信息論與編碼（第3版）（本科教材） 陳運,周亮,陳新,陳偉建 9787121277009 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

陳運，周亮，陳新，陳偉建 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 本科教材
• 信號處理
• 數字通信
• 概率論
• 數學基礎
• 高等教育
• 陳運

店鋪： 北京十翼圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121277009

商品編碼：29651925636

包裝：平裝

齣版時間：2015-12-01

基本信息

書名:信息論與編碼（第3版）（本科教材）

定價：35.90元

售價：21.5元,便宜14.4元,摺扣59

作者:陳運,周亮,陳新,陳偉建

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-12-01

ISBN：9787121277009

字數：

頁碼：208

版次：3

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書為“十二五”普通高等教育本科規劃教材。本書係統介紹和論述瞭信息的基本概念；信息論的起源、發展及研究內容；香農信息論的三個基本概念：信源熵、信道容量和信息率失真函數，以及與這三個概念相對應的三個編碼定理；解決通信係統有效性、可靠性和安全性的三類編碼：信源編碼、信道編碼和安全編碼――密碼的基本方法，以及密碼安全性與信息論的關係等內容。為瞭便於教學和讀者自學，每章後麵都附有習題。

目錄

---

章 概論t（1）
1．1 信息的概念和分類t（1）
1．1．1 信息的概念t（1）
1．1．2 信息的分類t（4）
1．2 信息論的起源和發展t（4）
1．2．1 信息論創立的理論基礎和
技術條件t（4）
1．2．2 信息論的誕生和發展現狀t（5）
1．2．3 信息論的未來發展趨勢t（6）
1．3 信息論的研究內容t（7）
1．3．1 通信係統模型t（7）
1．3．2 信息論研究內容t（7）
思考題t（8）
第2章 離散信源熵t（9）
2．1 基本概念t（9）
2．2 離散信源熵的基本概念和性質t（9）
2．2．1 單符號離散信源的數學模型t（10）
2．2．2 自信息量及其性質t（10）
2．2．3 信源熵及其性質t（13）
2．3 多符號離散平穩信源熵t（19）
2．3．1 多符號離散平穩信源的
數學模型t（19）
2．3．2 離散平穩無記憶信源熵t（20）
2．3．3 離散平穩有記憶信源熵t（22）
2．3．4 馬爾可夫信源的極限熵t（25）
2．3．5 冗餘度、自然語信源及
信息變差t（29）
習題t（31）
第3章 無失真離散信源編碼t（33）
3．1 基本概念t（33）
3．2 離散無失真信源編碼定理t（33）
3．2．1 定長編碼定理t（34）
3．2．2 變長編碼定理t（35）
3．2．3 碼字可譯條件t（36）
3．3 香農編碼t（38）
3．4 費諾編碼t（39）
3．5 赫夫曼編碼t（40）
3．6 遊程組閤編碼t（44）
習題t（47）
第4章 離散信道容量t（49）
4．1 互信息量和平均互信息量t（49）
4．1．1 單符號離散信道的數學模型t（49）
4．1．2 互信息量及其性質t（49）
4．1．3 平均互信息量及其性質t（52）
4．1．4 各種熵之間的關係t（62）
4．2 單符號離散信道的信道容量t（63）
4．2．1 單符號離散信道容量定義t（63）
4．2．2 幾種特殊離散信道的信道容量t（64）
4．2．3 離散信道容量的一般計算方法t（69）
4．3 多符號離散信道的信道容量t（71）
4．3．1 多符號離散信道的數學模型t（71）
4．3．2 多符號離散信道容量定義t（72）
4．3．3 離散無記憶擴展信道的信道
容量t（73）
4．3．4 獨立並聯信道的信道容量t（75）
4．4 網絡信息論t（76）
4．4．1 多址接入信道的信道容量t（77）
4．4．2 廣播信道的信道容量t（79）
4．4．3 相關信源的邊信息和公信息t（80）
習題t（82）
第5章 糾錯編碼t（85）
5．1 糾錯編碼的基本概念t（85）
5．1．1 差錯控製係統模型及分類t（85）
5．1．2 糾錯編碼分類t（86）
5．1．3 譯碼準則t（87）
5．1．4 信道編碼定理t（88）
5．2 綫性分組碼t（88）
5．2．1 綫性分組碼的基本概念t（88）
5．2．2 綫性分組碼的編碼t（88）
5．2．3 綫性分組碼的譯碼t（89）
5．2．4 典型碼例t（92）
5．3 循環碼t（95）
5．3．1 循環碼的基本概念t（95）
5．3．2 循環碼的描述t（96）
5．3．3 循環碼的伴隨多項式與檢錯t（101）
5．3．4 BCH碼與RS碼t（102）
5．4 捲積碼t（104）
5．4．1 捲積碼的矩陣描述t（104）
5．4．2 捲積碼的多項式描述t（107）
5．4．3 捲積碼的狀態轉移圖與
柵格描述t（109）
5．4．4 維特比(Viterbi)譯碼算法t（112）
習題t（117）
第6章 連續信源熵和信道容量t（121）
6．1 連續信源熵t（121）
6．1．1 連續信源熵的定義t（121）
6．1．2 幾種特殊連續信源的信源熵t（123）
6．1．3 連續信源熵的性質和定理t（125）
6．2 熵功率t（129）
6．3 連續信道的信道容量t（131）
6．3．1 連續信道的數學模型及信道
容量定義t（131）
6．3．2 加性連續信道容量計算和
香農公式t（131）
習題t（133）
第7章 信息率失真函數t（135）
7．1 基本概念t（135）
7．1．1 失真函數與平均失真度t（136）
7．1．2 信息率失真函數的定義t（139）
7．1．3 信息率失真函數的性質t（140）
7．2 離散信源信息率失真函數t（143）
7．2．1 離散信源信息率失真函數的
參量錶達式t（144）
7．2．2 二元及等概率離散信源的信息率
失真函數t（146）
7．3 連續信源信息率失真函數t（150）
7．3．1 連續信源信息率失真函數的
參量錶達式t（150）
7．3．2 高斯信源的信息率失真函數t（151）







7．4 信息價值t（154）
7．5 信道容量與信息率失真
函數的比較t（157）
習題t（157）
第8章 限失真信源編碼t（159）
8．1 基本概念t（159）
8．2 保真度準則下的信源編碼定理t（159）
8．3 量化編碼t（160）
8．3．1 佳標量量化編碼t（160）
8．3．2 矢量量化編碼t（164）
8．4 相關信源編碼t（167）
8．4．1 預測編碼t（167）
8．4．2 差值編碼t（169）
8．5 變換編碼t（172）
8．5．1 子帶編碼t（172）
8．5．2 小波變換t（173）
習題t（175）
第9章 密碼安全性的信息論測度
方法t（177）
9．1 基本知識t（177）
9．1．1 保密通信係統模型t（177）
9．1．2 密碼基本概念t（178）
9．2 密碼算法的安全性測度t（178）
9．2．1 完善保密性t（179）
9．2．2 解距離t（180）
9．3 古典代替密碼的安全性分析t（180）
9．3．1 加法密碼的安全性分析t（181）
9．3．2 乘法密碼的安全性分析t（183）
9．3．3 仿射密碼的安全性分析t（185）
9．4 邊信息泄露的互信息分析t（186）
9．4．1 數據加密標準簡介t（186）
9．4．2 DES算法的邊信道安全性分析t（188）
習題t（191）
參考文獻

作者介紹

---

陳運，電子科技大學通信與信息工程學院教授，主要從事信息論、信息安全等方麵的教學、科研等工作，主持編寫瞭國傢十一五、十二五規劃教材

文摘

---

序言

---

信號的奧秘與信息的傳遞：一本關於信息論與編碼的探索之旅 在人類文明的長河中，信息如同血液般流淌，維係著社會的運轉和個體的認知。從遠古的烽火狼煙到如今的比特洪流，我們從未停止過對信息本質的探索和對信息傳遞效率的追求。本書正是這樣一次深入信息世界核心的旅程，它將帶領讀者穿越抽象的數學世界，去理解信息是如何被定義、度量、編碼、壓縮，並最終被可靠地傳輸。 第一章：信息度量的基石——信息熵 一切的起點，是對“信息”這個概念的精確定義。我們常常籠統地說“這個消息很有信息量”，但信息的“量”究竟如何衡量？信息論的奠基人剋勞德·香農給齣瞭一個革命性的答案——信息熵。本章將深入淺齣地介紹信息熵的概念，它並非我們日常理解的混亂無序，而是在概率論框架下，衡量一個隨機變量不確定性程度的指標。一個事件發生的概率越低，其包含的信息量就越大。我們將學習如何計算離散信源的熵，理解熵的性質，例如非負性、纍加性以及最大值。此外，我們還會探討聯閤熵、條件熵和互信息的概念，這些工具將幫助我們理解多個隨機變量之間的信息關係，為後續章節打下堅實的理論基礎。本章的講解將輔以豐富的例子，從拋硬幣到自然語言的統計特性，讓讀者直觀感受信息熵的魅力。 第二章：通信的瓶頸——信道容量 信息的價值在於傳遞。然而，現實中的通信通道並非完美無瑕，噪聲的乾擾、信號的衰減，都可能導緻信息失真。那麼，一個信道能夠可靠地傳輸信息的最大速率是多少？這便是信道容量的核心問題。本章將引齣香農的第二大貢獻——信道容量定理。我們將學習如何定義不同類型的信道，例如離散無記憶信道（DMC）、連續信道等。重點將放在理解離散無記憶信道的信道容量計算，以及如何利用最大似然譯碼和最大後驗概率（MAP）譯碼等基本概念來理解通信的極限。我們還會探討高斯白噪聲信道（AWGN）等連續信道的容量，並討論帶寬、信噪比等參數對信道容量的影響。通過本章的學習，讀者將深刻理解通信係統的理論極限，並認識到高效編碼的必要性。 第三章：壓縮的藝術——數據壓縮理論 在信息爆炸的時代，存儲和傳輸數據的成本日益高昂。如何用最少的比特來錶示相同的信息，是數據壓縮技術的核心目標。本章將聚焦於數據壓縮的理論基礎，深入探討無損壓縮和有損壓縮的基本原理。我們將學習變長編碼（VLC）的概念，理解霍夫曼編碼（Huffman Coding）如何根據符號齣現的頻率構造最優的前綴碼，實現高效壓縮。此外，還會介紹算術編碼（Arithmetic Coding），它能夠更接近理論熵值，達到更高的壓縮率。對於有損壓縮，我們將觸及一些基本概念，例如量化和變換編碼，理解它們如何通過犧牲部分信息來換取顯著的壓縮增益，並探討它們在圖像、音頻等領域的應用。通過本章，讀者將理解數據壓縮的深層原理，並為理解各種壓縮算法打下堅實的理論基礎。 第四章：糾錯的智慧——糾錯編碼基礎 通信信道中的噪聲和乾擾是不可避免的，它們會導緻信息在傳輸過程中發生錯誤。為瞭保證信息的可靠傳輸，糾錯編碼技術應運而生。本章將係統介紹糾錯編碼的基本概念和分類。我們將學習綫性分組碼（Linear Block Codes）的原理，包括碼多項式、生成矩陣和校驗矩陣的概念，以及如何使用它們進行編碼和譯碼。重點將講解漢明碼（Hamming Codes）等經典綫性分組碼，理解它們的糾錯能力和構造方法。此外，我們還會初步介紹捲積碼（Convolutional Codes）的概念，瞭解其編碼方式和基本譯碼算法。本章旨在讓讀者掌握糾錯編碼的基本原理，理解編碼和譯碼的過程，並為後續章節中更復雜的編碼技術做好鋪墊。 第五章：現代編碼的脈絡——代數碼 隨著對糾錯性能要求的不斷提高，傳統的綫性分組碼在糾錯能力上有所局限。代數碼的齣現，極大地拓展瞭糾錯編碼的疆域。本章將深入探討代數碼的理論與實踐。我們將詳細講解循環碼（Cyclic Codes）的性質，以及如何利用多項式運算來設計和譯碼循環碼。在此基礎上，我們將重點介紹BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes），它們是應用最為廣泛的兩種代數碼。我們將深入理解BCH碼和RS碼的糾錯原理，學習它們的編碼和譯碼算法，例如代數譯碼法。本章的講解將側重於理論推導和算法分析，使讀者能夠深入理解這些強大的糾錯碼的內部工作機製。 第六章：迭代譯碼的革命——Turbo碼與LDPC碼 在信息通信領域，Turbo碼和LDPC碼（Low-Density Parity-Check Codes）無疑是近三十年來最重大的突破之一。它們以其接近香農限的優異性能，徹底改變瞭通信係統的設計理念。本章將詳細闡述Turbo碼和LDPC碼的編碼結構、譯碼原理和性能分析。我們將深入理解Turbo碼的交織（Interleaving）和迭代譯碼機製，揭示它如何通過多個譯碼階段逐步逼近原始信息。對於LDPC碼，我們將學習其稀疏校驗矩陣的構造方法，以及高斯消元法和消息傳遞算法（Belief Propagation）等譯碼算法。本章的重點在於理解這兩個碼族為何能夠取得如此卓越的糾錯性能，以及它們在現代通信係統中的關鍵作用。 第七章：信息理論在實踐中的延伸 信息論與編碼的理論不僅僅是抽象的數學模型，它們在現實世界中有著廣泛而深刻的應用。本章將從更宏觀的視角，探討信息論與編碼在不同領域的實際應用。我們將討論這些理論如何指導和推動瞭現代通信係統的發展，例如移動通信（2G、3G、4G、5G）、衛星通信、光縴通信等。我們還會涉及信息論在數據存儲、密碼學、機器學習、生物信息學等交叉領域的應用，展現信息論與編碼作為一門基礎科學的強大生命力和普適性。通過本章，讀者將能夠將所學的理論知識與實際應用聯係起來，深刻認識信息論與編碼在現代科技發展中的重要地位。 本書以嚴謹的數學推導為基礎，輔以豐富的實例和圖示，力求為讀者構建一個全麵、深入、係統的知識體係。從信息熵的定義到迭代譯碼的奧秘，從數據壓縮的藝術到糾錯編碼的智慧，我們將一步步揭開信息世界的神秘麵紗，理解信息是如何被創造、度量、加工和可靠地傳遞。無論你是通信工程、計算機科學，還是電子工程領域的學生，亦或是對信息科學充滿好奇的探索者，本書都將是你不可或缺的指引。通過本書的學習，你將能夠深刻理解現代通信係統的基本原理，掌握數據處理和信息傳輸的核心技術，為未來的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

總體而言，這是一部分量紮實、內容權威的專業讀物。它的氣質與那些追求快速入門或速成指南的圖書截然不同，它更像是一部需要沉下心來細細品讀的經典。閤上書本時，讀者能清晰地感受到自己的知識體係得到瞭極大的擴充和鞏固。它不是那種讀完一遍就可以束之高閣的書籍，而是那種需要反復查閱、邊用邊學的工具書和參考典籍。對於緻力於深入理解該領域底層邏輯的研究者或高年級學生而言，它無疑提供瞭一個堅實可靠的知識基石，其價值和深度是毋庸置疑的。

評分☆☆☆☆☆

細節之處見真章，這本書在示例和習題的編排上也體現瞭極高的水準。不同於市麵上一些隻給齣理論卻缺乏實踐支撐的教材，此書在關鍵章節後都附帶瞭足夠數量且類型多樣的練習題。這些習題的設計非常有針對性，它們不僅僅是簡單重復概念的應用，更多地是在考察讀者對理論的理解深度和靈活運用能力。更值得稱贊的是，它似乎還穿插瞭一些曆史背景或者前沿研究的簡要介紹，這些“花邊”信息雖然不占主體篇幅，卻極大地豐富瞭閱讀體驗，讓原本枯燥的理論學習多瞭一絲探索的樂趣，仿佛在知識的海洋中發現瞭一些隱藏的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計相當樸實，封麵色彩搭配略顯傳統，但字體的選擇清晰易讀，給人一種嚴謹的學術氣息。拿到手上分量十足，厚厚的篇幅預示著內容的詳實和深入。內頁紙張質感不錯，印刷清晰，墨跡均勻，長時間閱讀下來眼睛不易疲勞。整體來看，它更像是一本教科書的典範，強調內容的實用性和知識的係統性，而非過度追求花哨的視覺效果。盡管如此，翻開書本後，那種沉甸甸的知識感和內容的專業性還是讓人對其內容充滿瞭期待。對於嚴肅的學習者來說，這種內斂的外觀恰恰是專業深度的體現，讓人感到這不僅僅是一本書，更像是一份值得信賴的學習夥伴。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱時，最直觀的感受是其章節結構的邏輯性極強，編排得井井有條，仿佛一條清晰的脈絡引領著讀者從基礎概念逐步走嚮復雜的理論體係。作者顯然在內容組織上花費瞭大量心血，使得即便是初次接觸該領域的新手，也能相對順暢地跟上思路的推進。每一章的開始都會有一個簡明的概述，幫助讀者建立宏觀認識，隨後深入到具體的數學推導和實際應用案例中。這種層層遞進的講解方式，極大地降低瞭初學者的學習門檻。特彆是某些關鍵定理的引入，作者的處理方式非常巧妙，既保證瞭數學上的嚴謹性，又不失教學上的可理解性，讓人感到學習過程是一種循序漸進的享受，而非艱澀的爬坡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格成熟穩重，充滿瞭老一輩學者特有的那種對知識的尊重和嚴謹態度。它不追求華麗的辭藻，而是用精準、凝練的數學語言來錶述復雜的概念。閱讀過程中，我深切體會到作者在力求用最少的文字傳達最豐富的信息量。這種風格對於已經具備一定基礎的讀者來說，簡直是福音，因為它避免瞭冗餘的解釋和過度的口語化，可以直接接觸到核心的理論精髓。然而，對於完全沒有背景的讀者來說，可能需要投入更多的精力去消化那些密集的公式和定義。但正是這種毫不妥協的專業性，讓這本書成為瞭一個可靠的參考工具，一旦掌握，其價值將是長久的。