信息論簡明教程 梁棟,張興 9787563520442 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

梁棟，張興 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼理論
• 通信原理
• 信息處理
• 數據壓縮
• 機器學習
• 模式識彆
• 信號處理
• 數學基礎
• 高等教育

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563520442

商品編碼：29465197126

包裝：平裝

齣版時間：2009-08-01

基本信息

書名：信息論簡明教程

定價：18.00元

作者：梁棟,張興

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2009-08-01

ISBN：9787563520442

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書是專為應用型高等院校電子信息類專業本科生撰寫的一本教材。考慮到讀者的實際情況，本書選取瞭信息論中的核心內容和基礎內容作為講述的重點，對於信息論中比較艱深的概念和數學推導做瞭適當的刪減。全書分為正文和附錄兩個部分。正文分為7章，內容包括：數學基礎迴顧、信息的度量、信源與信源熵、信道與信道容量、信源編碼初步、信道編碼初步等；附錄分為5個部分，附錄A給齣瞭各章習題的詳細解答，附錄B～E給齣瞭若乾定理的證明以及部分算法的源程序。與同類信息論書籍相比，本書閱讀門檻較低，習題解答詳細，可供獨立學院學生、自考生、成教生和廣大自學愛好者使用。

目錄

---

章 緒論
1.1 信息的概念及香農信息論的發展史
1.2 香農信息論的研究對象、目的和內容
1.3 信息論的發展
1.4 如何學好信息論
第2章 數學基礎迴顧
2.1 離散概率論
2.1.1 事件的概率
2.1.2 條件概率、全概率公式與貝葉斯公式
2.1.3 離散型變量及其分布
2.1.4 二維離散型變量的聯閤分布、邊緣分布和條件分布
2.1.5 離散型變量函數的分布
2.1.6 離散型變量的數字特徵
2.2 過程初步
2.2.1 過程與序列
2.2.2 馬爾可夫鏈
第3章 信息的度量
3.1 自信息、平均自信息和熵
3.1.1 單個事件的自信息
3.1.2 單個事件集閤的平均自信息(變量的信息熵)
3.1.3 熵函數的性質
3.2 聯閤熵與條件熵
3.2.1 兩個事件的聯閤自信息
3.2.2 兩個事件集閤(二維變量)的聯閤熵
3.2.3 兩個事件的條件自信息
3.2.4 兩個事件集閤(二維變量)的條件熵
3.3 互信息與平均互信息
3.3.1 兩個事件的互信息
3.3.2 兩個事件集閤(二維變量)的平均互信息
3.3.3 平均互信息的性質
3.4 平均自信息、聯閤熵、條件熵和平均互信息的數量關係
3.4.1 數量關係總結
3.4.2 數量關係的證明
3.4.3 熵的鏈規則
3.5 本章小結
習題3
第4章 信源與信源熵
4.1 信源的分類及其數學模型
4.2 離散單符號信源
4.3 離散多符號信源
4.3.1 離散平穩無記憶信源
4.3.2 離散平穩有記憶信源
4.3.3 馬爾可夫信源
4.3.4 信源的相關性和剩餘度
4.4 連續信源簡介
4.5 本章小結
習題4
第5章 信道與信道容量
5.1 信道的分類與描述
5.1.1 信道的分類
5.1.2 信道描述
5.2 離散單符號信道及其信道容量
5.2.1 離散單符號信道的數學模型
5.2.2 信道容量的概念
5.2.3 無損信道和無噪信道的信道容量
5.2.4 離散對稱信道的信道容量
5.2.5 一般離散信道的信道容量與信道容量定理
5.3 離散多符號信道及其信道容量
5.3.1 離散多符號無記憶信道的數學模型
5.3.2 離散多符號無記憶信道的信道容量
5.4 組閤信道及其信道容量
5.4.1 獨立並聯信道
5.4.2 串聯信道
5.5 連續信道及其信道容量介紹
5.6 本章小結
習題5
第6章 信源編碼初步
6.1 信源編碼的概念與分類
……
第7章 信道編碼初步
附錄
參考文獻

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

信息論：通往理解世界秩序的密碼 信息，這個我們每天都在接觸的詞語，究竟蘊含著怎樣的力量？它是如何被量化、傳遞、編碼和優化的？在紛繁復雜的世界中，信息扮演著怎樣的角色？《信息論簡明教程》將帶領我們深入探索信息世界的奧秘，揭示其背後的普遍規律和深刻原理。本書旨在以清晰易懂的方式，勾勒齣信息論的宏偉圖景，為讀者建立起一座通往理解世界秩序的堅實橋梁。 第一部分：信息論的基石——信息量與熵 信息論的起點，是對“信息”本身進行科學的定義和量化。當我們接收到一個信息時，它能夠消除我們的不確定性。信息量的大小，就取決於這種不確定性的消除程度。想象一下，如果你知道明天的天氣一定會晴朗，那麼“明天會晴朗”這個信息對你來說就沒有什麼價值；但如果你生活在一個氣候多變的地方，那麼“明天會下雨”或者“明天會齣太陽”這樣的信息，就具有相當大的價值，因為它大大降低瞭你對未來狀態的猜測。 本書將從概率論的角度齣發，引入信息量的概念。一個事件發生的概率越小，它所包含的信息量就越大。例如，擲一枚均勻的硬幣，齣現正麵或反麵的概率都是1/2，信息量相對較低。而如果是一個不均勻的硬幣，齣現某個麵的概率極低，那麼一旦該事件發生，其信息量就會非常大。數學上，我們用對數來衡量信息量，具體公式為：$I(x) = -log_2 P(x)$，其中$P(x)$是事件$x$發生的概率。以2為底的對數，使得我們度量信息量的單位是“比特”（bit），這是信息論中最基本也是最重要的單位。一個比特的信息量，相當於消除對兩個等概率事件的不確定性，例如一次拋硬幣的結果。 在此基礎上，信息論進一步提齣瞭熵的概念。熵，不是我們物理學中那個代錶混亂度的熱力學熵，而是衡量一個隨機變量不確定性或平均信息量的大小。對於一個離散的隨機變量X，其熵的定義為：$H(X) = -sum_{i=1}^n P(x_i) log_2 P(x_i)$。直觀理解，熵越高，隨機變量的不確定性就越大，或者說，要完全確定這個隨機變量的狀態，平均需要的信息量就越多。 例如，一個總是拋齣正麵的硬幣（概率100%為正麵）的熵為0，因為沒有任何不確定性。而一個均勻的硬幣（正麵和反麵概率各為50%）的熵最高，因為它最不可預測。熵的概念是理解信息論後續內容的關鍵，它不僅量化瞭信息，更為信息處理和通信奠定瞭理論基礎。理解熵，就像是掌握瞭衡量信息“純度”和“價值”的標尺。 第二部分：信息的壓縮與編碼——高效傳遞的藝術 有瞭信息量的度量，我們自然會想到一個問題：如何更有效地存儲和傳輸信息？信息論的另一個核心貢獻，就是發展瞭數據壓縮和信源編碼的理論。目標是盡可能地用最少的比特來錶示信息，同時在需要時能夠準確地恢復原始信息。 本書將深入探討各種無損壓縮和有損壓縮的方法。無損壓縮保證瞭信息在壓縮和解壓縮後能夠完全恢復，例如我們常用的ZIP壓縮格式。有損壓縮則允許在壓縮過程中丟失部分信息，以換取更高的壓縮率，例如JPEG圖像和MP3音頻。 在信源編碼方麵，我們將學習諸如霍夫曼編碼這樣的經典方法。霍夫曼編碼是一種基於統計的編碼技術，它為齣現頻率高的符號分配較短的編碼，而為齣現頻率低的符號分配較長的編碼，從而達到整體壓縮的目的。例如，在一個文本文件中，字母“e”齣現的頻率遠高於字母“z”，那麼在霍夫曼編碼中，“e”就會被賦予一個短的代碼，而“z”則會被賦予一個較長的代碼。通過這種方式，整個文本文件占用的存儲空間就會大大減小。 此外，本書還會介紹香農-範諾編碼等其他編碼技術，並分析它們的優缺點。這些編碼技術不僅在數據存儲和文件壓縮領域有著廣泛應用，更在網絡傳輸、通信協議設計等方麵發揮著至關重要的作用。理解這些編碼原理，就像是掌握瞭信息“瘦身”和“精煉”的秘訣，讓信息在有限的資源下發揮最大的效能。 第三部分：信息的傳遞與噪聲——挑戰與應對 信息從發送方傳遞到接收方，幾乎不可避免地會受到噪聲的乾擾。噪聲是通信係統中的“敵人”，它可能導緻信息失真甚至完全錯誤。信息論的核心任務之一，就是研究如何在存在噪聲的情況下，盡可能準確可靠地傳遞信息。 本書將介紹離散無記憶信道模型，這是分析噪聲影響的基本框架。我們將學習如何描述不同類型的噪聲，例如加性高斯白噪聲。然後，我們深入探討信道容量的概念。信道容量是衡量一個信道能夠可靠傳輸信息的最大速率。它由香農在其奠基性論文中提齣，是信息論中最具影響力的概念之一。理解信道容量，就像是瞭解瞭一個通信“管道”的最大“吞吐量”，知道它能承載多少信息而不至於“溢齣”或“丟失”。 為瞭對抗噪聲，信息論發展齣瞭強大的信道編碼技術。信道編碼的目的不是壓縮信息，而是通過引入冗餘來增加信息的健壯性，使得接收方能夠檢測甚至糾正傳輸過程中齣現的錯誤。本書將介紹綫性分組碼，如漢明碼，以及捲積碼等。這些編碼方式通過在原始信息中添加校驗位，構建齣具有糾錯能力的碼字。 例如，漢明碼可以檢測到單個比特錯誤，甚至糾正單個比特錯誤。想象一下，在傳遞一個重要的數字編碼時，即使其中一個數字被打亂瞭，接收方也能根據編碼規則推斷齣原來的數字，從而保證通信的可靠性。學習信道編碼，就像是為信息穿上瞭“鎧甲”，使其能夠抵禦外界的乾擾，安全地抵達目的地。 第四部分：信息論的拓展與應用——跨越學科的智慧 信息論的影響力早已超越瞭通信和計算機科學的範疇，觸及瞭物理學、生物學、經濟學、統計學甚至認知科學等諸多領域。本書將通過介紹信息論在不同學科中的應用，展現其作為一門通用科學的強大生命力。 在機器學習領域，信息論的概念，如互信息和KL散度，被廣泛用於特徵選擇、模型評估和聚類分析。例如，互信息可以衡量兩個變量之間的統計依賴性，幫助我們找到對預測目標變量最有用的特徵。 在物理學中，信息與能量的關係，以及信息在熱力學過程中的作用，正在被信息論的視角所重新審視。黑洞信息悖論等前沿問題，也與信息論有著韆絲萬縷的聯係。 在生物學領域，DNA序列的編碼、基因調控網絡的復雜性，以及生物係統的演化，都可以從信息論的角度進行分析和理解。進化算法等優化技術，也深受信息論的啓發。 此外，信息論還在自然語言處理、語音識彆、圖像處理、密碼學等領域發揮著核心作用。理解信息論，就是掌握瞭一套理解和處理復雜係統的通用工具和思維方式。 結語 《信息論簡明教程》是一本旨在為讀者打開信息世界大門的鑰匙。它循序漸進地介紹瞭信息論的核心概念，從信息的量化到信息的壓縮，從信息的傳遞到信息的應用。本書力求以嚴謹又不失生動的語言，讓讀者深刻理解信息論的原理，並體會其在現代科技和社會發展中的重要意義。無論是對信息科學的初學者，還是對某一特定領域有深入研究的專業人士，本書都將提供寶貴的理論基礎和深刻的洞見，幫助您更好地理解信息，駕馭信息，從而在日新月異的科技浪潮中把握機遇，引領未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書我還沒有來得及翻閱，但從包裝和整體的設計風格來看，我覺得它應該是一本內容嚴謹、排版清晰的學術著作。封麵上“信息論簡明教程”這幾個字，以及作者的名字，都帶著一種學術的莊重感，讓人聯想到知識的深度和理論的嚴謹性。我喜歡那種紙張手感好、印刷清晰的書籍，因為這直接關係到閱讀的體驗。雖然我還沒開始閱讀，但僅僅是看到這本書，我的內心就已經充滿瞭期待。我常常覺得，一本好書不僅僅是內容的載體，更是一種藝術品，它從封麵設計、字體選擇到排版布局，都傳遞著作者和齣版方對知識的態度。這款的包裝給我的感覺就是“紮實”，不是那種花哨的營銷，而是內涵的體現。我希望這本書的內頁也是如此，能夠讓我在閱讀時感受到一種寜靜和專注，沉浸在知識的海洋中，而不是被不必要的視覺乾擾所打擾。我非常期待在接下來的日子裏，能夠一點一點地去啃讀它，去領略信息論的魅力，去探索那些隱藏在數字背後的深刻原理。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在準備考研的學生，信息論是我備考的科目之一。我選擇這本書，主要是看中瞭它“簡明教程”的名頭，希望能夠幫助我高效地梳理知識點，掌握考試的重點和難點。我通常會在閱讀教材的同時，參考一些輔導書或者習題集來加深理解。我希望這本書的內容能夠結構清晰，邏輯性強，能夠幫助我快速建立起對信息論知識體係的整體認知。我更看重的是它在習題方麵的設計。我希望書中能夠包含曆年真題的解析，或者與真題風格類似的模擬題，並且題目能夠覆蓋到信息論的各個重要章節，難度梯度閤理，能夠幫助我檢驗學習效果，發現自己的薄弱環節。我還希望這本書能夠提供一些解題技巧和思路，能夠幫助我在考試中更有效地答題，提高分數。這本書對我來說，不僅僅是一本書，更是我考研路上的一位重要“戰友”，我希望它能夠助我一臂之力，順利通過考試。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對事物充滿好奇心的人，平時喜歡涉獵各種領域。最近我對數據科學和人工智能産生瞭濃厚的興趣，而信息論似乎是連接這兩個領域的一個關鍵橋梁。我瞭解到，信息論中的許多概念，比如熵、互信息等等，在機器學習的算法設計和模型評估中扮演著重要的角色。因此，我抱著學習新知識、拓展思維邊界的目的購買瞭這本書。我希望這本書能夠以一種非專業人士也能夠理解的方式來介紹信息論，避免過多的數學公式堆砌，而是側重於概念的解釋和思想的啓迪。我希望作者能夠用生動有趣的語言，嚮我展示信息論如何解釋我們日常生活中信息傳遞的奧秘，比如為什麼我們能聽懂彆人說話，為什麼有時候信息會丟失，以及如何更有效地存儲和傳輸信息。我期待這本書能夠讓我對信息有一個全新的認識，並為我進一步深入學習數據科學和人工智能打下堅實的基礎，讓我看到知識之間有趣的關聯。

評分☆☆☆☆☆

我目前正在攻讀相關的專業領域，而信息論作為一門基礎學科，其重要性不言而喻。我選擇這本書，很大程度上是因為“簡明教程”這幾個字。在信息爆炸的時代，能夠有一本教程，將復雜晦澀的理論進行精煉和概括，對於我這種需要快速掌握核心知識的學生來說，是至關重要的。我希望這本書能夠摒棄那些過於冗餘的數學推導和曆史考據，直接切入核心概念，用清晰易懂的語言和恰當的比喻來解釋信息、熵、信道容量等關鍵概念。我尤其關注它在案例分析和習題設計上的錶現。理論的學習最終要落到實踐，如果書中能夠提供一些實際的應用案例，比如在通信、編碼、壓縮等領域的應用，那將極大地提升我的學習興趣和理解深度。當然，我也希望能有一些具有挑戰性的習題，能夠幫助我鞏固所學，檢驗我的理解程度，甚至激發我進一步思考的動力。我非常期待這本書能夠成為我學習路上的得力助手，帶領我輕鬆愉快地跨越信息論的門檻。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對信息論的瞭解非常有限，甚至覺得它是一門隻存在於象牙塔裏的理論學科，與我的日常生活相去甚遠。但是，一次偶然的機會，我讀到瞭一篇關於信息論在現代科技中的應用的科普文章，這讓我對它産生瞭濃厚的興趣。這篇文章提到，很多我們習以為常的技術，比如手機通信、網絡傳輸、文件壓縮，背後都有信息論的影子。這讓我覺得，原來這些看似高深的理論，其實離我們並不遙遠，甚至深刻地影響著我們的生活。所以我買瞭這本書，希望能夠係統地瞭解一下信息論的由來和發展，以及它到底是如何支撐起我們今天高度發達的信息化社會的。我希望這本書能夠通俗易懂，沒有太多晦澀難懂的專業術語，能夠讓我這個“小白”也能輕鬆地讀下去，並且有所收獲。我期待著能夠通過這本書，解開我心中關於信息論的種種疑問，讓我對這個世界有更深層次的理解。