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包建荣 著

图书标签:

• 信息编码
• 应用数学
• 编码理论
• 信息论
• 通信工程
• 计算机科学
• 密码学
• 数据压缩
• 纠错编码
• 数字信号处理

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308177665

版次：1

商品编码：12376872

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-06-01

用纸：胶版纸

内容简介

包建荣主编的《应用信息与编码理论（应用型本科规划教材）》系统地介绍了经典香农信息论的基本概念、信源信道编码和网络信息论等内容。具体包括信息度量；离散／连续信源的信息熵；离散／连续信道的信道容量；失真度与信息率失真；信源编码；信道编码等；同时，还简介了信息论的新发展——网络信息论。
本教材深入浅出，概念清晰，突出应用，内容较丰富，系统性较强，参考了较多国内外著名专家的信息论研究成果，具有较好实用价值与一定新颖性。适合作为普通高等院校及应用型本科院校电子信息类专业高年级本科生、研究生、教师及电子通信相关领域科技工作者的教材或教学参考书。

目录

第1章 绪论
1.1 信息的基本概念
1.1.1 信息、消息及信号
1.1.2 信息的定义与度量
1.2 信息的基本概念
1.2.1 信息论的基本模型
1.2.2 信息论的研究目标
1.2.3 信息论的研究内容
1.3 信息论的发展历程
1.4 习题
第2章 信源与信息熵
2.1 信源的模型与分类
2.1.1 一维离散信源
2.1.2 多维离散信源
2.1.3 一维连续信源
2.1.4 多维连续信源
2.2 离散信源的度量
2.2.1 不确定性
2.2.2 信息量的概念
2.2.3 信息量的计算
2.3 熵的基本性质
2.4 离散消息序列的熵
2.4.1 序列信息量的表示
2.4.2 离散无记忆扩展信源
2.4.3 离散平稳信源
2.4.4 马尔可夫信源
2.5 连续信源的熵和互信息
2.5.1 连续／波形信源的统计特性
2.5.2 连续信源的差熵
2.5.3 波形信源的差熵
2.5.4 最大差熵定理
2.6 信源相关性与冗余度
2.7 习题
第3章 信道及信道容量
3.1 信道模型及分类
3.1.1 信道的概念
3.1.2 信道分类
3.1.3 离散信道模型
3.1.4 一维离散信道模型
3.2 信道传输的平均互信息
3.2.1 损失熵和噪声熵
3.2.2 平均互信息
3.2.3 平均条件互信息
3.2.4 平均互信息特性
3.3 信道容量概念及计算
3.3.1 信道容量基本概念
3.3.2 简单离散信道的信道容量
3.3.3 对称离散信道的信道容量
3.4 串／并联信道的信道容量
3.4.1 串联信道及信道容量
3.4.2 并联信道及信道容量
3.4.3 和信道
3.5 连续信道及容量
3.5.1 单维加性信道
3.5.2 多维高斯加性连续信道
3.6 信源与信道的匹配
3.7 习题
第4章 信息率失真函数
4.1 失真测度
4.1.1 失真度
4.1.2 平均失真度
4.2 信息率失真函数的概念和性质
4.2.1 D允许信道（试验信道）
4.2.2 信息率失真函数定义
4.2.3 信息率失真函数的性质
4.3 信息率失真函数的计算
4.4 连续信源的信息率失真函数
4.4.1 连续信源的信息率失真函数定义
4.4.2 平方误差失真度下高斯信源的信息率失真函数
4.5 习题
第5章 信源编码
5.1 信源编码基本概念
5.2 定长编码
5.3 变长编码
5.3.1 变长码的分类和编码方法
5.3.2 克拉夫特不等式
5.3.3 变长无失真信源编码定理
5.3.4 码的平均长度衡量
5.3.5 变长无失真信源编码定理
5.4 限失真信源编码定理
5.5 变长码编码方法
5.5.1 香农编码方法
5.5.2 费诺编码
5.5.3 霍夫曼编码
5.6 习题
第6章 信道编码
6.1 差错概率及译码分析
6.1.1 差错概率分析
6.1.2 典型译码规则
6.2 错误概率及编码原理
6.2.1 重复编码
6.2.2 线性分组码
6.2.3 汉明距
6.3 有噪信道编码定理
6.3.1 纠正错误编码的途径一
6.3.2 纠正错误编码的途径二
6.4 习题
第7章 网络信息论简介
7.1 网络信道分类
7.1.1 多源接人信道
7.1.2 广播信道
7.1.3 中继信道
7.1.4 串扰信道
7.1.5 反馈信道
7.2 相关信源编码
7.2.1 两个相关信源模型
7.2.2 相关信源编码定理
7.3 多源接入信道
7.3.1 多源接人信道的容量
7.3.2 相关多源接人信道
7.3.3 高斯多源接入信道
参考文献

《信息之海：编码的艺术与智慧》 在这浩瀚的信息时代，数据如潮水般涌来，其中蕴藏着无尽的价值与可能性。然而，信息的原始形态往往杂乱无章，难以驾驭。如何有效地捕捉、组织、传输和理解这些信息，便成为我们探索知识、推动文明进步的关键。本书《信息之海：编码的艺术与智慧》正是为解答这一深刻命题而生，它将带领读者潜入信息世界的深层，揭示其内在的规律与编码的奥秘。 本书并非单纯的技术手册，而是一部关于信息本质的哲学思辨与实践指南。它以一种引人入胜的方式，探讨了信息是如何被创造、被编码、被传递，最终如何转化为我们所能理解和利用的知识。我们将从信息论的基石——香农信息量出发，理解信息最基础的衡量单位，以及为何“比特”成为我们数字世界的通用语言。我们会追溯信息编码的起源，从古代的 Morse 电码到现代的复杂纠错码，感受人类在克服噪声、保证数据可靠性方面的智慧结晶。 第一篇：信息之源——认识信息的本质 本篇将带领读者建立对信息的宏观认知。我们首先会探讨“信息”究竟是什么？它是否仅仅是数据，还是包含了更深层次的意义和关联？我们将借鉴哲学、语言学和认知科学的视角，来理解信息在不同维度上的存在。 第一章：信息的定义与度量 我们将深入解析克劳德·香农提出的信息熵概念，理解信息量与不确定性的关系。通过生动形象的比喻，例如猜谜游戏，来阐述信息量的大小如何影响我们猜测的效率。 我们会介绍信息度量的基本单位——比特，以及它在数字信息中的核心地位。 本章将引导读者思考，在现实世界中，除了数字信息，还有哪些形式的信息可以被量化和度量，以及这种度量背后的挑战。 第二章：信息的载体与传播 我们将回顾信息在不同媒介上承载的历程，从口头传说、文字、印刷术，到电报、电话、广播、电视，再到互联网。 深入分析不同媒介在信息传输效率、保真度和成本上的差异。 我们会探讨信息传播中的“噪声”问题，以及噪声如何影响信息的完整性。 第二篇：编码的魔法——让信息有序化 信息一旦被度量和理解，就需要被转化为一种可以被计算机或通信系统处理的形式，这就是编码。本篇将是本书的核心，我们会详细阐述各种编码技术的原理、应用及其背后的设计哲学。 第三章：数据压缩——“无损”与“有损”的智慧 我们将从无损压缩开始，介绍霍夫曼编码、算术编码等经典算法，理解它们如何通过统计学原理，为频繁出现的数据分配更短的代码，从而实现数据量的压缩。 接着，我们会转向有损压缩，例如 JPEG 和 MP3 的原理，探讨在不显著牺牲人类感官体验的前提下，如何大幅度削减冗余信息。 本章将引导读者思考，在不同应用场景下，选择何种压缩策略是更为恰当的，以及压缩的极限在哪里。 第四章：信源编码——将信息转化为比特流 本章将聚焦于将原始信息（如文本、图像、音频）转化为二进制比特流的过程。 我们会讲解ASCII、UTF-8等字符编码系统，理解它们如何为文字赋予数字身份。 介绍图像、音频、视频等媒体格式的编码方式，例如位图、矢量图的编码差异，PCM、AAC音频编码的特点，以及H.264、HEVC视频编码的演进。 我们将探讨这些编码背后的标准化过程，以及不同编码格式在兼容性和效率上的权衡。 第五章：信道编码——对抗干扰，守护信息 这是信息传输中最具挑战性的环节。我们将深入探讨信道编码的核心目标：在存在噪声和干扰的通信环境中，如何检测并纠正错误。 我们将从简单的奇偶校验码、循环冗余校验（CRC）开始，理解错误检测的基本原理。 接着，我们将进入纠错码的殿堂，详细介绍汉明码、卷积码、里德-所罗门码（RS码）等经典纠错码的编码与解码过程。 我们会分析这些纠错码的性能指标，例如纠错能力、编码效率，以及它们在CD、DVD、卫星通信、移动通信等领域的广泛应用。 本书还将触及更先进的现代编码技术，如低密度奇偶校验码（LDPC）和极化码（Polar codes），揭示它们如何在现代通信系统中实现接近香农极限的性能。 第六章：加密编码——守护信息的隐私与安全 本章将探讨编码在信息安全领域的应用。我们会区分对称加密和非对称加密，理解它们的基本工作原理。 介绍经典加密算法，如DES、AES，以及公钥加密系统，如RSA。 我们将阐述哈希函数在数据完整性验证和密码学中的作用，理解其“单向性”和“抗碰撞性”。 本书将引导读者认识到，编码不仅仅是传输的工具，更是保障信息不被非法访问和篡改的坚实盾牌。 第三篇：编码的未来——智慧与创新的前沿 随着技术的发展，编码理论也在不断演进，以应对日益增长的数据量和更复杂的应用需求。本篇将展望编码技术的未来发展方向。 第七章：纠错码的最新进展与挑战 我们将探讨量子计算对传统加密编码的挑战，以及量子纠错码的研究进展。 介绍在极高速通信、物联网等新兴领域对低延迟、高可靠性编码的需求。 分析新型纠错码的设计思路，以及它们在硬件实现上的优化。 第八章：编码与人工智能的融合 我们将探讨如何利用机器学习和深度学习技术来设计更高效的编码器和解码器。 分析神经网络在数据压缩、纠错以及模式识别等方面的潜力。 展望编码与人工智能结合，在智能通信、大数据分析等领域的应用前景。 第九章：编码伦理与社会影响 在信息的海洋中，编码扮演着至关重要的角色。本章将引发读者对编码技术所带来的伦理和社会影响的思考。 例如，数据压缩技术在数字鸿沟上的作用，加密技术在隐私保护与执法之间的平衡，以及算法偏见在编码过程中的潜在影响。 我们将鼓励读者思考，如何在技术发展的浪潮中，确保编码技术的应用能够服务于人类的共同福祉。 《信息之海：编码的艺术与智慧》是一次深入的探索之旅。它旨在为读者提供一个全面而深刻的视角，去理解信息世界运行的底层逻辑，以及编码技术如何成为连接信息、构建数字世界的关键桥梁。无论你是技术爱好者、学生，还是希望更深入理解这个信息时代运作方式的任何人，本书都将为你打开一扇通往知识与智慧的窗户。我们相信，通过对编码的深入了解，你将能够更自信地航行在这片信息之海中，并从中发现无限的可能。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我对于《应用信息与编码理论》这本书的期待原本并不高，认为它可能会是另一本堆砌理论、缺乏实践的学术专著。然而，读完之后，我的看法发生了180度的大转变。这本书最大的亮点在于其“应用”的视角，作者并没有把读者孤立在抽象的数学符号之中，而是始终将信息理论和编码技术置于广阔的应用背景之下进行阐述。从通信系统的设计到数据压缩的优化，再到信息安全的保障，书中几乎涵盖了信息编码在现代技术中所扮演的关键角色。我特别喜欢作者对不同编码体制在实际部署中所面临的挑战与权衡的分析，例如，他在讨论如何平衡编码的复杂度和纠错能力时，就展示了理论模型与实际工程之间的微妙关系。这本书让我深刻地认识到，我们习以为常的数字生活，其背后蕴含着如此精妙的信息科学原理。它不仅仅是一本知识的集合，更是一扇通往理解现代技术运作机制的窗口，对于任何想要深入了解信息领域的朋友都极具价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是出乎我的意料！原本我以为它会是一本硬邦邦的理论著作，充斥着各种复杂的公式和晦涩的术语，可能会让人读得昏昏欲睡。但事实恰恰相反，作者的叙述方式非常引人入胜，他能够将那些看似抽象的概念，通过生动形象的比喻和贴近生活的例子，巧妙地融入其中。我尤其喜欢他关于信息熵的讲解，以前总觉得这个东西离我很遥远，但读完之后，我恍然大悟，原来我们每天接触到的很多事物，比如天气预报的准确性、一段文本的压缩率，甚至是我们交流时的信息量，都和信息熵息息相关。作者没有停留在理论层面，而是花了大量篇幅探讨这些理论在实际应用中的巨大价值，比如在通信、数据存储、甚至在生物信息学等领域是如何发挥关键作用的。他对于编码技术如何在保证信息传输效率的同时，又能有效抵抗噪声干扰的阐述，让我对我们习以为常的数字世界有了更深层次的理解。这本书让我感觉自己像是在进行一场智力探险，每翻一页，都会有新的发现和惊喜，真的非常值得推荐给所有对信息科学感兴趣的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

我真的非常享受阅读《应用信息与编码理论》的过程。这本书的叙事方式非常独特，它不像我之前读过的许多技术类书籍那样干巴巴地罗列知识点，而是以一种非常自然、流畅的方式将复杂的概念层层剥开。作者在解释信息熵时，没有直接抛出复杂的数学公式，而是先从生活中最简单的例子入手，比如“天气预报有多准”，这立刻就拉近了我和书本的距离。接着，他一步步引导我们理解信息量是如何被量化的，以及为什么信息熵是衡量信息不确定性的最佳指标。而在编码理论部分，作者更是将各种编码方法，无论是早期的简单编码，还是现代的纠错编码，都讲得清晰易懂，并且重点强调了它们在不同应用场景下的优势和劣势。我特别欣赏他对于纠错编码如何应对通信过程中出现的噪声和干扰的详细讲解，这让我对我们日常使用的通信技术有了更深的敬畏。这本书的结构安排也非常合理，它既有理论深度，又不失实践指导意义，让我不仅学到了知识，更学会了如何思考信息和编码问题。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始拿到这本书时，我的内心是有些忐忑的。毕竟，“应用信息”和“编码理论”这两个词汇组合在一起，很容易让人联想到那些枯燥乏味的数学推导和算法分析。然而，当我翻开第一页，就被书中那种严谨又不失活泼的写作风格所吸引。作者并非一味地罗列公式，而是循序渐进地构建知识体系，从最基础的信息度量单位开始，逐步深入到更复杂的编码方案。我特别欣赏作者对各种经典编码算法的剖析，例如香农编码、霍夫曼编码，他不仅详细解释了它们的原理，更重要的是，他分析了它们各自的优缺点以及适用的场景。这种深入浅出的讲解，让我能够清晰地理解每一种编码技术是如何在不同的应用环境中优化信息传输的。书中还穿插了一些历史故事和科学家的轶事，让整个阅读过程充满了趣味性，一点也不显得单调。通过这本书，我不仅巩固了已有的知识，更学到了许多关于信息压缩、纠错编码等方面的全新概念，对于我理解现代通信技术和数据安全有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本《应用信息与编码理论》简直是一本宝藏！我之前对信息论和编码方面的了解仅限于一些碎片化的概念，一直想系统地学习一下，但总是找不到合适的入门书籍。这本书就完美地填补了我的空白。作者的逻辑非常清晰，他从信息的最基本定义出发，一步步引导读者理解信息量、熵、信道容量等核心概念。最让我印象深刻的是，他对于不同编码方式的讲解，不仅仅是理论上的描述，更是通过大量实际例子来印证。比如，他在讲解如何通过冗余来纠错时，就用了非常形象的比喻，让我一下子就明白了其中的原理。而且，这本书在“应用”层面做得非常出色，它并没有停留在纯理论的研究，而是详细介绍了这些信息论和编码理论是如何在实际生活中得到应用的，从我们每天使用的手机通信、互联网数据传输，到更专业的领域如卫星通信、数据存储、甚至是人工智能中的数据处理，书中都有深入的阐述。这本书的阅读体验非常好，即使对于初学者来说，也不会感到难以理解。