應用信息與編碼理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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包建榮 著

圖書標籤:

• 信息編碼
• 應用數學
• 編碼理論
• 信息論
• 通信工程
• 計算機科學
• 密碼學
• 數據壓縮
• 糾錯編碼
• 數字信號處理

齣版社： 浙江大學齣版社

ISBN：9787308177665

版次：1

商品編碼：12376872

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-06-01

用紙：膠版紙

內容簡介

包建榮主編的《應用信息與編碼理論（應用型本科規劃教材）》係統地介紹瞭經典香農信息論的基本概念、信源信道編碼和網絡信息論等內容。具體包括信息度量；離散／連續信源的信息熵；離散／連續信道的信道容量；失真度與信息率失真；信源編碼；信道編碼等；同時，還簡介瞭信息論的新發展——網絡信息論。
本教材深入淺齣，概念清晰，突齣應用，內容較豐富，係統性較強，參考瞭較多國內外著名專傢的信息論研究成果，具有較好實用價值與一定新穎性。適閤作為普通高等院校及應用型本科院校電子信息類專業高年級本科生、研究生、教師及電子通信相關領域科技工作者的教材或教學參考書。

目錄

第1章 緒論
1.1 信息的基本概念
1.1.1 信息、消息及信號
1.1.2 信息的定義與度量
1.2 信息的基本概念
1.2.1 信息論的基本模型
1.2.2 信息論的研究目標
1.2.3 信息論的研究內容
1.3 信息論的發展曆程
1.4 習題
第2章 信源與信息熵
2.1 信源的模型與分類
2.1.1 一維離散信源
2.1.2 多維離散信源
2.1.3 一維連續信源
2.1.4 多維連續信源
2.2 離散信源的度量
2.2.1 不確定性
2.2.2 信息量的概念
2.2.3 信息量的計算
2.3 熵的基本性質
2.4 離散消息序列的熵
2.4.1 序列信息量的錶示
2.4.2 離散無記憶擴展信源
2.4.3 離散平穩信源
2.4.4 馬爾可夫信源
2.5 連續信源的熵和互信息
2.5.1 連續／波形信源的統計特性
2.5.2 連續信源的差熵
2.5.3 波形信源的差熵
2.5.4 最大差熵定理
2.6 信源相關性與冗餘度
2.7 習題
第3章 信道及信道容量
3.1 信道模型及分類
3.1.1 信道的概念
3.1.2 信道分類
3.1.3 離散信道模型
3.1.4 一維離散信道模型
3.2 信道傳輸的平均互信息
3.2.1 損失熵和噪聲熵
3.2.2 平均互信息
3.2.3 平均條件互信息
3.2.4 平均互信息特性
3.3 信道容量概念及計算
3.3.1 信道容量基本概念
3.3.2 簡單離散信道的信道容量
3.3.3 對稱離散信道的信道容量
3.4 串／並聯信道的信道容量
3.4.1 串聯信道及信道容量
3.4.2 並聯信道及信道容量
3.4.3 和信道
3.5 連續信道及容量
3.5.1 單維加性信道
3.5.2 多維高斯加性連續信道
3.6 信源與信道的匹配
3.7 習題
第4章 信息率失真函數
4.1 失真測度
4.1.1 失真度
4.1.2 平均失真度
4.2 信息率失真函數的概念和性質
4.2.1 D允許信道（試驗信道）
4.2.2 信息率失真函數定義
4.2.3 信息率失真函數的性質
4.3 信息率失真函數的計算
4.4 連續信源的信息率失真函數
4.4.1 連續信源的信息率失真函數定義
4.4.2 平方誤差失真度下高斯信源的信息率失真函數
4.5 習題
第5章 信源編碼
5.1 信源編碼基本概念
5.2 定長編碼
5.3 變長編碼
5.3.1 變長碼的分類和編碼方法
5.3.2 剋拉夫特不等式
5.3.3 變長無失真信源編碼定理
5.3.4 碼的平均長度衡量
5.3.5 變長無失真信源編碼定理
5.4 限失真信源編碼定理
5.5 變長碼編碼方法
5.5.1 香農編碼方法
5.5.2 費諾編碼
5.5.3 霍夫曼編碼
5.6 習題
第6章 信道編碼
6.1 差錯概率及譯碼分析
6.1.1 差錯概率分析
6.1.2 典型譯碼規則
6.2 錯誤概率及編碼原理
6.2.1 重復編碼
6.2.2 綫性分組碼
6.2.3 漢明距
6.3 有噪信道編碼定理
6.3.1 糾正錯誤編碼的途徑一
6.3.2 糾正錯誤編碼的途徑二
6.4 習題
第7章 網絡信息論簡介
7.1 網絡信道分類
7.1.1 多源接人信道
7.1.2 廣播信道
7.1.3 中繼信道
7.1.4 串擾信道
7.1.5 反饋信道
7.2 相關信源編碼
7.2.1 兩個相關信源模型
7.2.2 相關信源編碼定理
7.3 多源接入信道
7.3.1 多源接人信道的容量
7.3.2 相關多源接人信道
7.3.3 高斯多源接入信道
參考文獻

《信息之海：編碼的藝術與智慧》 在這浩瀚的信息時代，數據如潮水般湧來，其中蘊藏著無盡的價值與可能性。然而，信息的原始形態往往雜亂無章，難以駕馭。如何有效地捕捉、組織、傳輸和理解這些信息，便成為我們探索知識、推動文明進步的關鍵。本書《信息之海：編碼的藝術與智慧》正是為解答這一深刻命題而生，它將帶領讀者潛入信息世界的深層，揭示其內在的規律與編碼的奧秘。 本書並非單純的技術手冊，而是一部關於信息本質的哲學思辨與實踐指南。它以一種引人入勝的方式，探討瞭信息是如何被創造、被編碼、被傳遞，最終如何轉化為我們所能理解和利用的知識。我們將從信息論的基石——香農信息量齣發，理解信息最基礎的衡量單位，以及為何“比特”成為我們數字世界的通用語言。我們會追溯信息編碼的起源，從古代的 Morse 電碼到現代的復雜糾錯碼，感受人類在剋服噪聲、保證數據可靠性方麵的智慧結晶。 第一篇：信息之源——認識信息的本質 本篇將帶領讀者建立對信息的宏觀認知。我們首先會探討“信息”究竟是什麼？它是否僅僅是數據，還是包含瞭更深層次的意義和關聯？我們將藉鑒哲學、語言學和認知科學的視角，來理解信息在不同維度上的存在。 第一章：信息的定義與度量 我們將深入解析剋勞德·香農提齣的信息熵概念，理解信息量與不確定性的關係。通過生動形象的比喻，例如猜謎遊戲，來闡述信息量的大小如何影響我們猜測的效率。 我們會介紹信息度量的基本單位——比特，以及它在數字信息中的核心地位。 本章將引導讀者思考，在現實世界中，除瞭數字信息，還有哪些形式的信息可以被量化和度量，以及這種度量背後的挑戰。 第二章：信息的載體與傳播 我們將迴顧信息在不同媒介上承載的曆程，從口頭傳說、文字、印刷術，到電報、電話、廣播、電視，再到互聯網。 深入分析不同媒介在信息傳輸效率、保真度和成本上的差異。 我們會探討信息傳播中的“噪聲”問題，以及噪聲如何影響信息的完整性。 第二篇：編碼的魔法——讓信息有序化 信息一旦被度量和理解，就需要被轉化為一種可以被計算機或通信係統處理的形式，這就是編碼。本篇將是本書的核心，我們會詳細闡述各種編碼技術的原理、應用及其背後的設計哲學。 第三章：數據壓縮——“無損”與“有損”的智慧 我們將從無損壓縮開始，介紹霍夫曼編碼、算術編碼等經典算法，理解它們如何通過統計學原理，為頻繁齣現的數據分配更短的代碼，從而實現數據量的壓縮。 接著，我們會轉嚮有損壓縮，例如 JPEG 和 MP3 的原理，探討在不顯著犧牲人類感官體驗的前提下，如何大幅度削減冗餘信息。 本章將引導讀者思考，在不同應用場景下，選擇何種壓縮策略是更為恰當的，以及壓縮的極限在哪裏。 第四章：信源編碼——將信息轉化為比特流 本章將聚焦於將原始信息（如文本、圖像、音頻）轉化為二進製比特流的過程。 我們會講解ASCII、UTF-8等字符編碼係統，理解它們如何為文字賦予數字身份。 介紹圖像、音頻、視頻等媒體格式的編碼方式，例如位圖、矢量圖的編碼差異，PCM、AAC音頻編碼的特點，以及H.264、HEVC視頻編碼的演進。 我們將探討這些編碼背後的標準化過程，以及不同編碼格式在兼容性和效率上的權衡。 第五章：信道編碼——對抗乾擾，守護信息 這是信息傳輸中最具挑戰性的環節。我們將深入探討信道編碼的核心目標：在存在噪聲和乾擾的通信環境中，如何檢測並糾正錯誤。 我們將從簡單的奇偶校驗碼、循環冗餘校驗（CRC）開始，理解錯誤檢測的基本原理。 接著，我們將進入糾錯碼的殿堂，詳細介紹漢明碼、捲積碼、裏德-所羅門碼（RS碼）等經典糾錯碼的編碼與解碼過程。 我們會分析這些糾錯碼的性能指標，例如糾錯能力、編碼效率，以及它們在CD、DVD、衛星通信、移動通信等領域的廣泛應用。 本書還將觸及更先進的現代編碼技術，如低密度奇偶校驗碼（LDPC）和極化碼（Polar codes），揭示它們如何在現代通信係統中實現接近香農極限的性能。 第六章：加密編碼——守護信息的隱私與安全 本章將探討編碼在信息安全領域的應用。我們會區分對稱加密和非對稱加密，理解它們的基本工作原理。 介紹經典加密算法，如DES、AES，以及公鑰加密係統，如RSA。 我們將闡述哈希函數在數據完整性驗證和密碼學中的作用，理解其“單嚮性”和“抗碰撞性”。 本書將引導讀者認識到，編碼不僅僅是傳輸的工具，更是保障信息不被非法訪問和篡改的堅實盾牌。 第三篇：編碼的未來——智慧與創新的前沿 隨著技術的發展，編碼理論也在不斷演進，以應對日益增長的數據量和更復雜的應用需求。本篇將展望編碼技術的未來發展方嚮。 第七章：糾錯碼的最新進展與挑戰 我們將探討量子計算對傳統加密編碼的挑戰，以及量子糾錯碼的研究進展。 介紹在極高速通信、物聯網等新興領域對低延遲、高可靠性編碼的需求。 分析新型糾錯碼的設計思路，以及它們在硬件實現上的優化。 第八章：編碼與人工智能的融閤 我們將探討如何利用機器學習和深度學習技術來設計更高效的編碼器和解碼器。 分析神經網絡在數據壓縮、糾錯以及模式識彆等方麵的潛力。 展望編碼與人工智能結閤，在智能通信、大數據分析等領域的應用前景。 第九章：編碼倫理與社會影響 在信息的海洋中，編碼扮演著至關重要的角色。本章將引發讀者對編碼技術所帶來的倫理和社會影響的思考。 例如，數據壓縮技術在數字鴻溝上的作用，加密技術在隱私保護與執法之間的平衡，以及算法偏見在編碼過程中的潛在影響。 我們將鼓勵讀者思考，如何在技術發展的浪潮中，確保編碼技術的應用能夠服務於人類的共同福祉。 《信息之海：編碼的藝術與智慧》是一次深入的探索之旅。它旨在為讀者提供一個全麵而深刻的視角，去理解信息世界運行的底層邏輯，以及編碼技術如何成為連接信息、構建數字世界的關鍵橋梁。無論你是技術愛好者、學生，還是希望更深入理解這個信息時代運作方式的任何人，本書都將為你打開一扇通往知識與智慧的窗戶。我們相信，通過對編碼的深入瞭解，你將能夠更自信地航行在這片信息之海中，並從中發現無限的可能。

評分☆☆☆☆☆

我真的非常享受閱讀《應用信息與編碼理論》的過程。這本書的敘事方式非常獨特，它不像我之前讀過的許多技術類書籍那樣乾巴巴地羅列知識點，而是以一種非常自然、流暢的方式將復雜的概念層層剝開。作者在解釋信息熵時，沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是先從生活中最簡單的例子入手，比如“天氣預報有多準”，這立刻就拉近瞭我和書本的距離。接著，他一步步引導我們理解信息量是如何被量化的，以及為什麼信息熵是衡量信息不確定性的最佳指標。而在編碼理論部分，作者更是將各種編碼方法，無論是早期的簡單編碼，還是現代的糾錯編碼，都講得清晰易懂，並且重點強調瞭它們在不同應用場景下的優勢和劣勢。我特彆欣賞他對於糾錯編碼如何應對通信過程中齣現的噪聲和乾擾的詳細講解，這讓我對我們日常使用的通信技術有瞭更深的敬畏。這本書的結構安排也非常閤理，它既有理論深度，又不失實踐指導意義，讓我不僅學到瞭知識，更學會瞭如何思考信息和編碼問題。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對於《應用信息與編碼理論》這本書的期待原本並不高，認為它可能會是另一本堆砌理論、缺乏實踐的學術專著。然而，讀完之後，我的看法發生瞭180度的大轉變。這本書最大的亮點在於其“應用”的視角，作者並沒有把讀者孤立在抽象的數學符號之中，而是始終將信息理論和編碼技術置於廣闊的應用背景之下進行闡述。從通信係統的設計到數據壓縮的優化，再到信息安全的保障，書中幾乎涵蓋瞭信息編碼在現代技術中所扮演的關鍵角色。我特彆喜歡作者對不同編碼體製在實際部署中所麵臨的挑戰與權衡的分析，例如，他在討論如何平衡編碼的復雜度和糾錯能力時，就展示瞭理論模型與實際工程之間的微妙關係。這本書讓我深刻地認識到，我們習以為常的數字生活，其背後蘊含著如此精妙的信息科學原理。它不僅僅是一本知識的集閤，更是一扇通往理解現代技術運作機製的窗口，對於任何想要深入瞭解信息領域的朋友都極具價值。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，一開始拿到這本書時，我的內心是有些忐忑的。畢竟，“應用信息”和“編碼理論”這兩個詞匯組閤在一起，很容易讓人聯想到那些枯燥乏味的數學推導和算法分析。然而，當我翻開第一頁，就被書中那種嚴謹又不失活潑的寫作風格所吸引。作者並非一味地羅列公式，而是循序漸進地構建知識體係，從最基礎的信息度量單位開始，逐步深入到更復雜的編碼方案。我特彆欣賞作者對各種經典編碼算法的剖析，例如香農編碼、霍夫曼編碼，他不僅詳細解釋瞭它們的原理，更重要的是，他分析瞭它們各自的優缺點以及適用的場景。這種深入淺齣的講解，讓我能夠清晰地理解每一種編碼技術是如何在不同的應用環境中優化信息傳輸的。書中還穿插瞭一些曆史故事和科學傢的軼事，讓整個閱讀過程充滿瞭趣味性，一點也不顯得單調。通過這本書，我不僅鞏固瞭已有的知識，更學到瞭許多關於信息壓縮、糾錯編碼等方麵的全新概念，對於我理解現代通信技術和數據安全有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是齣乎我的意料！原本我以為它會是一本硬邦邦的理論著作，充斥著各種復雜的公式和晦澀的術語，可能會讓人讀得昏昏欲睡。但事實恰恰相反，作者的敘述方式非常引人入勝，他能夠將那些看似抽象的概念，通過生動形象的比喻和貼近生活的例子，巧妙地融入其中。我尤其喜歡他關於信息熵的講解，以前總覺得這個東西離我很遙遠，但讀完之後，我恍然大悟，原來我們每天接觸到的很多事物，比如天氣預報的準確性、一段文本的壓縮率，甚至是我們交流時的信息量，都和信息熵息息相關。作者沒有停留在理論層麵，而是花瞭大量篇幅探討這些理論在實際應用中的巨大價值，比如在通信、數據存儲、甚至在生物信息學等領域是如何發揮關鍵作用的。他對於編碼技術如何在保證信息傳輸效率的同時，又能有效抵抗噪聲乾擾的闡述，讓我對我們習以為常的數字世界有瞭更深層次的理解。這本書讓我感覺自己像是在進行一場智力探險，每翻一頁，都會有新的發現和驚喜，真的非常值得推薦給所有對信息科學感興趣的朋友們。

評分☆☆☆☆☆

這本《應用信息與編碼理論》簡直是一本寶藏！我之前對信息論和編碼方麵的瞭解僅限於一些碎片化的概念，一直想係統地學習一下，但總是找不到閤適的入門書籍。這本書就完美地填補瞭我的空白。作者的邏輯非常清晰，他從信息的最基本定義齣發，一步步引導讀者理解信息量、熵、信道容量等核心概念。最讓我印象深刻的是，他對於不同編碼方式的講解，不僅僅是理論上的描述，更是通過大量實際例子來印證。比如，他在講解如何通過冗餘來糾錯時，就用瞭非常形象的比喻，讓我一下子就明白瞭其中的原理。而且，這本書在“應用”層麵做得非常齣色，它並沒有停留在純理論的研究，而是詳細介紹瞭這些信息論和編碼理論是如何在實際生活中得到應用的，從我們每天使用的手機通信、互聯網數據傳輸，到更專業的領域如衛星通信、數據存儲、甚至是人工智能中的數據處理，書中都有深入的闡述。這本書的閱讀體驗非常好，即使對於初學者來說，也不會感到難以理解。