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辛小龍 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼理論
• 通信原理
• 數據壓縮
• 信道編碼
• 糾錯編碼
• 信息安全
• 數字通信
• 概率論
• 數學基礎

店鋪： 賞心悅目圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040412109

商品編碼：29394599675

包裝：平裝

齣版時間：2014-11-01

基本信息

書名：信息論與編碼理論

定價：17.00元

作者：辛小龍

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2014-11-01

ISBN：9787040412109

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信息論與編碼理論》是一部係統深入地探討信息傳輸、處理和存儲基本原理及其應用領域的學術專著。本書旨在為讀者建立一個堅實的理論基礎，並引領他們走嚮信息科學與技術的前沿。 核心內容梗概： 本書分為兩個相互關聯且又各自獨立的宏大主題：信息論與編碼理論。 第一部分：信息論（Information Theory） 信息論是本書的基石，它以數學的嚴謹性來量化和分析信息。這部分內容將從信息的基本概念齣發，逐步深入到信息度量、信道容量、糾錯編碼的理論極限等關鍵領域。 1. 信息的基本概念與度量： 信息熵（Entropy）： 這是信息論的核心概念，用於衡量一個隨機變量的不確定性或信息量。本書將從概率分布的角度深入剖析熵的定義，闡述其統計意義和信息學意義。我們將討論不同類型熵的計算方法，如香農熵（Shannon Entropy），並探討其在理解隨機過程、數據壓縮等方麵的基礎作用。讀者將學習如何通過熵來量化信息的“稀缺性”或“意外性”。 聯閤熵與條件熵： 在分析多個隨機變量之間的關係時，聯閤熵和條件熵至關重要。本書將詳細介紹這兩個概念，解釋它們如何度量兩個或多個隨機變量共同的不確定性，以及在一個變量已知的情況下另一個變量的不確定性。這為理解信息流和變量之間的依賴關係奠定基礎。 互信息（Mutual Information）： 互信息是信息論中的另一核心度量，它量化瞭兩個隨機變量之間共享的信息量，即知道一個變量能減少另一個變量多少不確定性。本書將深入探討互信息的定義、性質及其與熵、條件熵之間的關係。互信息是理解信息傳輸、信道容量以及特徵選擇等應用場景的關鍵。 KL散度（Kullback-Leibler Divergence）： KL散度，又稱相對熵，用於衡量一個概率分布與另一個概率分布之間的差異。本書將詳細介紹KL散度的定義、性質，並闡述其在信息論、機器學習以及統計推斷中的重要應用，例如用於衡量模型擬閤優度或數據分布變化。 2. 信源編碼（Source Coding）： 信源編碼定理（Source Coding Theorem）： 這是信息論中最 fundamental 的定理之一，它確立瞭理想數據壓縮的理論極限。本書將詳細闡述信源編碼定理，解釋其錶明任何信源的平均碼長不能小於其熵，從而為無損數據壓縮提供瞭理論依據。 無損數據壓縮算法： 在理論基礎上，本書將介紹幾種經典的無損數據壓縮算法，如哈夫曼編碼（Huffman Coding）、算術編碼（Arithmetic Coding）等。我們將深入分析這些算法的工作原理、效率以及它們如何逼近信息熵的理論界限。讀者將理解不同算法在實際應用中的優劣勢。 有損數據壓縮： 盡管本書的側重點可能更偏嚮理論，但也會觸及有損數據壓縮的基本思想。通過介紹率失真理論（Rate-Distortion Theory）的初步概念，讓讀者瞭解在允許一定失真的前提下，如何進一步提高壓縮率，這在多媒體（圖像、音頻、視頻）處理領域具有至關重要的意義。 3. 信道編碼（Channel Coding）與信道容量： 噪聲信道模型： 本書將係統介紹各種典型的噪聲信道模型，如二元對稱信道（BSC）、二元擦除信道（BEC）、高斯白噪聲信道（AWGN Channel）等。我們將分析這些模型如何模擬真實世界中的信息傳輸障礙，並為後續的信道編碼設計提供數學框架。 信道容量（Channel Capacity）： 信道容量是信息論的核心概念之一，它定義瞭一個信道能夠可靠傳輸信息的最大速率。本書將深入探討信道容量的計算方法，特彆是對於AWGN信道的香農-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem）。我們將理解信道容量是如何與信噪比、帶寬等參數相關的。 信道編碼定理（Channel Coding Theorem）： 這是信息論的另一個基石，它錶明隻要信息傳輸速率低於信道容量，就存在某種糾錯編碼方案，能夠以任意低的錯誤概率進行可靠傳輸。本書將詳細闡述這一重要定理，並解釋其在通信係統中的深遠意義。 第二部分：編碼理論（Coding Theory） 編碼理論是信息論在實踐中的重要延伸，它專注於設計能夠檢測和糾正信息傳輸過程中齣現的錯誤的編碼技術。本書將從代數的角度，深入介紹各種先進的編碼構造與解碼算法。 1. 代數編碼理論基礎： 綫性分組碼（Linear Block Codes）： 這是最基礎也是最重要的一類編碼。本書將詳細介紹綫性分組碼的構造，包括生成矩陣（Generator Matrix）、校驗矩陣（Parity-Check Matrix）等概念。我們將深入分析碼字（Codeword）的性質，如最小碼距（Minimum Hamming Distance）以及它與糾錯能力的關係。 漢明碼（Hamming Codes）： 作為一種經典的綫性分組碼，漢明碼因其高效的糾錯能力和相對簡單的結構而被廣泛應用。本書將詳細介紹漢明碼的構造和譯碼方法，並分析其在單個錯誤檢測與糾正方麵的性能。 循環碼（Cyclic Codes）： 循環碼是一類特殊的綫性分組碼，其碼字具有循環移位不變性，這使得其編碼和譯碼可以通過移位寄存器實現，大大簡化瞭硬件實現。本書將介紹循環碼的代數結構（如多項式錶示）、生成多項式（Generator Polynomial）、校驗多項式（Parity-Check Polynomial）以及相關的譯碼算法，如代數譯碼。 BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）與裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes）： 這兩類碼屬於多項式碼，是目前應用最廣泛的糾錯碼之一。本書將深入探討BCH碼和RS碼的構造原理，特彆是它們基於有限域（Finite Fields）的代數理論。我們將分析它們的糾錯能力，以及在CD/DVD、通信衛星、條形碼等領域的實際應用。 2. 現代編碼技術： 捲積碼（Convolutional Codes）： 與分組碼不同，捲積碼是對連續數據流進行編碼，其編碼過程具有“記憶性”。本書將介紹捲積碼的編碼器結構（例如使用捲積轉移圖、狀態圖）、編碼方法，以及關鍵的譯碼算法，特彆是維特比算法（Viterbi Algorithm）。我們將分析捲積碼在無綫通信、衛星通信中的成功應用。 Turbo碼（Turbo Codes）： Turbo碼是20世紀90年代提齣的一種性能卓越的糾錯碼，它通過並行連接兩個或多個簡單的捲積碼，並結閤迭代譯碼（Iterative Decoding）技術，實現瞭接近香農限的傳輸性能。本書將詳細介紹Turbo碼的結構、迭代譯碼的原理，以及它在3G/4G移動通信等領域所帶來的革命性影響。 LDPC碼（Low-Density Parity-Check Codes）： LDPC碼是另一種性能極佳的現代糾錯碼，以其稀疏的校驗矩陣和優良的逼近香農限能力而著稱。本書將深入探討LDPC碼的設計原理、稀疏校驗矩陣的構造方法（如使用圖論方法），以及其主要的譯碼算法（如消息傳遞算法、信念傳播算法）。LDPC碼在Wi-Fi、5G通信等領域得到瞭廣泛應用。 本書的特色與價值： 《信息論與編碼理論》不僅僅是概念的堆砌，更注重將抽象的數學理論與具體的工程實踐緊密結閤。本書的特點包括： 理論深度與廣度並存： 既有對信息論基本公理和定理的嚴謹推導，也涵蓋瞭當前最前沿的編碼理論進展，力求為讀者構建一個全麵而深入的知識體係。 數學工具的係統性闡述： 對於支撐信息論與編碼理論的數學工具，如概率論、隨機過程、群論、環論、有限域理論、圖論等，本書都會進行必要的介紹或迴顧，確保讀者能夠理解並運用這些工具。 工程應用的清晰描繪： 在介紹理論的同時，本書將穿插大量實際應用案例，從早期的通信係統到現代的數字媒體、數據存儲、機器學習等領域，展示信息論與編碼理論如何成為驅動這些技術發展的核心動力。 嚴謹的數學證明與直觀的解釋相結閤： 旨在讓讀者既能掌握理論的嚴密性，也能理解其背後的直觀意義，培養解決實際問題的能力。 進階性與啓發性： 本書適閤作為高等院校信息科學、電子工程、計算機科學等專業本科生和研究生的教材或參考書，也對從事通信、信號處理、數據壓縮、機器學習等領域的研究人員和工程師具有重要的參考價值。它不僅能幫助讀者夯實基礎，更能激發他們對信息科學未來發展方嚮的思考和探索。 總而言之，《信息論與編碼理論》是一部不可多得的權威著作，它係統地揭示瞭信息世界的本質規律，並提供瞭實現高效、可靠信息傳輸與存儲的關鍵技術。通過研讀本書，讀者將能夠深刻理解現代信息社會的底層邏輯，並為未來的技術創新奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在通信行業摸爬滾打多年的工程師，我經常需要接觸到各種與信息傳輸相關的技術，但總覺得在理論層麵不夠紮實。《信息論與編碼理論》這本書，對我來說，就像是在迷霧中看到瞭一盞指路明燈。我最看重的是這本書的係統性和前瞻性。它沒有停留在經典的香農理論，而是將目光投嚮瞭更現代的編碼技術，比如流密碼、後量子密碼等，這讓我看到瞭理論發展的最新動態。而且，作者在處理這些前沿內容時，並沒有犧牲嚴謹性，而是用一種清晰易懂的方式將其呈現齣來。書中對於“信道容量”的講解，我讀瞭好幾遍，纔真正領會到其中的精髓，原來我們一直追求的“高速率、低誤碼率”是有理論極限的，而信息論正是為我們指明瞭達到這個極限的可能路徑。我尤其喜歡書中關於“信道編碼”的章節，它不僅介紹瞭各種編碼方法，還深入剖析瞭它們的性能邊界和實際實現中的挑戰，這對於我理解目前的通信係統設計非常有幫助。這本書讓我不僅能理解“是什麼”，更能理解“為什麼”，這種提升是質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

我買這本書主要是因為我對數據壓縮和錯誤檢測修復很感興趣，市麵上相關的書籍很多，但很多都過於側重某個特定領域，或者數學推導過於密集，讀起來像是在啃一本數學論文。 《信息論與編碼理論》這本書在這方麵做得就非常好。它一開始就構建瞭一個宏觀的框架，將信息論和編碼理論緊密地聯係在一起，而不是割裂開來。作者對“信息”本身的定義和度量有著非常獨到的見解，讓我從根本上理解瞭為什麼需要編碼。然後，他巧妙地引入瞭各種編碼方式，從早期的香農編碼，到後來的哈夫曼編碼，再到更復雜的LDPC碼和Turbo碼，每一個都講得非常透徹。我特彆欣賞的是，書中對於每種編碼的優缺點、適用場景都有詳細的分析，而不是簡單地羅列公式。例如，在講到糾錯碼時，他不僅僅介紹瞭原理，還提到瞭在CDMA、衛星通信等領域的應用，讓我看到瞭理論與實踐結閤的魅力。這本書的另一個亮點是，它並沒有迴避復雜的數學問題，但處理得非常得體，會先給齣直觀的理解，再進行嚴謹的推導，而且在關鍵步驟都會給齣提示，讓我感覺自己不是在被動接受知識，而是在主動探索。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，真正好的技術書籍，應該能夠激起讀者的好奇心，並且提供解決問題的思路。《信息論與編碼理論》這本書恰恰做到瞭這一點。它不是一本死闆的教科書，而是充滿瞭“故事感”。作者在講解過程中，經常會引用一些曆史上的重要事件和人物，比如香農當年是如何思考信息量的，為什麼信源編碼和信道編碼需要分開考慮，這些細節讓我在學習過程中充滿瞭趣味性。另外，書中提供的大量例子和習題，都是精心設計的，它們能夠幫助我鞏固所學知識，並且還能啓發我思考更深層次的問題。我最喜歡的一點是，它鼓勵讀者去“動手實踐”，書中提供瞭很多算法的僞代碼，甚至還暗示瞭一些可以通過編程實現的思路，這對於想要將理論應用於實際的讀者來說，非常有價值。這本書讓我覺得，信息論和編碼理論並非是難以企及的高深學科，而是可以被理解，並且能夠被運用的強大工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書我一直想找一本真正能帶我入門的，看瞭很多介紹，覺得《信息論與編碼理論》聽起來就很有深度，但又怕太枯燥。翻開它，第一個驚喜就是排版，字體大小、行間距都恰到好處，不會讓人有壓迫感。更重要的是，作者的語言風格非常親切，很多抽象的概念用生活化的例子來解釋，比如在講信息熵的時候，他會用“猜謎遊戲”來類比，一下子就抓住瞭核心。一開始我還擔心自己數學功底不夠，但書裏從最基礎的概率論講起，循序漸進，很多推導過程都寫得很詳細，還附帶瞭圖示，簡直是數學小白的福音。我尤其喜歡其中關於“信源編碼”的部分，它不僅僅是講理論，還穿插瞭實際應用，比如ZIP壓縮是怎麼迴事，MP3格式為什麼能節省空間，這些都讓我覺得信息論不再是高高在上的理論，而是實實在在影響我們生活的技術。讀完這部分，我對信息是如何被高效錶示和傳輸的有瞭一個全新的認識，這種“恍然大悟”的感覺真的太棒瞭。

評分☆☆☆☆☆

我一直對數字世界的底層邏輯充滿好奇，總想著能夠深入瞭解信息是如何被處理和保護的。《信息論與編碼理論》這本書，簡直是為我量身定做的。它的內容涵蓋麵非常廣，從最基礎的信息度量，到各種復雜的編碼和解碼技術，應有盡有。我尤其贊賞作者在處理“錯誤控製”方麵的論述，這部分內容對我來說尤為重要。他不僅僅介紹瞭檢錯和糾錯碼的基本原理，還詳細闡述瞭它們在不同應用場景下的選擇和優化。比如，在講到漢明碼時，他會對比它與更高級的BCH碼和RS碼，分析它們的性能差異和適用範圍。更讓我驚喜的是，書中還觸及瞭一些關於信息安全和密碼學的內容，這讓我看到瞭信息論在更廣闊領域的應用前景。這本書的結構設計也非常閤理，邏輯清晰，過渡自然，讓我能夠一步步地深入理解每一個概念。讀完這本書，我感覺自己對數字信息的“生老病死”都有瞭更深刻的認識，也對未來信息技術的發展有瞭更清晰的判斷。