信息論與編碼(高等院校信息與通信工程係列教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王勇 等 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
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• 信息與通信
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• 教材
• 理論基礎
• 信道編碼
• 數據壓縮
• 數字通信

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302316091

商品編碼：29751822782

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名:信息論與編碼(高等院校信息與通信工程係列教材)

定價：36.00元

售價：25.2元,便宜10.8元,摺扣70

作者:王勇 等

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787302316091

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.558kg

編輯推薦

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內容提要

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　　王勇、黃雄華、蔡國永編寫的這本《信息論與編碼》對信息論的基本概念(熵、平均互信息量、信道容量、信息率失真函數)以及與此相對的香農三大極限編碼定理(無失真信源編碼定理、限失真信源編碼定理和信道編碼定理)做瞭係統的介紹，並以信息論為基礎，介紹瞭信源編碼、信道編碼和加密編碼的基本原理和方法，對一些具體編碼方法的現實應用和編程實現也做瞭簡單介紹，後，對相關領域的發展進行瞭概述和展望，在附錄中還給齣瞭一些科研與創新的相關經驗。
　　《信息論與編碼》注重啓發式的教學，注重創新能力的培養，對難於理解的信息論與編碼的關鍵性問題給齣瞭思考提示。在編寫方式上進行瞭創新，采用不同字體區分不同內容，為讀者留齣瞭創新空間。
　　《信息論與編碼》適用於高等院校信息工程、通信工程、雷達、信息安全、計算機、電子學、信息與計算科學等相關專業的本科生、研究生的教學，也可以用於教學、科研和工程的參考。

目錄

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章 緒論第2章 信源及信息度量第3章 信道及其容量第4章 無失真信源編碼第5章 信息率失真函數與限失真編碼第6章 信道編碼第7章 加密編碼第8章 香農信息論的局限性與發展展望第9章 信息論與編碼技術的實現與應用附錄 寄語及學習研究的經驗和方法分享參考文獻

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》 內容簡介： 本書是一本麵嚮高等院校信息與通信工程專業學生的教材，旨在係統地介紹信息論的基礎理論、核心概念及其在編碼技術中的應用。全書緊密結閤通信工程的實際需求，從信息量的度量、信道容量的分析到糾錯編碼的設計與實現，層層遞進，力求為讀者構建堅實的信息科學理論基礎，並培養解決實際通信工程問題的能力。 第一部分：信息論基礎 信息論是研究信息傳輸、處理和存儲的數學理論，是現代通信、計算機科學、統計學等領域的重要基石。本部分將從信息量的基本概念齣發，深入探討信息論的核心原理。 信息量與熵： 我們將首先定義信息量的概念，並引入不確定性的度量——熵。信息量的大小與事件發生的概率息息相關，概率越低的事件包含的信息量越大。熵則可以理解為一個隨機變量所包含的平均信息量，它反映瞭該隨機變量的隨機程度。我們將分析離散隨機變量的熵，並進一步推廣到連續隨機變量的熵，介紹微分熵的概念。同時，還將討論聯閤熵、條件熵和互信息的概念，這些概念是理解信息傳輸過程中信息量損失與保留的關鍵。互信息衡量瞭兩個隨機變量之間共享的信息量，是信息論中一個極其重要的度量。 信源編碼： 信源編碼的目標是去除信息中的冗餘，以最少的比特數來錶示信息，從而達到壓縮數據的目的。本部分將深入介紹信源編碼的基本原理和常用方法。 無損信源編碼： 我們將重點討論兩種經典的無損信源編碼方法： 哈夫曼編碼（Huffman Coding）： 介紹哈夫曼編碼的構造原理，如何根據符號齣現的概率構建最優的前綴碼。我們將通過詳細的算例分析，演示如何構建哈夫曼樹，並計算其編碼效率。 算術編碼（Arithmetic Coding）： 講解算術編碼的實現原理，它將整個消息映射到一個小數區間，從而達到更高的編碼效率，尤其在處理概率分布不均衡的信源時錶現齣色。我們將分析算術編碼的編碼和解碼過程。 有損信源編碼： 簡要介紹有損信源編碼的基本思想，即在保證可接受的失真度前提下，進一步壓縮信息。這部分內容將為後續深入學習圖像、語音等信號的壓縮技術打下基礎。 信道與信道容量： 在信息傳輸過程中，信道是信息的載體。不同的信道具有不同的特性，會引入噪聲或失真，導緻信息丟失。本部分將分析信道的數學模型，並引入信道容量的概念。 離散無記憶信道： 介紹最基本的信道模型，如二元對稱信道（BSC）和離散輸入輸齣無記憶信道。我們將分析這些信道的轉移概率矩陣，並計算它們的互信息。 連續信道： 引入高斯信道等連續信道模型，探討在連續信號傳輸中信息量的度量和信道容量的計算。 信道容量（Channel Capacity）： 信道容量是信道能夠可靠傳輸信息的最大速率，是信息論中的一個核心概念，由香農（Shannon）提齣。我們將詳細闡述信道容量的定義，並介紹計算不同信道容量的方法，如高斯信道的信道容量公式。信道容量的存在證明瞭在任何信道中，隻要傳輸速率低於其信道容量，就可以通過編碼技術實現任意低的差錯概率。 第二部分：編碼理論與技術 編碼理論是信息論在通信工程中的直接應用，其核心目標是設計有效的編碼方案，以抵抗信道噪聲，提高通信係統的可靠性。本部分將深入探討各種糾錯編碼的原理、構造和性能分析。 糾錯編碼基礎： 差錯的産生與檢測： 分析信道噪聲導緻的數據差錯類型，如比特翻轉。介紹差錯檢測的基本思想，例如使用奇偶校驗位來檢測單個比特錯誤。 糾錯編碼的基本原理： 講解糾錯編碼如何通過引入冗餘信息來檢測和糾正錯誤。我們將介紹綫性分組碼的基本概念，包括生成矩陣和校驗矩陣，以及它們在編碼和譯碼過程中的作用。 監督者（Syndrome）的概念： 詳細解釋監督者在差錯檢測和定位中的作用，如何利用監督者來確定錯誤發生的位置並進行糾正。 綫性分組碼（Linear Block Codes）： 綫性分組碼是一類重要的糾錯碼，具有良好的代數結構，易於設計和譯碼。 漢明碼（Hamming Codes）： 介紹漢明碼作為一種簡單高效的糾錯碼，能夠糾正單個比特錯誤。我們將詳細講解漢明碼的構造過程，包括校驗位的確定以及其校驗矩陣的結構。 循環碼（Cyclic Codes）： 介紹循環碼的概念，即碼字在循環移位後仍然是碼字。我們將討論循環碼的代數結構，以及如何使用多項式運算來錶示和實現循環碼的編碼和譯碼。 BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）： 介紹BCH碼作為一類多錯糾正碼，能夠糾正多個比特錯誤。我們將討論BCH碼的生成方法和糾錯原理，以及其在實際應用中的優勢。 RS碼（Reed-Solomon Codes）： 講解RS碼作為一類最成功的糾錯碼之一，能夠糾正隨機錯誤和突發錯誤。RS碼工作在符號（而非比特）層麵，在CD、DVD、二維碼、衛星通信等領域有著廣泛的應用。我們將介紹RS碼的基本原理和編碼結構。 捲積碼（Convolutional Codes）： 與分組碼不同，捲積碼的編碼輸齣不僅依賴於當前輸入，還依賴於之前的若乾個輸入。 捲積碼的結構： 介紹捲積碼的編碼器結構，包括移位寄存器和生成多項式。我們將用代數和圖形化的方式來描述捲積碼的編碼過程。 捲積碼的譯碼： 重點介紹維特比算法（Viterbi Algorithm），這是一種高效的動態規劃算法，用於找到最有可能的原始信息序列。我們將詳細分析維特比算法的步驟和計算過程。 捲積碼的性能： 分析捲積碼的性能指標，如最小距離，並討論其在不同信道條件下的糾錯能力。 Turbo碼與LDPC碼（低密度奇偶校驗碼）： Turbo碼： 介紹Turbo碼作為一種近乎香農極限的先進糾錯碼，其強大的糾錯能力使其在3G、4G等移動通信係統中得到廣泛應用。我們將闡述Turbo碼的迭代譯碼原理，即通過多個譯碼器之間的信息交換來逐步逼近最優譯碼。 LDPC碼： 介紹LDPC碼是另一種性能優越的糾錯碼，其譯碼算法相對簡單，且可以通過圖形化的方式錶示其校驗結構。LDPC碼在Wi-Fi、5G等通信標準中也扮演著重要角色。我們將討論LDPC碼的校驗矩陣的稀疏性特點以及其譯碼的基本思想。 第三部分：信息論與編碼在通信工程中的應用 本部分將探討信息論與編碼理論在實際通信係統設計中的重要作用，以及一些前沿的研究方嚮。 通信係統的設計原則： 結閤信息論的信道容量概念，討論如何設計高效率、高可靠性的通信係統。我們將分析信息速率、帶寬、信噪比之間的關係，以及如何權衡這些因素以達到最佳性能。 現代通信係統中的編碼技術： 結閤實際通信標準，如Wi-Fi、4G LTE、5G NR，介紹其中所使用的關鍵編碼技術，如Turbo碼、LDPC碼、極化碼（Polar Codes）等。 信息論與機器學習的交叉： 簡要探討信息論在機器學習中的應用，如特徵選擇、模型評估等，以及機器學習方法在信息論和編碼理論研究中的潛力。 未來發展趨勢： 展望信息論與編碼技術在未來通信技術發展中的作用，如在量子通信、人工智能通信等領域的應用前景。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 1. 理解信息的基本概念，掌握熵、互信息等核心度量。 2. 掌握信源編碼的基本原理，包括哈夫曼編碼和算術編碼，並能進行簡單的信源壓縮設計。 3. 理解信道的模型和信道容量的概念，認識到其在通信係統設計中的理論極限。 4. 掌握綫性分組碼和捲積碼的基本構造與譯碼算法。 5. 理解BCH碼、RS碼、Turbo碼和LDPC碼等先進糾錯碼的原理和優勢。 6. 將信息論和編碼理論的知識應用於實際通信係統的分析與設計。 7. 培養嚴謹的科學思維和解決復雜工程問題的能力。 本書結構清晰，理論與實踐相結閤，配以豐富的例題和習題，旨在幫助讀者深入理解信息論與編碼的精髓，為未來在信息與通信工程領域的研究和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本號稱是高等院校信息與通信工程係列教材的讀物，老實說，我拿到手的時候還是有些期待的。畢竟“信息論與編碼”這個領域，聽起來就充滿瞭高深的理論和嚴謹的邏輯，對於一個想在這個行業裏紮根的人來說，無疑是塊敲門磚。然而，翻開目錄，那種期待感很快就被一種難以言喻的失落感取代瞭。書裏洋洋灑灑列齣的那些章節，每一個標題都像是用一套晦澀的符號係統寫成的，初學者光是理解這些術語的含義，可能就要耗費掉大半精力。更要命的是，很多基礎概念的引入，似乎直接就跳到瞭復雜的數學推導，完全沒有給讀者一個循序漸進的過渡。感覺作者默認瞭讀者已經具備瞭相當的數學背景，仿佛我們不是初學者，而是已經站在山頂上準備攀登更高峰的探險傢。這對於我這種需要從零開始構建知識體係的人來說，簡直是災難性的。閱讀體驗就像是直接被扔進一片知識的汪洋大海，沒有救生圈，沒有清晰的航綫圖，隻能靠自己拼命撲騰，期望能僥幸摸到一塊浮木。那種強烈的挫敗感，讓我一度懷疑自己是不是根本不適閤接觸這門學科。

評分☆☆☆☆☆

作為一本專業教材，我對它的期望是它能提供清晰、係統的知識架構，並且能夠用最恰當的方式將復雜的概念可視化。然而，這本書在這方麵做得實在是差強人意。圖錶的使用非常稀疏，即便是用瞭圖錶，也大多是那種教科書式的、缺乏直觀解釋的示意圖。比如，在講解信道容量的推導過程時，書中隻是機械地羅列瞭一堆公式，中間的邏輯跳躍之大，讓人看得雲裏霧裏。我花瞭好大力氣，不得不去翻閱網絡上其他資源，比如視頻講解或者其他版本的教材，纔勉強把那個核心概念給捋順。這讓我不禁要問，既然是為高等院校設計的教材，為何不能多花點心思在教學設計上？教材的核心價值難道不就在於將“難懂”的東西“變懂”嗎？這本書似乎完全背棄瞭教育的本質，更像是一份精心整理但缺乏溫度的理論文檔集。它似乎更適閤已經瞭然於胸的專傢用來查閱，而不是用來傳授知識。

評分☆☆☆☆☆

從排版和印刷質量上看，這本書的“高等院校教材”的身份也顯得有些名不副實。紙張的質感比較粗糙，油墨的清晰度也欠佳，長時間閱讀下來，眼睛非常容易疲勞。更彆提其中穿插的一些公式，有時候因為排版問題，上下標的界限就變得模糊不清，這在信息論這種對符號精度要求極高的學科中，簡直是緻命的錯誤。我不得不經常停下來，眯著眼睛去辨認一個下標是 $i$ 還是 $j$，或者某個希臘字母究竟是 $eta$ 還是 $ u$。這種低劣的製作工藝，不僅影響瞭閱讀的流暢性，更在潛移默化中降低瞭對知識本身的尊重感。仿佛齣版方隻是隨便找瞭個文本處理軟件導齣瞭內容，然後就匆匆付梓瞭事，完全沒有體現齣作為國傢級教材應有的專業水準和對讀者的誠意。這樣的實體書，實在是很難讓人沉下心來，進行那種需要高度專注力的深度學習。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，我對於《信息論與編碼》這本書的體驗，是充滿矛盾和失望的。它擁有一個極具潛力的主題，但呈現方式卻像是未經雕琢的原礦石，價值被埋藏在瞭層層疊疊的晦澀和不友好的設計之下。我承認，書中所涵蓋的知識點本身是嚴謹且重要的，但這套嚴謹性是以犧牲可讀性和可教性為代價的。它更像是某個資深研究人員的個人筆記匯編，而非一套精心為下一代工程師精心打磨的教育産品。如果有人隻是想快速掌握信息論和編碼的核心概念，我更建議他們去尋找那些以“應用”或“直觀解釋”為導嚮的替代讀物。這本書，更像是一道高聳的學術壁壘，考驗的不是學習者的智力，而是他們的毅力和對符號的耐受力。它成功地讓我認識到瞭這個領域的復雜性，但也差點讓我徹底放棄瞭深入探索的念頭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計也是一個讓人頗為頭疼的問題。通常情況下，教材的習題是檢驗學習成果、鞏固理解的最佳途徑。然而，這裏的習題要麼是過於簡單，僅僅是公式的套用，無法考察深層理解；要麼就是難度陡增，需要結閤跨章節的知識點進行復雜的綜閤運用，而且很多題目甚至沒有給齣詳細的解題步驟或答案提示。這使得我們在獨立學習時，一旦遇到卡殼的題目，就完全失去瞭自我修正和提升的機會。你知道自己哪裏錯瞭，但就是不知道正確的思路是什麼，那種“知道自己不知道”的焦慮感會不斷纍積。一本好的教材，應該像一個耐心的導師，在你嘗試犯錯後，能溫柔地指齣問題所在，並引導你走嚮正確的方嚮。這本書給我的感覺，更像是一個冷漠的裁判，隻是亮齣瞭分數，卻不解釋判罰的依據，這對於培養學生的獨立解決問題的能力，簡直是南轅北轍。