高等院校电气信息类规划教材——信息论与编码 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张莲，周登义，余成涂著 著

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• 信源编码
• 信道编码

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出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113086190

商品编码：29733835788

包装：平装

出版时间：2008-04-01

基本信息

书名:高等院校电气信息类规划教材——信息论与编码

：26.00元

售价：17.7元,便宜8.3元,折扣68

作者:张莲,周登义,余成涂著

出版社：中国铁道出版社

出版日期：2008-04-01

ISBN：9787113086190

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

本书共分6章，即绪论、信息的量度及离散信源、信源编码、离散信道及信道容量、信道编码、信息工程中的数据保密。内容包括理论基础（前四章）和应用（后两章）两个方面。理论基础部分主要介绍信息的基本理论与基本概念，包括：信息熵、互信息、信息率失真函数、信道容量以及它们的性质与计算等。应用部分主要介绍信息与通信系统中的优化及其实现手段与方法，包括：信源编码定理、无失真的统计匹配编码、解除相关性的预测编码与变换编码、实用性的文字传真编码、语音编码与图像编码等提高系统有效性的信源编码、信道编码定理、分组码的基本理论与方法、卷积码的基本理论与方法等提高系统可靠性的信道编码以及信息工程中的数据保密等。 本书适合作为高等理工科院校电子信息工程、通信工程、信号与信息处理学科的本科生教材，也可供研究生、夜大、自学考试及成人教育有关专业选用，还可供有关科技人员学习参考。

内容提要

本书是一本21世纪教学的有关信息论与编码的教材。全书共分6章，即绪论、信息的量度及离散信源、信源编码、离散信道及信道容量、信道编码以及信息工程中的数据保密。
　　本书重点介绍信息处理的理论基础、实现原理与方法。内容分为两大部分，即理论基础（前四章）和应用（后两章）。理论基础部分主要介绍信息的基本理论与基本概念，包括：信息熵、互信息、信息率失真函数、信道容量以及它们的性质与计算等。应用部分主要介绍信息与通信系统中的优化及其实现手段与方法，包括：信源编码定理、无失真的统计匹配编码、解除相关性的预测编码与变换编码、实用性的文字传真编码、语音编码与图像编码等提高系统有效性的信源编码、信道编码定理、分组码的基本理论与方法、卷积码的基本理论与方法等提高系统可靠性的信道编码以及信息工程中的数据保密等。
　　本书适合作为高等理工科院校电子信息工程、通信工程、信号与信息处理学科的本科生教材，也可供研究生、夜大、自学考试及成人教育等有关专业选用，还可供有关科技人员学习参考。

目录

章 绪论
1.1 信息的概念
1.1.1 信息的定义、特征与性质
1.1.2 信息的分类
1.1.3 信息、消息和信号的区别与联系
1.2 信息传输系统的组成及各部分的功能
1.2.1 模拟信息传输系统
1.2.2 数字信息传输系统
1.3 信息论研究的对象和内容
1.4 信息论发展的历史和趋势
第2章 信息的量度及离散信源
2.1 自信息量和条件自信息量
2.1.1 自信息量
2.1.2 条件自信息量
2.2 互信息量和条件互信息量
2.2.1 互信息量
2.2.2 互信息量的性质
2.2.3 条件互信息量
2.3 离散信源的信息量
2.3.1 信源的数学模型
2.3.2 信源的分类
2.3.3 平均信息量
2.4 熵的基本性质
2.5 消息序列的熵
2.5.1 离散无记忆信源
2.5.2 离散无记忆的扩展信源
2.5.3 离散平稳信源
2.5.4 马尔可夫信源
2.6 信源的相关性和剩余度
习题
第3章 信源编码
3.1 无失真信源编码
3.1.1 编码器
3.1.2 分组码
3.1.3 等长码和等长编码定理
3.1.4 变长码和变长编码定理
3.1.5 变长码的编码方法
3.2 限失真信源编码
3.2.1 失真测度
3.2.2 信息率失真函数
3.2.3 离散信源的信息率失真函数
3.2.4 限失真信源编码定理
3.2.5 连续信源的信息率失真函数
3.3 常用信源编码
3.3.1 矢量量化编码
3.3.2 预测编码
3.3.3 变换编码
3.3.4 传真编码
3.3.5 语音压缩编码
3.3.6 图像编码
习题
第4章 离散信道及信道容量
4.1 信道分类与描述
4.1.1 信道的分类
4.1.2 信道的描述
4.2 离散无记忆信道
4.2.1 离散信道的数学模型
4.2.2 单符号离散信道
4.3 信道传输的平均互信息
4.3.1 信道疑义度
4.3.2 平均互信息
4.4 平均互信息的特性
4.5 信道容量的概念及其计算方法
4.5.1 信道容量的定义
4.5.2 几种典型离散信道的信道容量
4.5.3 对称离散信道的信道容量
4.5.4 一般离散信道的信道容量
4.5.5 离散无记忆的扩展信道及其信道容量
4.5.6 串联信道和并联信道及其信道容量
4.6 信源与信道的匹配
习题
第5章 信道编码
5.1 信道编码的基本概念
5.1.1 信道编码在数字通信系统的地位和作用
5.1.2 信道编码的基本思想和分类
5.1.3 差错控制的基本方式
5.1.4 信道编码基本数学知识
5.2 有噪信道编码
5.2.1 噪声信道的编码问题
5.2.2 错误概率与编码方法
5.2.3 有噪信道编码定理
5.3 线性分组码
5.3.1 分组码的性质
5.3.2 生成矩阵与奇偶校验矩阵
5.3.3 几种典型的分组码
5.4 卷积码
5.4.1 卷积码的编码
5.4.2 卷积码的译码
5.5 纠正突发错误码
5.5.1 突发差错与纠突发差错的基本概念
5.5.2 法尔码
5.6 交织码
习题
第6章 信息工程中的数据保密
6.1 信息保密通信的模型
6.2 传统密码体制
6.2.1 单表代换密码
6.2.2 多表代换密码
6.2.3 多字母代换
6.2.4 转置密码
6.3 分组（块）密码
6.3.1 分组加密的基本概念
6.3.2 数据加密标准（DES）
6.4 公钥密码体制
6.4.1 公钥密钥的一般原理
6.4.2 RSA体制
习题
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《信息论与编码（第X版）》 概述 《信息论与编码（第X版）》是一部面向高等院校电气信息类专业学生的权威性教材。本书系统地阐述了信息论的基本原理、核心概念及其在通信、数据压缩、纠错编码等领域的广泛应用。本版教材在继承前版精华的基础上，根据学科发展的最新动态和教学实践的反馈，对内容进行了全面更新和优化，旨在为读者提供一个坚实而前沿的理论基础，培养其解决实际工程问题的能力。 本书的编写遵循循序渐进、理论与实践相结合的原则。从最基础的信息度量单位——比特出发，逐步深入到信息熵、互信息、信道容量等核心概念，并在此基础上介绍各种重要的编码技术，包括信源编码、信道编码以及它们在现代信息系统中的作用。全书结构清晰，逻辑严谨，概念阐述深入浅出，数学推导严密，并辅以大量的例题和习题，帮助读者巩固理解，掌握分析和解决问题的技巧。 内容精要 第一部分：信息论基础 信息及其度量： 本部分首先定义了“信息”这一核心概念，并引入了度量信息量最基本的单位——比特。通过对随机变量及其概率分布的讨论，阐述了信息量与事件发生概率之间的关系。我们将探讨离散随机变量的熵，这是衡量不确定性或信息量的一种重要方式，并深入分析其性质，如非负性、最大值和可加性。 熵的拓展与信息量： 紧接着，我们将引入联合熵、条件熵以及熵差（信息增益）等概念。联合熵描述了多个随机变量联合不确定性的大小，条件熵则衡量在一个随机变量已知时，另一个随机变量仍存在的不确定性。信息增益是度量已知一个随机变量后，另一个随机变量不确定性减少的程度。这些概念为后续的信息传输和处理奠定了基础。 互信息： 互信息是信息论中的一个关键概念，它量化了两个随机变量之间共享的信息量。我们将详细推导互信息的表达式，并分析其性质，例如非负性、对称性以及与熵之间的关系。互信息是理解信道容量和信息传输效率的基石。 信道与信道容量： 本部分将介绍信息传输的数学模型——离散无记忆信道。我们将分析不同类型的信道，如离散无记忆加性噪声信道、二元对称信道等。在此基础上，我们将深入探讨信道容量的概念，即在给定信道条件下，每使用一次信道能够可靠传输的最大信息速率。我们将推导离散无记忆信道容量的计算方法，并分析影响信道容量的关键因素。 连续信道与高斯信道： 随着信息传输的复杂化，连续信道的研究也变得尤为重要。本部分将介绍连续随机变量的熵（微分熵）及其性质，并讨论连续信道的信道容量。特别地，我们将重点分析最常见也是最重要的连续信道——加性高斯白噪声（AWGN）信道，并推导其信道容量。这部分内容对于理解现代无线通信系统至关重要。 第二部分：信源编码 信源编码概述： 信源编码的目标是尽可能地减少数据冗余，从而实现数据的压缩，提高存储和传输效率。本部分将介绍信源编码的基本原理和目标，并区分无损编码和有损编码。 无损信源编码： Shannon-Fano编码： 介绍基于概率构建编码树，为不同符号分配变长编码的Shannon-Fano编码方法，并分析其最优性。 Huffman编码： 详细阐述Huffman编码算法，该算法能够构造出最优的前缀码，实现平均码长最小化。我们将通过实例详细讲解Huffman编码的构建过程，并证明其最优性。 算术编码： 介绍算术编码，这是一种更高级的无损数据压缩技术，它能为整个消息序列分配一个实数区间，实现比Huffman编码更优的压缩比，尤其适用于符号概率分布不均衡的情况。 有损信源编码： 率失真理论： 引入率失真函数的概念，它描述了在给定失真度下，能够实现的最优平均码率。我们将分析率失真函数的性质，并介绍其在有损编码设计中的指导意义。 量化技术： 介绍标量量化和矢量量化等基本量化技术，它们是实现有损数据压缩的关键步骤，用于将连续信号或高维数据映射到有限个离散值。 示例与应用： 结合JPEG图像压缩、MP3音频压缩等实际应用案例，说明信源编码在多媒体信息处理中的重要作用。 第三部分：信道编码 信道编码概述： 信道编码旨在向信息中添加冗余，以提高传输的可靠性，抵抗信道噪声和干扰。本部分将介绍信道编码的基本原理、目标以及常见的编码类型。 线性分组码： 基本概念： 介绍线性分组码的定义、生成矩阵、校验矩阵以及汉明距离等核心概念。我们将阐述如何通过线性分组码实现纠错功能，并分析其纠错能力。 循环码： 深入研究循环码，这是一种特殊的线性分组码，具有良好的代数结构，易于硬件实现。我们将介绍生成多项式、校验多项式等概念，并重点讲解CRC（循环冗余校验）码在错误检测中的应用。 BCH码与RS码： 介绍BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem码）和RS码（Reed-Solomon码），它们是强大的纠错码，能够纠正多位错误，广泛应用于CD、DVD、卫星通信和移动通信等领域。我们将简要介绍它们的设计原理和纠错能力。 卷积码： 基本概念： 介绍卷积码的编码过程，以及它与分组码在结构上的区别。我们将通过编码树、编码网格图等工具来理解卷积码的编码和解码过程。 Viterbi算法： 详细讲解Viterbi算法，这是用于解码卷积码的最有效算法，能够以最大似然准则找到最有可能的发送序列。我们将通过实例演示Viterbi算法的运行过程。 现代编码技术： LDPC码（低密度奇偶校验码）： 介绍LDPC码作为一种高性能的现代纠错码，其编码和解码算法的特点，以及在第五代移动通信（5G）等前沿技术中的应用。 Turbo码： 阐述Turbo码的设计思想，它通过并行级联两个简单的卷积码，并结合迭代译码，实现了接近香农极限的优异性能，是现代高效编码技术的重要代表。 第四部分：信息论与编码的应用 信息论在通信系统中的应用： 探讨信息论中的香农定理如何指导通信系统的设计，例如信道容量与信息速率的关系，以及如何通过高效的编码和调制技术来逼近香农极限。 数据压缩技术： 总结前面介绍的信源编码技术，并结合实际的图像、音频、视频压缩标准（如JPEG, MP3, H.264等）进行案例分析，展示信息论在数据压缩领域的强大威力。 纠错码在存储和传输中的应用： 讨论纠错码在硬盘、闪存、光盘等存储介质以及无线通信、有线通信、卫星通信等传输系统中的应用，强调其在保证数据完整性和可靠性方面的重要作用。 信息论在其他领域的交叉应用： 简要介绍信息论在机器学习、人工智能、生物信息学、密码学等新兴领域的交叉应用，展现信息论的广泛影响力和生命力。 特色与亮点 理论深度与工程实践相结合： 本书不仅深入浅出地阐述了信息论与编码的数学理论，更注重理论在实际工程问题中的应用。通过大量的例题和工程案例分析，帮助读者理解理论知识如何指导工程设计。 内容前沿且系统： 紧跟信息论与编码领域最新的发展趋势，加入了LDPC码、Turbo码等现代高效编码技术，并对其原理和应用进行了介绍。同时，保持了学科体系的完整性和系统性。 数学推导严谨且清晰： 所有重要的数学公式和定理都给出了严谨的推导过程，并且力求阐述清晰易懂，配以必要的图形和图示，帮助读者克服数学上的理解障碍。 丰富的习题与参考答案： 每章都配有精心设计的习题，涵盖了基本概念理解、理论推导、算法应用等多个层面，并提供部分习题的详细解答，方便读者进行自学和巩固。 适合不同层次读者： 本书既可以作为电气信息类专业本科生和研究生的核心教材，也适合从事相关领域研究和工程开发的专业人员作为参考书。 学习建议 掌握《信息论与编码》的关键在于深入理解基本概念，熟练掌握核心算法，并能够将理论知识灵活应用于解决实际问题。建议读者在学习过程中： 1. 夯实基础： 务必花时间理解信息熵、互信息、信道容量等基本概念及其数学内涵。 2. 动手实践： 尝试对书中给出的例题进行独立演算，并完成习题。对于编码算法，可以通过编程实现加深理解。 3. 联系实际： 关注现实世界中的通信、存储、数据压缩等技术，思考信息论与编码在其中扮演的角色。 4. 循序渐进： 按照教材的章节顺序进行学习，确保对后续内容有充分的理解基础。 《信息论与编码（第X版）》将成为您在电气信息领域学习和研究道路上不可或缺的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

从教学结构和逻辑连贯性的角度来看，这本书的设计显然是脱节的。它似乎是把一系列相关的知识点生硬地拼凑在了一起，缺乏一个清晰的、循序渐进的叙事主线。前面对离散信源的讨论还算中规中矩，但一旦进入到信道编码和纠错码的部分，作者的思路就开始跳跃，仿佛突然换了一个人来写。纠错码的章节冗长而重复，各种循环冗余校验（CRC）的讲解，一会儿是多项式表示，一会儿又是模二运算，但缺乏一个统一的视角来整合这些工具的内在联系。读者很难从书中的内容里找到“为什么”和“如何应用”之间的桥梁。我需要的是一个能将理论与实践紧密结合的引导者，而不是一个把所有公式按章节顺序罗列出来的“知识清单”。这种结构上的松散，极大地削弱了读者自我构建知识体系的可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到失望的是，它完全没有体现出“信息论”在现代电气信息工程领域中的活力和前沿性。它似乎停留在上个世纪的理论模型中打转，对近几十年来的重大突破，比如Turbo码、LDPC码在现代通信系统中的实际应用，仅仅是一带而过，甚至连提都懒得提。当我试图了解现代5G或物联网背景下的信息论新进展时，这本书提供的知识点显得过于陈旧和空泛。它更像是一份历史文献汇编，而非一本面向未来工程师的规划教材。一个“规划教材”的价值，在于指明方向，激发创新，然而这本书却像一个沉重的锚，把学习者的思维牢牢地固定在了过时的知识框架内，让人感觉不到丝毫信息科学领域蓬勃发展的脉搏。

评分☆☆☆☆☆

这部书给我带来的感受，真是一言难尽。我原本对信息论这个领域充满了好感，觉得它神秘而又充满智慧。结果翻开这本书，感觉就像是直接跳进了一个铺满数学公式的深海，完全没有救生圈。作者似乎认为我们每一个读者都是数学领域的顶尖高手，毫不留情地将各种复杂的定理、推导过程一股脑地砸了过来。比如关于熵的定义，我读了好几遍，脑子里还是云里雾里，感觉自己像是在看一本高深的哲学著作，而不是一本旨在普及知识的教材。书中对信息的量化、信源编码的细节描述，如果脱离了详尽的图示和生活化的例子，就变得极其晦涩。我期待的是那种能将抽象概念具象化的讲解，结果看到的却是大量纯理论的堆砌，读完第一章，我感觉自己就像是在听一位用只有同行才能听懂的“黑话”交流的学者在做报告，完全没有打开新世界大门的感觉，反而有一种被知识拒之门外的挫败感。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的习题部分简直是“反人类”的设计。作为一本规划教材，习题本应是检验学习成果、加深理解的利器，但这书里的题目，要么是直接照搬书本上的理论定义，毫无思考价值；要么就是难度陡增，完全超出了正常教学大纲的要求，更像是给研究生毕业考试准备的偏题怪题。很多题目甚至没有提供详细的解题步骤或答案参考，留给读者的只有迷茫和无助。我尝试做了几道看似基础的编码效率计算题，结果发现由于书中某些关键公式的推导没有完全展开，导致我根本无法确定该套用哪个版本的公式，最终只能放弃。一本好的教材，其习题应该是知识的延伸和应用，而不是一个让读者自我怀疑智商的“陷阱”。这套习题集，完全没有起到辅助学习的作用，反而成了阻碍学习进度的绊脚石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧质量实在让人不敢恭维，简直是对现代印刷工艺的一种蔑视。纸张手感粗糙不说，那种泛黄的颜色，让我在阳光下阅读都觉得吃力，总感觉眼睛要被吸进去似的。更要命的是，书中的图表部分，简直是灾难级的。黑白线条生硬、粗细不均，很多本该清晰展示的流程图和矩阵结构，印刷出来后模糊不清，关键的节点和路径几乎难以分辨。我试图对照着书本自己动手推导一些编码流程，结果光是辨认图上那些像蚯蚓爬过的痕迹一样的连线，就耗费了我大半的精力。这哪里是教材，分明是早些年大学里那种用复印机翻印了十几遍的讲义，质量低劣到影响了阅读体验的本质。对于一个期望系统学习新知识的读者来说，这样的物理呈现方式，无疑是雪上加霜，让人提不起继续翻下去的兴趣。