编码理论（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

田丽华 著

图书标签:

• 编码理论
• 纠错码
• 信息论
• 通信
• 密码学
• 数学
• 算法
• 第三版
• 高等教育
• 计算机科学

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560640815

版次：3

商品编码：12128344

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　《编码理论（第三版）》系统地介绍了信源压缩编码、信道纠错编码、密码编码及组合编码等的基本原理及应用，同时简单介绍了学习本书所需的信息理论、数论及近代代数的相关知识。主要内容有信息传输系统研究的对象、目的和内容，信源及其信息度量，信道及其信道容量，信源压缩编码原理及编码方法，信道纠错编码的基本原理和编码方法，密码编码的基本原理和编码方法，消息认证的相关知识，组合编码原理及编码方法。

　　本书叙述通俗易懂，内容由浅入深、循序渐进，重点突出，对物理概念和编码的基本原理的阐述清晰明了，实用性强，可作为电子信息类、信息工程类、计算机类等专业本科生和研究生的教材或参考书，也可供相关专业的科技人员参考。

前言/序言

　　编码理论既是一门工程科学，又是一门应用科学，同时又是一门不断发展的学科。信源压缩编码、信道纠错编码及密码编码是信息编码的三大核心内容。本书试图用有限的篇幅将信源压缩编码、信道纠错编码、密码编码以及组合编码等所有重要基本原理及方法有机结合起来，使之具有知识性、可研究性、实用性、先进性、综合性，使之结构严谨、合理而系统，使之物理概念清晰、通俗易懂、由浅入深、循序渐进，使之具有较强的应用性。书中突出了编码理论在信息传输系统中的应用，有助于读者了解理论产生的实际背景，从而有利于提高读者解决实际问题的能力，提高工科学生的学习兴趣。此外，本书的示例丰富，可方便读者学习。

　　学习本书所要求的数学基础知识是初等的，只需具备概率论、随机过程、线性代数等知识即可。同时，本书对所要求的数学基础中的数论、离散数学及近代代数中的初等知识，做了必要的介绍，供读者学习时参考。

　　全书共16章，系统地介绍了信源的压缩编码、信道的纠错编码、密码编码学及组合编码等的基本原理及应用，同时简单介绍了学习本书需要的数论及近代代数的相关知识。书中除了第10.5节的“秩距离码”以外的内容都适合于本科教学，其中第6章可以不讲，供学习相关内容时参考。书中有些较深的内容，对本科生讲授时，可作适当取舍，或只讲授基本内容，如BCH码、Goppa码、秩距离码、AES算法、IDEA算法、EIGamal算法、椭圆曲线加密算法、Turbo码及TCM码等。

　　本书是作者在多年教学经验和实践经验的基础上编写而成的，其中，蔡东杰编写了第12章、第14章和第15章的内容，田立军编写了第6章、第8章及第10章的内容，李金峰编写了第11章、第13章及第16章的内容，其余章节的内容均由田丽华编写，书中的所有图形均由蔡东杰设计并绘制。

　　近几十年来，国内外有不少信息编码方面的优秀教科书和专著，本书的编写得益于作者以前对于这些著作的学习。此外，在编写过程中还参阅了许多文献、资料，在此对这些著作的作者深表谢意。

　　同时，感谢吉林大学提供的良好的教学及科研环境；感谢信息系的领导及同事提出的宝贵意见及提供的帮助；感谢西安电子科技大学出版社的信任与支持，以及工作人员的辛勤劳动；感谢教过的几届学生，他们的反馈为本书改进提供了很好的帮助；感谢我的家人，没有他们的支持与理解，本书是不可能完成的；感谢在本书编写过程中所有给予过热情帮助的前辈、同行及学生们：王新梅、康键、云立实、杨晓萍、王国鸿、张巍、周文慧等。

　　限于作者的水平，书中不妥之处在所难免，欢迎读者将发现的错误、遗漏以及其他的建议发至邮箱。

《编码理论（第三版）》：一份关于信息之韧性的深邃探索 本书，并非一部关于编程语言或软件开发的入门指南，而是对信息在传输与存储过程中，如何对抗噪声、保持完整性的数学理论的一次全面而深入的梳理。它将带领读者走进一个充满逻辑与结构的奇妙世界，在这个世界里，信息不再是脆弱的信号，而是被赋予了强大的“编码”之力，得以穿越干扰，精确抵达目的地。《编码理论（第三版）》，将以其严谨的学术视角和丰富的理论内涵，为您揭示这一领域的核心奥秘。 第一篇：基础理论与模型 我们从编码理论的基石出发，首先建立起对信息编码的数学模型。这里，“信息”被抽象为一系列的符号或比特，而“编码”则是一种规则，将这些原始信息转化为一种新的、更具冗余性的序列，称为“码字”。这种冗余并非浪费，而是对抗“噪声”的必要牺牲。噪声，可以是物理传输中的信号衰减、干扰，也可以是存储介质的老化、损坏，它会随机地改变码字中的部分符号，导致信息失真。 我们会详细介绍几种基本的编码模型，例如线性分组码。在线性分组码中，编码和解码过程都遵循线性代数的基本原理。一个信息块被表示为一个向量，然后通过一个生成矩阵进行线性变换，得到一个固定长度的码字。这种结构使得解码过程可以用矩阵运算来高效完成，并且在数学上具有良好的分析工具。我们会深入探讨生成矩阵、校验矩阵的性质，以及它们与码字的构成的关系。 接着，我们将引入纠错码的概念。纠错码的核心在于，它能够在接收端检测出错误，甚至在可能的情况下，纠正这些错误。本书将详细介绍纠错码的两种基本能力：检错能力和纠错能力。检错能力是指能够判断接收到的码字是否发生错误；而纠错能力则进一步，能够根据接收到的错误码字，推断出原始的、未发生错误的码字。我们还会介绍衡量纠错码性能的关键指标，如最小汉明距离。汉明距离是衡量两个等长字符串之间差异的度量，在线性分组码中，码字之间的最小汉明距离决定了该码字能够检测和纠正的最大错误数。 第二篇：经典编码体制的解析 在奠定了理论基础之后，本书将聚焦于一系列具有里程碑意义的经典编码体制，深入剖析它们的构造原理、性能特点以及适用场景。 汉明码（Hamming Codes）：作为最简单也最经典的纠错码之一，汉明码在早期的数据通信和存储系统中得到了广泛应用。我们将从其构造出发，详细讲解如何设计校验位，以及如何利用校验子来定位错误。汉明码能够纠正单个比特错误，对于处理低错误率的场景非常有效。 循环码（Cyclic Codes）：这类码字具有一个重要的代数性质：任何码字进行循环移位后，仍然是该码字的一部分。这种结构使得循环码能够利用多项式代数进行高效的编码和解码。本书将深入介绍生成多项式、校验多项式等概念，并重点讲解BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon codes）。BCH码是一类强大的多重纠错码，能够纠正一定数量的随机错误。里德-所罗门码则是一种非常成功的符号纠错码，尤其在处理突发错误方面表现出色，广泛应用于CD、DVD、条形码等领域。我们将分析它们强大的纠错能力，以及在不同噪声模型下的表现。 卷积码（Convolutional Codes）：与分组码一次处理固定长度的信息块不同，卷积码对信息流进行滑动窗口式的编码，使得当前输出的码字依赖于当前和过去的若干信息比特。这种“记忆性”赋予了卷积码在处理连续信息流时独特的优势。本书将详细介绍卷积码的编码器结构、约束长度、编码率等参数，并着重讲解维特比算法（Viterbi Algorithm），这是目前最流行的用于解码卷积码的算法，它能够找到最有可能的原始信息序列。 第三篇：现代编码理论的发展与前沿 随着信息技术的飞速发展，对更高纠错性能和效率的需求日益迫切。本书将引导读者进入现代编码理论的殿堂，探索那些在更严苛的条件下依然能保持信息韧性的先进编码技术。 低密度奇偶校验码（LDPC Codes）：LDPC码是一类近乎达到香农极限的纠错码，因其强大的纠错性能和并行解码的潜力而备受瞩目。本书将深入解析LDPC码的稀疏校验矩阵结构，介绍其常用的构造方法，如基于图的构造。同时，我们会详细阐述消息传递算法（Message-Passing Algorithms），例如和积算法（Sum-Product Algorithm），这是LDPC码实现高效率解码的关键。LDPC码在5G通信、Wi-Fi、卫星通信等领域已经得到了广泛应用。 Turbo码（Turbo Codes）：Turbo码是另一类具有革命性意义的纠错码，它通过迭代解码的方式，实现了远超传统编码体制的性能。本书将深入剖析Turbo码的结构，即两个或多个简单编码器通过伪随机置乱器连接起来，并通过迭代式的解码过程不断逼近原始信息。我们将探讨其解码原理，以及如何在多次迭代中不断提高解码的准确性。Turbo码在早期3G通信标准中发挥了重要作用。 极性码（Polar Codes）：极性码是最新一代的纠错码，由埃尔达尔·阿拉斯（E. Arıkan）于2009年提出。它被证明是第一类能够达到香农信道容量的编码，并且具有结构简单、易于实现等优点。本书将介绍极性码的信道极化思想，以及如何利用这个特性构建编码器和解码器。极性码已被选为5G通信的控制信道编码，标志着其在理论和应用上的重大突破。 第四篇：应用领域与未来展望 编码理论并非仅仅是抽象的数学游戏，它在现实世界中有着极其广泛的应用。本书的最后一篇将带领读者领略编码理论的实际魅力。 通信系统：从无线通信、卫星通信到光纤通信，编码理论是保证信息可靠传输的基石。我们将会看到，在各种复杂的通信环境中，不同的编码技术如何协同工作，对抗信号衰减、干扰和噪声。 数据存储：在硬盘、固态硬盘、蓝光光盘等存储介质中，编码理论扮演着至关重要的角色，确保存储的数据能够长期保存，并且在读取时能够被准确恢复，即使介质出现了微小的损坏。 纠错编码在其他领域的应用：除了通信和存储，编码理论的应用还延伸到了更广泛的领域，例如二维码（QR Codes）、冗余校验（Redundancy Checks）、抗窃听通信（Information-Theoretic Security），甚至是生物信息学（Bioinformatics）中的序列比对等。 最后，本书将展望编码理论的未来发展方向。随着人工智能、机器学习的兴起，以及量子计算的曙光，编码理论将继续在理论和应用上迎来新的挑战与机遇。如何设计更智能、更高效的编码器和解码器，如何应对未来通信环境中更加复杂的噪声模型，以及如何与新兴技术相结合，都将是值得深入探索的课题。 《编码理论（第三版）》将以其严谨的数学推导、清晰的逻辑结构以及对经典与前沿技术的全面覆盖，成为任何对信息科学、通信工程、计算机科学以及相关领域感兴趣的读者不可或缺的参考书。它将为您打开一扇理解信息世界运行规律的大门，让您深刻体会到，在看似微不足道的数字流背后，蕴藏着如此精妙的数学智慧，为我们的信息时代提供了坚不可摧的支撑。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对前沿科技充满兴趣的爱好者，我一直关注着信息论和编码理论的最新进展。《编码理论（第三版）》的出现，无疑为我提供了一个深入了解这个领域的绝佳机会。我尤其关注书中是否能够涵盖一些近些年来出现的、具有革命性意义的编码技术，比如像Polar码这样的新兴代表，以及它们相对于传统编码方式的优势和潜在的应用前景。我希望作者能够对这些新技术的原理进行详尽的解析，并探讨它们在5G通信、人工智能数据传输等前沿领域可能发挥的作用。同时，我也希望书中能够提供一些案例分析，展示这些复杂的编码技术是如何在实际系统中实现其理论性能的，这对于我理解理论与实践之间的联系至关重要。毕竟，脱离了实际应用的理论往往显得有些空中楼阁。此外，我对编码理论在安全领域的应用也颇感兴趣，例如信息隐藏、抗窃听等方面的编码技术，如果书中能有这方面的探讨，那将更能激发我的学习兴趣，拓宽我的视野，让我看到编码理论不仅是关于信息传输的效率，更是关于信息安全的保障。

评分☆☆☆☆☆

这本《编码理论（第三版）》在我手中沉甸甸的，光是翻阅目录就让人感受到它内容的广博与深度。作为一名刚入门不久的学习者，我一直对信息传递的底层逻辑充满好奇，而编码理论无疑是解开这个谜团的金钥匙。我特别期待书中能够详细阐述各种编码方式的原理，比如那些听起来就颇具技术含量的纠错码，以及它们在实际应用中的地位，像是在卫星通信、数据存储，甚至我们日常使用的网络传输中，它们又是如何默默保障信息准确无误的。我希望这本书能用清晰易懂的语言，从最基础的概念讲起，逐步引导读者理解那些复杂的数学模型和算法。对于一些可能涉及高等数学的部分，我更倾向于看到作者能够提供一些直观的类比或者图示，帮助我们这些非数学专业背景的人也能抓住核心思想。此外，如果书中能适当介绍一些编码理论的历史发展脉络，以及那些奠基性的研究成果，那将是锦上添花，能让我们更好地理解这项技术是如何一步步演进至今的。总的来说，我希望这本第三版能够承载起我探索编码世界的热情，成为我学习路上的得力助手，帮助我建立起扎实而全面的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有一定编码理论基础的研究生，对于《编码理论（第三版）》我有着非常具体和深入的期待。首先，我希望书中能够对经典编码，如 BCH 码、RS 码、卷积码以及 LDPC 码等，进行更系统、更深入的理论推导和分析。这包括对它们各自的译码算法进行详细的讲解，并讨论不同算法的优缺点、复杂度以及在不同应用场景下的适用性。其次，我非常关注书中对于新生代编码，例如极性码（Polar Codes）的论述。作为近年来信息论领域的一大突破，我期望书中能够对其理论基础，尤其是香农极限的实现机制，以及其在纠错能力和译码复杂度上的优势进行详尽的阐释，并且最好能提供相关的仿真结果或实验数据作为佐证。此外，我还希望书中能够对网络编码（Network Coding）这一新兴领域有所涉及，探索其在提高网络吞吐量和鲁棒性方面的潜力。当然，一个好的教材不应止步于理论，我更希望书中能提供丰富的习题，涵盖从基础概念到复杂应用的各个层面，并且最好包含一些具有挑战性的开放性问题，鼓励我们进行更深入的思考和探索，甚至启发我们进一步的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在企业从事数据安全和隐私保护工作的工程师，而《编码理论（第三版）》对我来说，其价值不仅仅在于理解信息如何被准确传输，更在于如何被安全地保护。《编码理论》这个主题本身就与我的工作息息相关。我非常期待书中能够深入探讨信息安全领域的编码技术，例如差错控制编码在抵抗恶意干扰和数据篡改方面的作用，以及信息论中的秘密共享（Secret Sharing）技术是如何实现对敏感信息的安全分割和访问控制的。我也关注书中是否能涵盖一些关于抗量子计算攻击的编码方案，毕竟，随着量子计算的飞速发展，现有的加密体系面临着严峻的挑战，而新的编码理论可能会为我们提供解决方案。此外，我希望书中能结合实际工程应用，提供一些关于如何根据不同的安全需求和计算资源，选择和设计合适的编码策略的指导。例如，在物联网设备、嵌入式系统等资源受限的环境中，如何实现高效且安全的编码？我希望这本书能成为我解决实际工程问题、提升数据安全防护能力的有力武器，为我提供坚实的理论支撑和创新的技术思路。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对理论物理和信息科学交叉领域的研究者，我一直对编码理论在更广阔的科学视野中的地位感到好奇。《编码理论（第三版）》的出版，我期待它能为我打开一扇新的窗户。我希望书中不仅仅停留在传统的通信和存储领域，而是能探讨编码理论在更抽象的科学模型中的应用。例如，在量子信息科学中，量子纠错编码是如何工作的？它与经典纠错编码在原理上有什么异同？量子态的脆弱性如何通过编码来保护？此外，我也对编码理论在统计物理、机器学习，甚至在理论计算机科学中的一些深层联系感兴趣。例如，某些编码理论的概念是否能够为理解复杂系统的熵、信息流动，或是作为一种强大的模型构建工具？我期待书中能提供一些跨学科的视角，帮助我理解编码理论作为一种普适的信息处理框架，是如何渗透到不同科学分支中的。如果书中能对一些尚未完全解决的理论问题进行探讨，或者提出一些新的研究方向，那将更是让我激动不已，它将极大地激发我对编码理论在更宏观科学图景中作用的思考。