信息論與編碼基礎 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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陳海燕，曹明華，賈科軍 編

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 數據壓縮
• 信道編碼
• 香農信息論
• 糾錯編碼
• 數字通信
• 信息傳輸
• 理論基礎

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302374992

版次：1

商品編碼：11655795

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 全國普通高等院校電子信息規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：198

字數：302000

正文語種：中文

編輯推薦

　　本書配有PPT教案可在清華大學齣版社官網下載。
　　本書注重基礎性和應用性，注重理論分析和實踐背景，以新穎、實用、代錶性為素材選取的原則，語言通俗易懂。
　　本書內容組織循序漸進，既涵蓋瞭必要的基礎知識，又增添瞭新的理論和技術。結構嚴謹、內容廣泛，具有係統性和可擴展性。
　　本書內容涉及Shannon信息論的基本理論：信息的統計度量、Shannon三大編碼定理以及對應的三類編碼、信息率失真函數；信息論方法的應用等。

內容簡介

　　《信息論與編碼基礎》全麵地介紹瞭Shannon信息論的基本理論：信息的統計度量、Shannon三大編碼定理以及對應的三類編碼，無失真信源編碼、限失真信源編碼及信道編碼。全書共分7章，主要內容包括緒論,信源和信源熵,無失真信源編碼、限失真信源編碼，信道及信道容量以及信道編碼，信息率失真函數，信息論方法的應用等。
　　《信息論與編碼基礎》深入淺齣，概念清晰，係統性強，力求以通俗易懂的語言及大量典型的應用實例使讀者快速、高效地學習和掌握信息論與編碼的基本理論和技術。
　　《信息論與編碼基礎》適閤作為高等院校通信工程、電子與信息技術等相關專業本科生的教材，也可作為低年級研究生的教學參考書，也可供從事信息領域的科技工作者、工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 信息的概念
1.2 信息論的形成和發展
1.3 信息論的研究範疇
1.4 通信係統模型
1.5 習題

第2章 信源和信息熵
2.1 信源的特性和分類
2.2 離散信源的信息度量
2.2.1 信息量的定義
2.2.2 自信息量
2.2.3 聯閤信息量與條件自信息量
2.3 互信息量
2.3.1 互信息量的定義
2.3.2 互信息的性質
2.3.3 條件互信息和聯閤互信息
2.4 信源熵
2.5 條件熵和聯閤熵
2.6 熵函數的數學特性
2.7 加權熵
2.8 平均互信息量
2.9 信息不增性原理
2.10 平穩離散信源
2.10.1 離散平穩無記性信源的擴展信源
2.10.2 離散平穩信源的熵
2.10.3 馬爾可夫信源
2.10.4 信源的冗餘度
2.11 連續信源
2.11.1 連續隨機變量的熵
2.11.2 最大相對熵
2.11.3 熵功率
2.12 習題

第3章 信道及信道容量
3.1 信道的數學模型和分類
3.1.1 信道的分類
3.1.2 單符號離散信道的數學模型
3.2 單符號離散信道中的熵速率與信道容量
3.2.1 離散無噪聲信道的熵速率和信道容量
3.2.2 幾種特殊離散信道的容量
3.2.3 對稱離散信道的信道容量
3.2.4 離散信道容量的一般計算方法
3.3 多符號離散信道及其信道容量
3.4 組閤信道的信道容量
3.4.1 串聯信道及其信道容量
3.4.2 獨立並聯信道的信道容量
3.5 網絡信息理論
3.5.1 多址接入信道
3.5.2 廣播信道
3.5.3 相關信源的多用戶信道
3.6 連續信道及其信道容量
3.6.1 連續信道的平均互信息量
3.6.2 連續信道的熵速率與信道容量
3.6.3 連續信源的香農公式與噪聲
3.7 信道編碼定理
3.8 習題

第4章 信源編碼
4.1 編碼的定義
4.2 碼的分類
4.3 離散無失真信源編碼定理
4.4 離散信源編碼
4.4.1 香農編碼
4.4.2 費諾編碼
4.4.3 赫夫曼編碼
4.4.4 遊程編碼
4.4.5 冗餘位編碼
4.4.6 Lempel-Ziv編碼
4.4.7 算術編碼
4.5 習題

第5章 信道編碼
5.1 數字通信係統
5.2 信道編碼及編碼定理
5.3 信道模型
5.3.1 二進製對稱信道
5.3.2 離散無記憶信道
5.3.3 離散輸入、連續輸齣信道
5.3.4 波形信道
5.4 差錯控製方式
5.5 信道編碼的分類及其基本概念
5.5.1 信道編碼的分類
5.5.2 信道編碼的基本概念
5.6 常見的幾種檢錯碼
5.6.1 奇偶校驗碼
5.6.2 水平奇偶校驗碼
5.6.3 水平垂直奇偶校驗碼
5.6.4 恒比碼
5.6.5 群計數碼
5.7 綫性分組碼
5.7.1 基本概念
5.7.2 綫性分組碼的編碼
5.7.3 綫性分組碼的譯碼
5.8 循環碼
5.8.1 循環碼的代數結構
5.8.2 循環碼的編碼
5.8.3 循環碼的譯碼
5.9 捲積碼
5.9.1 基本原理
5.9.2 捲積碼的描述
5.9.3 捲積碼的譯碼
5.10 Turbo碼
5.10.1 Turbo碼的編碼
5.10.2 Turbo碼的譯碼
5.11 LDPC碼
5.11.1 LDPC碼的編碼
5.11.2 LDPC碼的譯碼
5.12 習題

第6章 信息率失真函數
6.1 基本概念
6.1.1 失真函數與平均失真度
6.1.2 信息率失真函數的定義
6.1.3 信息率失真函數R(D)的性質
6.2 離散信源的信息率失真函數
6.2.1 離散信源信息率失真函數的參量錶達式
6.2.2 二元信源的信息率失真函數
6.2.3 離散信源R(D)函數計算
6.2.4 信息率失真函數R(D)的迭代算法
6.3 連續信源的信息率失真函數
6.4 限失真信源編碼定理
6.5 習題

第7章 信息論方法的應用
7.1 信息論方法在信號處理中的應用
7.2 信息論在其他學科領域的應用
7.2.1 信息論與博弈論
7.2.2 信息論與統計學
7.2.3 信息論與密碼學
7.3 最大熵譜與最小誤差熵估計
7.3.1 最大熵譜估計
7.3.2 最小誤差熵估計
7.4 習題
參考文獻

《信息論與編碼基礎》 圖書簡介 信息，作為現代社會運轉的基石，其無處不在卻又常常被我們忽略。從遠古的烽火狼煙到如今的5G通信，人類對信息傳遞效率和準確性的追求從未停止。而《信息論與編碼基礎》這本書，正是要帶領讀者深入探索信息世界的核心奧秘，揭示信息是如何被量化、如何被高效傳輸、以及如何抵抗乾擾的。它不是一本講述具體通信技術或應用場景的書籍，而是聚焦於信息本身最根本的原理和規律，構建起一套嚴謹而普適的理論框架。 本書的起點，是信息論的奠基者剋勞德·香農提齣的信息熵概念。我們將從最基礎的概率論齣發，理解一個隨機事件或一個信息源所攜帶的信息量是如何被度量的。想象一下，拋一枚均勻的硬幣，齣現正麵和反麵的概率各是50%。這時候，我們說這條信息的“不確定性”最高，因此它攜帶的信息量也最大。反之，如果一枚硬幣被做瞭手腳，總是齣現正麵，那麼關於“這次拋硬幣是正麵”這個信息，我們就沒有任何意外，也就攜帶零信息量。本書將詳細闡述如何用數學語言精確地描述這種“不確定性”，以及它與“信息量”之間的深刻聯係。我們將學習到，信息熵不僅僅是一個抽象的數學概念，它代錶瞭傳遞信息所需的最小平均比特數，是信息傳輸效率的理論極限。 緊接著，我們會進入信源編碼的領域。既然信息量可以用熵來度量，那麼我們自然會想，如何纔能用最少的比特來錶示這些信息呢？這就是信源編碼要解決的核心問題。本書將介紹一係列經典的信源編碼方法，例如霍夫曼編碼。我們會一步步地拆解霍夫曼編碼的構建過程，理解它如何根據符號齣現的概率來為不同的符號分配不同長度的編碼，使得齣現概率高的符號獲得較短的編碼，從而實現整體的壓縮。我們會通過大量的例子來鞏固理解，例如文本文件、圖像數據等，展示信源編碼如何在實際應用中大幅度減小數據存儲和傳輸的開銷。本書還將觸及算術編碼等更先進的信源編碼技術，探討它們在壓縮效率上的優勢以及背後的數學原理。 然而，信息在傳輸過程中幾乎不可避免地會受到各種噪聲和乾擾，導緻信息的失真甚至丟失。如何確保信息的準確性，是信息論研究的另一個核心課題。這就引齣瞭信道編碼。本書將詳細講解糾錯碼的基本思想和原理。我們將首先認識到，僅僅依靠信源編碼是不夠的，我們需要在信息中“注入”一些冗餘信息，以便在接收端能夠檢測到錯誤，甚至糾正錯誤。本書將介紹綫性分組碼，如漢明碼，理解其構造原理、譯碼方法，以及它們在檢測和糾正特定數量錯誤方麵的能力。我們會學習到，通過巧妙的設計，可以以最小的代價來換取信息的可靠性。 進一步地，本書將深入到更強大的糾錯編碼技術，如捲積碼和Turbo碼。我們會詳細分析捲積碼的編碼器結構，理解其“記憶”特性如何幫助它處理序列數據，以及維特比譯碼算法如何高效地找到最有可能的原始信息序列。對於Turbo碼，我們將探討其迭代譯碼的強大能力，以及它如何逼近香農提齣的信道容量極限。這些編碼技術是現代通信係統（如3G、4G、5G移動通信，衛星通信等）實現可靠傳輸的關鍵支撐。 除瞭編碼之外，本書還將探討信道容量的概念。香農證明瞭，對於任何一個有噪聲的信道，都存在一個最大傳輸速率，隻要我們以低於這個速率傳輸信息，並且使用閤適的編碼方法，就可以實現任意低的錯誤概率。這個極限速率就是信道的“容量”。本書將詳細推導不同類型信道的容量公式，例如加性高斯白噪聲（AWGN）信道的容量，理解容量與信噪比、帶寬等參數之間的關係。這將幫助我們理解通信係統的設計瓶頸，以及為什麼在某些條件下，我們無法實現無限高速率的信息傳輸。 本書的敘述風格將力求清晰、嚴謹，同時又富有啓發性。我們不會止步於公式的堆砌，而是會努力解釋每個概念背後的物理意義和直觀理解。大量的圖示和實例將貫穿全書，幫助讀者將抽象的數學模型與實際的信息處理過程聯係起來。我們會從最簡單的例子開始，逐步引入復雜的概念，確保讀者能夠循序漸進地掌握信息論與編碼的基礎知識。 本書的目標讀者包括但不限於： 計算機科學和通信工程專業的學生： 為他們提供紮實的理論基礎，為後續深入學習通信係統、數據壓縮、信息安全等領域打下堅實基礎。 對信息技術感興趣的工程師和研究人員： 幫助他們從更宏觀和根本的層麵理解信息技術的工作原理，從而更好地進行技術創新和問題解決。 對數學和理論科學有濃厚興趣的讀者： 領略信息論作為一門優美而深刻的數學分支的魅力，理解其在多個科學領域的影響。 《信息論與編碼基礎》將不僅僅是一本教材，它更是一次對信息世界深刻洞察的旅程。通過閱讀本書，您將能夠理解現代通信係統為何能夠如此高效可靠地工作，您將能夠理解數據壓縮的極限在哪裏，您甚至能夠開始思考信息在更廣泛的科學和工程領域中的普遍意義。它將為您打開一扇通往信息時代核心技術的大門，讓您不再僅僅是信息的被動接收者，而是能夠理解其本質，甚至參與到信息技術的創造和發展中去。這本書是對“信息”這個概念的一次深入剖析，它揭示瞭隱藏在數據流背後的數學規律，為理解數字世界提供瞭不可或缺的視角。

評分☆☆☆☆☆

這本書我當初是抱著極大的熱情翻開的，書名《信息論與編碼基礎》就充滿瞭吸引力，我一直對信息是如何被量化、傳輸和壓縮的這些底層邏輯非常好奇。但實際閱讀後，我發現這本書的側重點遠超我的預期，它更像是一本“思想的引路人”，而非一本“技能的速成手冊”。比如，在探討信息熵的部分，作者並沒有直接給齣大量計算公式和例題，而是花瞭相當長的篇幅去闡述“信息”這個概念本身的哲學意涵，從香農的理論源頭齣發，一步步地剖析“不確定性”與“信息量”之間的微妙關係。我至今還記得，書中關於“一個拋硬幣得到正麵的信息量是多少？”的討論，作者並沒有給齣一個簡單數字，而是引導讀者去思考，為什麼知道結果“前”的不確定性與知道結果“後”的確定性之間的差異，構成瞭信息的價值。這種追本溯源的寫作方式，讓我對信息論的理解上升到瞭一個更高的維度，甚至觸及到瞭認識論的邊緣。我感覺作者想傳達的，不隻是如何計算信息，更是如何去“理解”信息，理解它在世界運行中的角色。雖然對於我這種急於上手實踐的讀者來說，初期可能會覺得有些“慢熱”，但迴過頭來看，這種深入的理論鋪墊，為後續更復雜的概念打下瞭堅實的基礎，也讓我對信息本身的抽象性有瞭更深刻的體會。它教會瞭我，很多時候，理解“為什麼”比掌握“怎麼做”更為重要。

評分☆☆☆☆☆

這本《信息論與編碼基礎》給我帶來瞭一種“結構化思考”的啓迪。我原本期待的是一套嚴謹的公式推導和算法講解，但書的內容遠不止於此。作者在引入每一個核心概念時，都會先構建一個清晰的邏輯框架，然後層層遞進，將復雜的理論分解成易於理解的組成部分。例如，在講解編碼技術時，我曾預想會看到大量的糾錯碼、信道編碼的具體實現。但這本書的處理方式是，在介紹完“為什麼需要編碼”和“編碼的基本原理”之後，就將重點放在瞭“編碼的度量標準”以及“不同編碼策略背後的權衡”上。我記得書中對“壓縮效率”的分析，並不是簡單地給齣壓縮算法的步驟，而是從信息熵的角度，解釋瞭理論上能達到的最小比特數，以及實際編碼方法如何逼近這個極限，並且分析瞭時間復雜度和空間復雜度等實際約束。這種“從原理到應用，從理論到實踐，但又始終聚焦於核心思想”的敘述方式，極大地提升瞭我對知識的理解深度。我不再是被動地記憶公式，而是開始主動地思考，每一種編碼方式的優劣勢，以及在特定場景下應該如何選擇。它教會瞭我一種拆解問題、構建解決方案的思維模式，這比單純掌握幾個編碼算法要更有價值。

評分☆☆☆☆☆

當初選擇《信息論與編碼基礎》這本書，純粹是被其“基礎”二字所吸引，希望能係統地學習信息論和編碼的入門知識。然而，實際閱讀後，我發現它更多的是在“構建一種思維方式”，而非直接教授具體的“操作技能”。書中的內容，尤其是在前半部分，並沒有像我預期的那樣，直接給齣大量的算法實現或者復雜的公式推導。相反，它花瞭大量篇幅去探討“信息”本身的定義、度量以及其在不同係統中的作用。我記得在講解“信源編碼”時，作者並沒有直接介紹霍夫曼編碼或者算術編碼的具體步驟，而是先深入分析瞭“冗餘度”的概念，以及不同信源的統計特性如何影響編碼的效率。這種“先理解原理，再談技術”的寫作風格，雖然一開始讓我覺得有些“不接地氣”，但隨著閱讀的深入，我漸漸體會到瞭它的好處。我開始能夠從更宏觀的角度去理解為什麼需要編碼，以及各種編碼方法背後所遵循的共同原則。它教會瞭我，在麵對一個信息處理問題時，首先應該思考的是問題的本質，以及最適閤解決這個問題的“信息觀”。這種思維上的提升，遠比記憶幾個具體的編碼算法要來得長遠，它讓我具備瞭一種分析和解決信息相關問題的“底層能力”。

評分☆☆☆☆☆

我對《信息論與編碼基礎》這本書的印象，可以用“意料之外的廣闊”來形容。我原本以為這本書會像一本教科書那樣，聚焦於信息論的數學模型和編碼算法的細節。然而，當我深入閱讀後，卻發現它更像是一扇通往更宏大領域的窗口。書中在介紹完一些基礎的概念後，並沒有就此打住，而是開始拓展到信息論在各個領域的應用，這讓我大開眼界。例如，作者在講解信道容量時，不僅解釋瞭理論極限，還巧妙地聯係到瞭通信係統設計、數據存儲乃至生物信息學等多個前沿方嚮。我尤其對其中關於“信息過載”的討論印象深刻，作者以一種頗具前瞻性的視角，分析瞭我們在信息爆炸時代所麵臨的挑戰，以及信息論如何提供理解和應對這些挑戰的框架。書中並沒有給齣具體的解決方案，但它通過對信息流動、噪聲乾擾、壓縮效率等概念的剖析，讓我能夠從一個全新的角度去審視日常生活中的信息現象，比如社交媒體上的信息傳播、新聞的過濾機製等等。這種跳齣瞭純粹數學和工程範疇的討論，讓我感覺這本書不僅僅是在教授一門技術，更是在培養一種分析和理解復雜世界的能力。它拓展瞭我思維的邊界，讓我意識到信息論的普適性和深遠影響。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，《信息論與編碼基礎》這本書給瞭我一種“概念重塑”的體驗。在接觸這本書之前，我對於“信息”的理解，大多停留在日常的交流層麵，認為信息就是說話、寫字、看圖。但這本書，通過其獨特的視角，讓我對“信息”這個概念有瞭全新的認識。作者在開篇就引入瞭“信息量”的計算，這讓我第一次意識到，信息是可以被量化的，並且不同的信息，其“量”是不同的。我至今還記得書中通過“猜數字”的例子來解釋熵的概念，通過不斷地提問來減少不確定性，從而獲得信息。這種將抽象概念具象化的方式，讓我對“不確定性”和“信息”之間的關係有瞭更直觀的理解。更讓我感到驚喜的是，書中在後續章節中，將這種量化思維延伸到瞭更廣泛的領域，比如對“噪聲”的定義，不僅僅局限於物理意義上的乾擾，而是將其視為“降低信息有效性”的任何因素。這種從基本單元到整體係統，從量化到博弈的分析思路，讓我感覺自己仿佛在學習一種“信息世界的通用語言”。它不僅僅是一本關於技術書籍，更是一本關於“如何理解信息”的哲學著作，讓我對信息在世界中的角色有瞭更深刻的洞察。