信息論與編碼理論/普通高等學校信息與計算機科學專業係列叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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辛小龍，王偉，付玉龍 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼理論
• 通信原理
• 信息與計算機科學
• 高等教育
• 教材
• 理論基礎
• 數字通信
• 信源編碼
• 信道編碼

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040412109

商品編碼：29692473345

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/普通高等學校信息與計算機科學專業係列叢書

：17.00元

售價：11.6元,便宜5.4元,摺扣68

作者:辛小龍,王偉,付玉龍

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2014-11-01

ISBN：9787040412109

字數：

頁碼：152

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《信息論與編碼理論/普通高等學校信息與計算機科學專業係列叢書》從信息科學的基本概念和基本方法入手，係統而又全麵地介紹瞭信息論和編碼理論的基本概念和理論，淺顯易懂，簡明易教。
　　《信息論與編碼理論/普通高等學校信息與計算機科學專業係列叢書》全書共九章，內容包括緒論、離散信源及其信息度量、無失真信源編碼、離散信道及其信道編碼定理、限失真信源編碼和率失真函數、連續信源的信息度量、綫性碼、循環碼以及密碼學基礎。除章外各章後還附有習題。
　　《信息論與編碼理論/普通高等學校信息與計算機科學專業係列叢書》可作為信息與計算科學、數學與應用數學、統計學、計算機科學、通信工程等專業的本科教材，也可作為相關專業研究牛的學習參考書，還可供有關工程技術人員參考。

目錄

章 緒論
1.1 序言
1.2 香農文章的序言

第二章 離散信源及其信息度量
2.1 自信息
2.2 熵、聯閤熵、條件熵
2.3 相對熵和互信息
2.4 信息量的一些基本性質
習題二

第三章 無失真信源編碼
3.1 隨機過程及其信息度量
3.2 漸進等分性質
3.3 信源編碼定理
3.4 等長碼與變長碼
3.5 哈夫曼碼
3.6 香農一法諾碼
習題三

第四章 離散信道及其信道編碼定理
4.1 離散無記憶信道和信道容量
4.2 信道容量的計算
4.3 信道編碼定理
習題四

第五章 限失真信源編碼和率失真函數
5.1 限失真信源編碼模型和率失真函數
5.2 率失真函數的計算
5.3 限失真信源編碼定理
習題五

第六章 連續信源的信息度量
6.1 可微熵
6.2 連續隨機變量的相對熵和互信息
6.3 連續信源的率失真函數
6.4 高斯信道
習題六

第七章 綫性碼
7.1 生成矩陣和一緻校驗矩陣
7.2 q元對稱信道的伴隨式譯碼法
7.3 漢明幾何碼的糾錯能力
7.4 一般q元信道的伴隨式譯碼方法
7.5 重量算子和MacWilliams恒等式
習題七

第八章 循環碼
8.1 循環碼的基本概念
8.2 循環漢明碼
8.3 糾正突發錯誤
8.4 BCH碼
8.5 戈雷碼
習題八

第九章 密碼學基礎
9.1 密碼學基本概念
9.2 密碼體製分類
9.3 古典密碼
9.4 雙鑰密碼體製
9.5 RSA公鑰密碼
習題九

參考文獻

作者介紹

文摘

序言

章 緒論
1.1 序言
1.2 香農文章的序言

第二章 離散信源及其信息度量
2.1 自信息
2.2 熵、聯閤熵、條件熵
2.3 相對熵和互信息
2.4 信息量的一些基本性質
習題二

第三章 無失真信源編碼
3.1 隨機過程及其信息度量
3.2 漸進等分性質
3.3 信源編碼定理
3.4 等長碼與變長碼
3.5 哈夫曼碼
3.6 香農一法諾碼
習題三

第四章 離散信道及其信道編碼定理
4.1 離散無記憶信道和信道容量
4.2 信道容量的計算
4.3 信道編碼定理
習題四

第五章 限失真信源編碼和率失真函數
5.1 限失真信源編碼模型和率失真函數
5.2 率失真函數的計算
5.3 限失真信源編碼定理
習題五

第六章 連續信源的信息度量
6.1 可微熵
6.2 連續隨機變量的相對熵和互信息
6.3 連續信源的率失真函數
6.4 高斯信道
習題六

第七章 綫性碼
7.1 生成矩陣和一緻校驗矩陣
7.2 q元對稱信道的伴隨式譯碼法
7.3 漢明幾何碼的糾錯能力
7.4 一般q元信道的伴隨式譯碼方法
7.5 重量算子和MacWilliams恒等式
習題七

第八章 循環碼
8.1 循環碼的基本概念
8.2 循環漢明碼
8.3 糾正突發錯誤
8.4 BCH碼
8.5 戈雷碼
習題八

第九章 密碼學基礎
9.1 密碼學基本概念
9.2 密碼體製分類
9.3 古典密碼
9.4 雙鑰密碼體製
9.5 RSA公鑰密碼
習題九

參考文獻

深入探索信息之海：通信、計算與存儲的基石 本書籍旨在揭示信息傳輸、處理與存儲的底層原理，為讀者構建一個堅實的理論框架，以理解現代通信係統、數據壓縮、糾錯編碼以及信息安全等前沿技術的核心。我們將從信息論的奠基性概念齣發，逐步深入到編碼理論的精妙設計，展現它們在信息爆炸時代的重要價值。 第一篇：信息論——量化信息，理解本質 信息論，由香農（Claude Shannon）開創，提供瞭一種對信息進行數學度量的通用語言。它不僅僅是通信理論的數學工具，更是理解任何涉及不確定性、隨機性和數據傳輸領域的哲學基石。 第一章：信息的度量——熵的奧秘 本章將引入信息論的核心概念——熵（Entropy）。我們將解釋熵如何量化一個隨機變量所包含的不確定性。從最簡單的二元信源（如拋硬幣）齣發，逐步推廣到離散多狀態信源，理解其概率分布與熵值之間的緊密聯係。我們將通過生動的例子，如語言的統計特性、隨機序列的復雜度等，來形象地闡釋熵的含義。讀者將學習如何計算不同概率分布下的信源熵，並理解當概率分布越均勻時，信息量越大，熵值也越高。 第二章：信息傳輸——信道的容量極限 本章將探討信息如何在信道中傳輸，以及信道能夠傳輸的最大信息速率。我們將介紹離散無記憶信道（Discrete Memoryless Channel, DMC）的模型，以及其關鍵參數——互信息（Mutual Information）。互信息衡量瞭輸入信息對輸齣信息的影響程度，即信道傳輸的有效信息量。我們將深入理解聯閤熵、條件熵、邊緣熵之間的關係，並推導齣互信息的計算公式。 第三章：信道容量——香農-哈特利定理的啓示 這是信息論中最具革命性的定理之一。本章將詳細闡述香農-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），它給齣瞭一個加性高斯白噪聲（Additive White Gaussian Noise, AWGN）信道的最大容量。我們將探討信道容量與信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）、帶寬（Bandwidth）之間的關係。理解這個定理，意味著理解瞭在理想情況下，特定信道能夠可靠傳輸數據的理論上限，這對於設計高效通信係統至關重要。我們將分析當信噪比很高或很低時，信道容量的變化趨勢，並解釋其物理意義。 第四章：數據壓縮——無損與有損的智慧 信息論的另一個核心應用是數據壓縮，即用最少的比特數來錶示信息。本章將區分無損壓縮（Lossless Compression）和有損壓縮（Lossy Compression）。 無損壓縮： 我們將介紹基於統計模型的無損壓縮方法，如霍夫曼編碼（Huffman Coding）和算術編碼（Arithmetic Coding）。讀者將學習如何利用信源的概率分布來構建最優前綴碼，以實現理論上的最小平均碼長。我們將通過實例演示編碼和解碼過程，並分析這些編碼方法的優缺點。 有損壓縮： 對於圖像、音頻和視頻等信號，有損壓縮是實現高壓縮比的關鍵。本章將介紹其基本思想，即去除人眼和人耳難以察覺的信息。雖然詳細的算法超齣瞭本書的範疇，但我們將探討其背後的信息論原理，如感知模型的作用，以及如何權衡壓縮率與失真度。 第二篇：編碼理論——對抗噪聲，保障可靠 編碼理論是信息論的實踐延伸，它研究如何設計編碼方案，在存在噪聲乾擾的信道中可靠地傳輸信息。本篇將深入探討糾錯編碼（Error-Correcting Codes）的奧秘，它們是現代通信和數據存儲係統的生命綫。 第五章：糾錯編碼的基礎——冗餘的智慧 本章將引入糾錯編碼的基本概念。我們將解釋為什麼需要冗餘（Redundancy）來檢測和糾正錯誤。讀者將瞭解碼字（Codeword）、碼率（Code Rate）、最小距離（Minimum Distance）等關鍵術語。我們將以簡單的重復碼（Repetition Code）和奇偶校驗碼（Parity Check Code）為例，直觀地展示糾錯碼的工作原理。 第六章：綫性分組碼——結構與效率的結閤 綫性分組碼（Linear Block Codes）是一類重要的編碼。本章將深入研究其代數結構。我們將介紹生成矩陣（Generator Matrix）和校驗矩陣（Parity Check Matrix）的概念，以及如何利用它們來生成和解碼碼字。重點介紹兩種經典的綫性分組碼： 漢明碼（Hamming Codes）： 學習其構造方法和糾錯能力，理解其在短碼長度下的高效性。 BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和RS碼（Reed-Solomon Codes）： 介紹這些能夠糾正多位錯誤（Burst Errors）的強大綫性分組碼，理解它們在CD/DVD、衛星通信和二維碼等領域的廣泛應用。我們將探討它們的代數構造和解碼算法的基本思想。 第七章：捲積碼——序列的優雅 與分組碼不同，捲積碼（Convolutional Codes）的編碼操作依賴於信息的曆史狀態。本章將介紹捲積編碼器的結構，如移位寄存器和異或門。我們將深入探討捲積碼的編碼和解碼方法，重點介紹經典的維特比算法（Viterbi Algorithm）。維特比算法是一種高效的最大似然（Maximum Likelihood, ML）解碼算法，能夠找到最可能發送的原始信息序列。我們將分析捲積碼在語音通信和移動通信中的應用。 第八章：現代編碼技術——Turbo碼與LDPC碼的革新 在追求更高的編碼效率和更低的錯誤概率的道路上，Turbo碼（Turbo Codes）和低密度奇偶校驗碼（Low-Density Parity-Check Codes, LDPC Codes）是裏程碑式的成就。本章將介紹這些現代高性能編碼的基本思想： Turbo碼： 探討其基於迭代（Iterative）解碼的並行級聯結構，以及如何通過多次信息交換來逼近信道容量的極限。 LDPC碼： 闡述其稀疏校驗矩陣的特點，以及基於信念傳播（Belief Propagation）的迭代解碼算法。我們將解釋LDPC碼如何通過巧妙的結構設計，實現接近香農限的性能。 第九章：編碼理論的應用——通信、存儲與安全 本章將迴顧編碼理論在各個領域的實際應用，加深讀者對理論知識的理解： 通信係統： 從衛星通信、無綫通信到光縴通信，糾錯編碼是如何確保信號的可靠傳輸，抵禦各種噪聲和乾擾。 數據存儲： 硬盤驅動器、固態硬盤（SSD）、光盤等存儲介質，如何利用編碼技術來糾正讀寫過程中産生的錯誤，保證數據的完整性。 信息安全： 盡管不是加密學的核心，但糾錯碼在某些安全應用中也扮演著重要角色，例如在數字水印和可恢復的加密方案中。 未來趨勢： 簡要展望未來編碼技術的發展方嚮，如極化碼（Polar Codes）在5G通信中的應用，以及量子糾錯碼的前沿研究。 學習本書，你將獲得： 嚴謹的數學基礎： 掌握信息論和編碼理論中的核心數學工具和概念。 深刻的理論洞察： 理解信息傳輸的本質，以及如何剋服信道限製。 豐富的工程視野： 瞭解現代通信、計算和存儲技術背後的核心原理。 解決實際問題的能力： 為設計和分析信息係統提供堅實的理論指導。 本書適閤信息與計算機科學專業的本科生、研究生，以及對信息科學有濃厚興趣的工程師和研究人員。通過係統的學習，讀者將能夠更加深入地理解數字世界的運行規律，並在信息技術領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人印象深刻，它不僅僅是一本入門讀物，更像是一本可以放在案頭隨時查閱的參考手冊。我尤其欣賞作者在涉及前沿研究方嚮時的謹慎態度。雖然全書的主體集中在經典的信息論和綫性分組碼、捲積碼等成熟技術上，但在涉及到現代的低密度奇偶校驗碼（LDPC）或者麵嚮未來的網絡編碼時，作者也提供瞭足夠的背景介紹和理論引子，確保讀者能夠跟上當前領域的發展脈搏。這種“立足經典，展望未來”的姿態，讓這本書的價值超越瞭單純的教學用途。對我而言，它提供瞭一個堅實的理論框架，讓我在接觸到新的研究論文時，能迅速定位其創新點和所依賴的基礎理論，避免瞭盲目摸索的睏境。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的《信息論與編碼理論》讀下來，確實感覺像是上瞭一堂紮實的專業課，但它並不僅僅滿足於教科書的範疇。作者在開篇部分對香農的奠基性工作梳理得極為清晰，尤其是對熵、互信息這些核心概念的闡釋，簡直是教科書級彆的典範。我印象特彆深的是，他沒有停留在純粹的數學推導上，而是大量穿插瞭實際的工程應用背景，比如早期的電報係統和後來的數字通信基礎是如何被信息論的原理所塑造的。書的後半部分轉嚮編碼理論，對於捲積碼和 Viterbi 算法的講解，那種層層遞進的邏輯感讓人欲罷不能。我尤其欣賞作者在描述信道容量時，那種“撥開迷霧見本質”的敘述方式，讓那些原本抽象的公式突然間有瞭物理意義。讀完這一部分，我感覺自己對數字信道中的“噪聲”有瞭更深層次的敬畏和理解，明白瞭為什麼在今天的移動通信中，編碼和調製是如此密不可分的核心技術。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀體驗上，這本書的排版和圖示是它的一大加分項。很多涉及到矩陣運算和狀態轉移圖的部分，如果圖示不夠清晰，很容易讓人在腦海中産生混亂的圖像。但很明顯，編者在製作插圖時下瞭大功夫，每一個關鍵的編碼流程圖、每一個信道模型的示意圖，都設計得極其精準，能夠瞬間將復雜的概念可視化。這對於我這種偏嚮視覺學習的讀者來說，是至關重要的幫助。相比於其他側重於公式推導的書籍，這本書通過大量精心製作的圖錶，極大地降低瞭初學者理解像譯碼流程或者信道模型這種復雜係統的門檻。讀完之後，我感覺自己不僅掌握瞭理論知識，更重要的是，腦海中形成瞭一套清晰的、可被圖形化的信息處理係統模型。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計非常巧妙，它不像我之前看過的某些教材那樣，把所有內容堆砌在一起，而是像搭積木一樣，將信息論和編碼理論兩個大闆塊有機地結閤起來。信息論部分奠定瞭理論基石——“我們能傳輸多少信息”，而編碼理論部分則提供瞭實現這一目標的工具——“我們該如何設計編碼方案”。我個人最喜歡的是它在討論信道編碼時的那種“迭代優化”的思想。作者沒有僅僅羅列各種編碼方案的性能指標，而是深入挖掘瞭它們背後的代數結構和糾錯能力。特彆是對於有限域和多項式運算的介紹，雖然一開始有些枯燥，但一旦理解瞭它們在構建循環碼或BCH碼中的作用，整個編碼世界就豁然開朗瞭。這本書成功地將抽象的數學工具，轉化為瞭解決實際通信難題的利器，這一點非常值得稱贊。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書時，我本來有點擔心內容會過於艱澀，畢竟“信息論”聽起來就很高深莫測。但齣乎意料的是，作者的敘事節奏掌握得非常好。他在介紹完基礎的概率論和統計學背景後，並沒有立刻跳入復雜的證明，而是先用大量的例子來建立直觀感受。比如，在講解信源編碼時，那種通過“最優前綴碼”來逼近理論極限的構建過程，讀起來就像在解一個精妙的謎題。我發現這本書的妙處在於，它平衡瞭理論的嚴謹性與教學的易理解性。它沒有像某些硬核教材那樣，把所有東西都抽象化成字母和希臘符號，而是努力將每一個定理都和實際的數據壓縮或傳輸效率掛鈎。這種“理論指導實踐”的寫作風格，讓我在學習那些復雜的信道編碼技術，比如TURBO碼或LDPC碼的原理時，心裏更有底氣，知道這些復雜的結構究竟是為瞭解決什麼根本問題而存在的。