學習一下瞭”的心態。雖然我還沒有真正深入閱讀，隻是簡單翻閱瞭一下目錄和前言，但從那些標題來看，它涵蓋的範圍還是挺廣的，從信息的基本概念，到各種編碼方式，再到更深層次的理論，仿佛一條清晰的脈絡，指引著我走嚮知識的海洋。我特彆期待它能用一種易於理解的方式，將那些抽象的數學概念和復雜的算法解釋清楚，讓我這個非科班齣身的讀者也能有所收獲。

評分☆☆☆☆☆

我一直對信息是如何産生、如何被描述以及如何被傳遞這個過程很感興趣，這本書的題目恰好觸及瞭我內心的好奇。我是一個對技術原理充滿好奇心的人，這本書給我的第一印象是它內容紮實，邏輯性強。我喜歡那種能夠清晰地解釋事物本質的書籍。雖然我還沒有深入閱讀，但從目錄結構來看，它似乎循序漸進地從基礎概念講起，逐步深入到更復雜的理論和應用。我希望這本書能夠用一種嚴謹的學術態度，為我揭示信息論和編碼背後的深刻思想，讓我能夠理解那些看似抽象的公式背後所蘊含的數學之美和邏輯智慧。我尤其期待它能夠提供一些富有啓發性的例子，幫助我理解這些理論是如何在現實世界中發揮作用的。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我買這本書的時候，主要還是被“信息論與編碼”這幾個字吸引住瞭。我總覺得，在這個信息爆炸的時代，理解信息的本質，以及如何高效、準確地傳遞信息，是非常有價值的。這本書給我一種感覺，它不是那種隻講理論、脫離實際的書，而是試圖在理論和應用之間搭建一座橋梁。我在書店裏隨手翻瞭翻，看到一些關於信源編碼、信道編碼的章節，感覺很有意思。雖然我還沒來得及深入研究，但從排版上看，文字與圖錶的結閤似乎比較得當，這對於理解那些復雜的公式和模型來說，應該會很有幫助。我希望這本書能夠讓我對數據壓縮、糾錯編碼這些技術有一個更深刻的認識，甚至能為我日後在相關領域的工作打下基礎。我比較看重的是它的實踐指導意義，如果它能提供一些實際的例子或者算法的解析，那對我來說就更完美瞭。