信息论与编码(第2版)(高等院校信息与通信工程系列教材) 曹雪虹,张宗橙著 9787302 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹雪虹，张宗橙著 著

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店铺： 天乐图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302192992

商品编码：29301300247

包装：平装

出版时间：2009-02-01

基本信息

书名：信息论与编码(第2版)(高等院校信息与通信工程系列教材)

定价：29.00元

作者：曹雪虹,张宗橙著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2009-02-01

ISBN：9787302192992

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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普通高等教育“十五”*规划教材

“十二五”江苏省高等学校重点教材

信息论与编码是电子信息类专业的基础，对于理论研究和工程应用均由重要的指导作用。对于本科生和工程技术人员来说，由于理论基础的不足以及实际应用的需要，不可能花很多精力去研读复杂难懂、枯燥乏味的证明，他们迫切需要一本介绍信息论基础知识且与实际应用紧密联系的书籍，本书就是出于这样的目的编写的。从多年的销售数据和读者的积极反馈来看，本书也起到了很好的普及作用。

本书特色：

（1）注重基本概念，用较通俗的文字解释其物理意义，辅以一定的例题和图表说明。不再以复杂的公式来证明这些孰知的公理。

（2）联系当前实际通信技术，使读者学习后概念清晰，可以有目标地将概念应用于实际工作中。

（3）配有丰富的教学资源，包括习题、PPT、实验系统和教学平台等，可以在清华大学出版社网站下载。

内容提要

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《高等院校信息与通信工程系列教材：信息论与编码（第2版）》重点介绍由香农理论发展而来的信息论的基本理论以及编码的理论和实现原理。全书分7章，在介绍了有关信息度量的基础上，重点讨论了信道容量、率失真函数，以及无失真信源编码、限失真信源编码、信道编码和密码学中的理论知识及其实现原理。《高等院校信息与通信工程系列教材：信息论与编码（第2版）》注重概念，采用通俗的文字，联系目前实际通信系统，用较多的例题和图不阐述基本概念、基本理论及实现原理，尽量减少繁杂的公式定理证明。在各章的后还附有内容小结和大量习题，书后附有部分习题答案，便于读者学习，加深对概念和原理的理解。此外，《高等院校信息与通信工程系列教材：信息论与编码（第2版）》有配套电子教案。

目录

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章　绪论
1.1　信息论的形成和发展
1.2　通信系统的模型
习题

第2章　信源与信息熵
2.1　信源的描述与分类
2.1.1　无记忆信源
2.1.2　有记忆信源
2.1.3　马尔可夫信源

2.2　离散信源熵和互信息
2.2.1　自信息量
2.2.2　离散信源熵
2.2.3　互信息
2.2.4　数据处理中信息的变化
2.2.5　熵的性质

2.3　离散序列信源熵
2.3.1　离散无记忆信源的序列熵
2.3.2　离散有记忆信源的序列熵

2.4　连续信源熵和互信息
2.4.1　幅度连续的单个符号信源熵
2.4.2　波形信源熵
2.4.3　大熵定理
2.5　冗余度
本章小结
习题

第3章　信道与信道容量
3.1　信道的基本概念
3.1.1　信道的分类
3.1.2　信道参数
3.1.3　信道容量的定义

3.2　离散单个符号信道及其容量
3.2.1　无干扰离散信道
3.2.2　对称DMC信道
3.2.3　准对称DMC信道
3.2.4　一般DMC信道
3.3　离散序列信道及其容量

3.4　连续信道及其容量
3.4.1　连续单符号加性信道
3.4.2　多维无记忆加性连续信道
3.4.3　限时限频限功率的加性高斯白噪声信道
3.5　信源与信道的匹配
本章小结
习题

第4章　信息率失真函数
4.1　平均失真和信息率失真函数
4.1.1　失真函数
4.1.2　平均失真
4.1.3　信息率失真函数R（D）
4.1.4　信息率失真函数的性质
4.1.5　信息率失真函数与信道容量的比较
4.2　离散信源和连续信源的R（D）计算
本章小结
习题

第5章　信源编码
5.1　编码的定义
5.2　无失真信源编码
5.2.1　定长编码定理
5.2.2　变长编码定理
5.2.3　佳变长编码
5.3　限失真信源编码定理

5.4　常用信源编码方法简介
5.4.1　游程编码
5.4.2　算术编码
5.4.3　矢量量化
5.4.4　预测编码
5.4.5　变换编码
本章小结
习题
第6章　信道编码
第7章　加密编码
附录　本书所用符号及含义
部分习题参考答案
参考文献

作者介绍

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曹雪虹，南京工程学院副校长，南京邮电大学通信与信息工程学院教授、博士生导师。长期从事信息与通信工程专业的教学和科研工作，开设“信息论基础”、“编码理论”、“信息论与编码”、“数字信号处理”等本科和研究生课程。主持或参加国家自然科学基金、信息产业部、省自然科学基金等科研项目十余项，内容包括无线通信、多媒体传输等方面的理论研究和产品研发。已在国内外学术刊物和会议上发表学术论文70多篇，其中多篇被SCI/EI/ISTP收录。主编和参编出版专著和教材5本，其中主编《信息论与编码》被列入“十五”*规划教材，《信息论基础》被列入“十一五”*规划教材。《信息论与编码》已经被全国百余所高校选用，累计印刷20余次，销售量超过10万册。

文摘

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序言

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《信息论与编码（第2版）》（高等院校信息与通信工程系列教材）由曹雪虹、张宗橙编著，ISBN号以9787302开头，是一本深入探讨信息科学核心理论及其在通信领域应用的重要著作。本书旨在系统性地构建读者对信息论基础概念的理解，并在此基础上，阐述各种编码技术在信息传输、存储和处理中的关键作用。 核心内容概述： 本书内容涵盖了信息论的经典理论框架，从信息量的度量、信源编码到信道编码，层层递进，逻辑清晰。 第一部分：信息论基础 信息量与熵： 本部分首先引入“信息量”这一核心概念，通过概率模型来量化信息的不确定性。读者将学习到如何计算离散随机变量的信息量，并理解其与概率分布的关系。在此基础上，本书会详细阐述“熵”（Entropy）的概念，将其定义为信源输出符号的平均信息量。不同类型的熵，如联合熵、条件熵、互信息等，也将被深入剖析。互信息尤为重要，它衡量了两个随机变量之间共享的信息量，这对于理解通信系统中信息传递的有效性至关重要。例如，通过分析两个随机变量的互信息，我们可以判断一个变量能否预测另一个变量，以及预测的准确程度。本书会给出清晰的数学推导和直观的解释，帮助读者掌握这些基本度量。 信源编码定理（香农第一定理）： 这是信息论的基石之一。本部分将深入讲解香农第一定理，即无损信源编码定理。该定理指出，任何信源的平均信息量（即熵）是该信源可以被无损压缩的极限。也就是说，存在一种编码方式，能够将信源输出的符号序列以平均码长接近其熵的值进行表示，而不会丢失任何信息。本书会探讨各种接近理论极限的信源编码方法，例如哈夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding）。哈夫曼编码通过为出现频率较高的符号分配较短的码字，而为出现频率较低的符号分配较长的码字，从而实现最优的平均码长。算术编码则通过将整个消息映射到一个区间，并用一个分数来表示该区间，从而在理论上能够达到比哈夫曼编码更接近熵的压缩率。读者将学习到这些编码算法的原理、实现步骤以及它们在实际应用中的优缺点。 第二部分：信道编码与传输 离散无记忆信道模型： 在信源编码之后，信息需要通过信道进行传输。本部分将介绍常用的离散无记忆信道模型，如二元对称信道（Binary Symmetric Channel, BSC）和二元删除信道（Binary Erasure Channel, BEC）。这些模型能够捕捉信道中常见的噪声和错误，例如比特翻转（0变成1，1变成0）或信息丢失。本书会分析不同信道模型的特性，以及它们对信息传输带来的挑战。 信道容量（香农第二定理）： 香农第二定理是信息论的另一个里程碑，它定义了信道的“容量”（Channel Capacity）。信道容量是指在给定信道条件下，信息可以被可靠传输的最高速率。香农第二定理告诉我们，只要信息传输速率低于信道容量，就存在某种编码和解码策略，使得信息传输的错误率可以任意小。反之，如果传输速率超过信道容量，任何编码策略都无法保证低错误率。本书将详细解释信道容量的计算方法，并探讨影响信道容量的因素，如信道带宽、信噪比等。这些概念对于理解现代通信系统的设计至关重要。 纠错码（信道编码）： 为了克服信道噪声对信息传输的影响，需要引入纠错码。本部分将系统介绍各类重要的纠错码。 线性分组码（Linear Block Codes）： 这是纠错码中最基本、最重要的一类。读者将学习其代数结构，包括生成矩阵（Generator Matrix）和校验矩阵（Parity-Check Matrix）。本书会深入讲解循环码（Cyclic Codes），如 BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem codes）和RS码（Reed-Solomon codes）。RS码在CD、DVD、通信卫星等领域有着广泛应用，它能够有效纠正突发错误。 卷积码（Convolutional Codes）： 与分组码不同，卷积码的编码输出不仅依赖于当前输入，还依赖于之前的若干个输入。本书将介绍卷积码的生成过程，以及其性能评估指标，如最小欧氏距离。读者将学习到著名的维特比算法（Viterbi Algorithm），这是解码卷积码最有效的方法之一，它通过搜索最优路径来找到最可能的原始信息序列。 Turbo码与LDPC码： 进入21世纪，Turbo码（Turbo Codes）和LDPC码（Low-Density Parity-Check Codes）的出现极大地推动了通信系统的性能提升，它们在接近香农极限的速率下实现了极低的误比特率。本书将介绍这两种现代强力纠错码的结构、编码和解码原理。Turbo码通过迭代解码的方式，将两个弱编码器结合起来，实现性能的飞跃。LDPC码则以其稀疏的校验矩阵和高效的迭代解码算法而闻名，在Wi-Fi、5G等标准中扮演着核心角色。 第三部分：应用与拓展 信息论在通信系统中的应用： 本部分会将前面学到的理论知识与实际通信系统联系起来。读者将了解信息论原理如何在现代通信系统中得到应用，例如如何设计高效的调制解调方案、如何优化信道分配、如何实现可靠的数据传输等。 信息论与其他学科的联系： 本书还可能探讨信息论与其他相关学科，如统计学、机器学习、密码学等之间的联系，展示信息论的广泛影响力和跨学科价值。 本书的特色与价值： 《信息论与编码（第2版）》以其系统性、严谨性和前沿性，成为信息与通信工程领域高等院校师生的重要参考书。本书的优点包括： 理论扎实： 严格的数学推导和清晰的概念解释，为读者构建坚实的理论基础。 内容全面： 覆盖了信息论从基础概念到核心定理，再到各类编码技术的完整体系。 更新及时： 作为第二版，书中很可能包含对近年来的重要发展，如Turbo码和LDPC码的介绍，使其内容保持一定的前沿性。 教学辅助： 配备了可能包含的例题、习题，有助于学生巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。 总而言之，本书是一部集理论深度与工程应用为一体的优秀教材，它不仅帮助读者理解信息传输的本质和限制，更为读者提供了掌握现代通信系统设计与优化的关键工具。通过深入学习本书，读者将能够理解信息如何在各种复杂环境中高效、可靠地进行编码、传输和解码，这对于从事通信、计算机、人工智能等相关领域的科研和工程工作至关重要。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《信息论与编码(第2版)》是一本非常值得推荐的教材，它在知识的深度和广度上都做得十分出色。书中对错误控制编码的讲解，让我对接下来的学习有了明确的方向。我尤其欣赏作者们在介绍线性分组码时，对生成矩阵和校验矩阵的详细推导，以及它们如何影响编码和译码的效率。书中还对循环码和BCH码等进行了深入的介绍，这些编码在实际通信系统中扮演着至关重要的角色。让我印象深刻的是，书中对卷积码的介绍，作者们通过图示的方式，将卷积编码器的工作原理展现得一清二楚，并且对其维特比译码算法的推导也十分详尽。这种深入到算法层面的讲解，让我对如何设计和实现高效的纠错系统有了更全面的认识。这本书的价值在于，它不仅传授了理论知识，更教会了如何将这些理论应用于实际的工程问题中，这对于我这样的学习者来说，是非常宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息论与编码(第2版)》真是让我眼前一亮，我一直对信息传输的底层原理和数据压缩的奥秘充满好奇，而这本书恰好满足了我这种渴望。初拿到书时，厚实而精炼的排版就给人一种扎实的感觉，扉页上曹雪虹和张宗橙的名字也让我对其学术严谨性充满信心。在阅读过程中，我惊喜地发现，作者们并没有将理论知识枯燥地堆砌，而是通过大量的图示和实例，将抽象的概念变得生动形象。例如，在解释信源编码时，书中对霍夫曼编码的推导过程就清晰明了，配合着代码的演示，我仿佛能亲眼看到信息如何被高效地压缩。而且，它不仅仅停留在理论层面，还对实际应用进行了深入的探讨，比如在提到信道编码时，关于纠错码的部分，我才真正理解了为什么我们日常使用的通信信号能够如此稳定可靠地传输，即使在有干扰的情况下也能保持数据的完整性。这种理论与实践的结合，让我在学习的过程中，不仅掌握了知识，更能感受到知识的价值和魅力。总的来说，这不仅仅是一本教科书，更像是一次引人入胜的信息科学探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样的初学者来说，一本好的教材最关键的要素就是清晰的逻辑和循序渐进的引导，而《信息论与编码(第2版)》在这方面做得相当出色。我尤其喜欢书中对信息熵和互信息的阐释，作者们用通俗易懂的语言，辅以生动的类比，将这两个核心概念剖析得淋漓尽致。在学习熵的部分，作者通过对不同事件发生概率的分析，让我深刻理解了“不确定性”与“信息量”之间的紧密联系，这远比干巴巴的数学公式来得直观。而互信息的引入，更是巧妙地将两个随机变量之间的依赖关系量化，让我明白了在通信系统中，如何衡量传输信号所携带的有效信息。书中的例题设计也非常贴合教学内容，既能巩固课堂上的知识点，又能引导我进行更深层次的思考。而且，我发现在一些比较复杂的编码方案讲解时，书中会先介绍其核心思想，然后再逐步展开数学推导，这种由浅入深的方式，大大降低了学习难度，让我能够克服对复杂数学模型的恐惧，从而更专注于理解其背后的原理。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直认为信息论和编码是比较枯燥的理论学科，但《信息论与编码(第2版)》这本书彻底改变了我的看法。它就像一位经验丰富的向导，带着我在信息科学的世界里探索。我特别喜欢书中关于信源独立性的讨论，以及如何利用这种独立性来设计更有效的编码方案。书中关于熵率和条件熵的讲解，让我对信息在不同条件下的“密度”有了更深刻的理解。当我阅读到关于信道容量的章节时，我被书中对香农第二定理的阐释深深吸引。作者们用非常清晰的逻辑，说明了在理想信道下，信息传输的理论极限究竟有多大，这让我对通信系统的设计有了全新的认识。而且，书中对编码的介绍，不仅仅停留在“如何编”的层面，更深入地探讨了“为何要这样编”，以及不同编码在实际应用中的权衡。这种由浅入深，层层递进的讲解方式，让我在不知不觉中，将复杂的概念内化于心。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息论与编码(第2版)》给我的整体感受是，它在保持学术严谨性的同时，又充分考虑到了读者的学习体验。我之前对一些信息论的概念总觉得有些晦涩难懂，但在这本书中，作者们通过对不同编码方式的比较分析，以及对各种编码性能的评价，让这些概念变得更加鲜活。比如，在对比几种信道编码的性能时，书中会详细分析它们在误码率、编码效率等方面的优劣，并且会给出在不同噪声环境下哪种编码更具优势的指导性建议。这种实践性的指导，让我觉得这本书不仅仅是理论知识的堆砌，更是具有实际指导意义的工具书。我尤其欣赏的是，书中在介绍一些前沿的编码技术时，并没有止步于理论的介绍，而是会提及相关的应用场景和发展趋势，这让我对信息科学的未来发展有了更宏观的认识。此外，书中对数学公式的推导过程也相当严谨，每一步都清晰可见，这对于需要深入理解的读者来说，无疑提供了极大的便利。