信息论:基础理论与应用

图书标准信息

• 作者 傅祖芸
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2022-01
• 版次 1
• ISBN 9787121339462
• 定价 89.90元
• 装帧 其他
• 页数 472页

【内容简介】

本书是\"十二五”普通高等教育本科规划教材，且为教育部评选的\"2008年度普通高等教育精品教材”。 本书系统地论述了香农信息论基本理论及某些应用问题，基本覆盖了信息论的各个方面的内容。内容包括：信息的定义和度量；各类离散信源和连续信源的信息熵；有记忆、无记忆、离散和连续信道的信道容量；香农信息论的三个基本定理：无失真信源编码定理、限失真信源编码定理和信道编码定理；网络信息理论及保密系统的信息理论。本书还介绍了无失真数据压缩(即无失真信源编码)的实用的编码算法与方法，以及信道纠错编码的基本内容和分析方法；后简要地介绍了信息论与热力学、光学、统计学、生物学和医学等其他学科交叉结合的应用内容。尤其是新增第13章,介绍量子力学与信息理论交叉结合而飞速发展起来，又极具诱人前景的量子信息科学。

【作者简介】

傅祖芸 女  1956年入北京大学物理系，1960年抽调北大无线电系任教，1963年毕业于北京大学无线电电子学系无线电物理专业。曾任教于中国科学技术大学，中国科学院研究生院，现任中国科学院大学教授。中国通信学会中国通信理论委员会第二、三、四届委员。享受国务院政府特殊津贴。并2008年荣获中国科学院研究生院杰出贡献教师表彰。曾为本科生和研究生讲授脉冲与数字电路、信息论、编码理论、信息论与编码、信源编码与数据压缩等多门课程。主要从事信源压缩编码及图像与信息处理应用于生物医学领域的研究。发表论文近20篇。主要著作：《信息论基础》 、《信息论——基础理论与应用》 、《信息论与编码》 、《信息论与编码学习辅导及习题详解》 、《信息理论与编码学习辅导及精选题解》 。翻译十余本计算机应用软件的书籍。

【目录】

目录

第1章绪论

11信息的概念

12信息论研究的对象、目的和内容

13信息论发展简史与信息科学

第2章离散信源及其信息测度

21信源的数学模型及分类

22离散信源的信息熵

221自信息

222信息熵

23信息熵的基本性质

24信息熵的性定理

25离散无记忆的扩展信源

26离散平稳信源

261离散平稳信源的数学定义

262二维离散平稳信源及其信息熵

263离散平稳信源的极限熵

27马尔可夫信源

271马尔可夫信源和m阶马尔可夫

信源的定义

272马尔可夫信源和m阶马尔可夫

信源的信息熵

28信源剩余度与自然语言的熵

29意义信息和加权熵

小结

习题

第3章离散信道及其信道容量

31信道的数学模型及分类

311信道的分类

312离散信道的数学模型

313单符号离散信道的数学模型

32平均互信息及平均条件互信息

321信道疑义度

322平均互信息

323平均条件互信息

33平均互信息的特性

34信道容量及其一般计算方法

341离散无噪信道的信道容量

342对称离散信道的信道容量

343准对称信道的信道容量

344一般离散信道的信道容量

35信道容量的迭代算法

351信道容量的迭代算法

352信道容量迭代算法的收敛性

36离散无记忆扩展信道及其信道容量

37独立并联信道及其信道容量

38串联信道的互信息和数据处理定理

39信源与信道的匹配

小结

习题

第4章波形信源和波形信道

41波形信源的统计特性和离散化

42连续信源和波形信源的信息测度

421连续信源的差熵

422连续平稳信源和波形信源的差熵

423两种特殊连续信源的差熵

43连续信源熵的性质及差熵定理

431差熵的性质

432具有差熵的连续信源

44连续信源熵的变换

441坐标变换后概率密度函数的变化

442坐标变换后差熵的变化

45熵功率

46连续信道和波形信道的分类

461按信道输入和输出的

统计特性分类

462按噪声的统计特性分类

463按噪声对信号的作用功能分类

47连续信道和波形信道的信息传输率

471基本连续信道的平均互信息

472多维连续信道的平均互信息

473波形信道的信息传输率

474连续信道平均互信息的特性

48连续信道和波形信道的信道容量

481单符号高斯加性信道

482单符号非高斯加性信道

483多维无记忆高斯加性连续信道

484多维有记忆高斯加性连续信道

485限带高斯白噪声加性波形信道

486有色高斯加性波形信道

487香农公式的重要实际指导意义

小结

习题

第5章无失真信源编码定理

51编码器

52等长码

53渐近等分割性和ε典型序列

54等长信源编码定理

55变长码

551可译变长码与即时码

552即时码的树图构造法

553克拉夫特(Kraft)不等式

554可译变长码的判断法

56变长信源编码定理

小结

习题

第6章有噪信道编码定理

61错误概率和译码规则

62错误概率与编码方法

63联合ε典型序列

64有噪信道编码定理

65联合信源信道编码定理

小结

习题

第7章保真度准则下的信源编码

71失真度和平均失真度

711失真度

712平均失真度

72信息率失真函数及其性质

721信息率失真函数

722信息率失真函数的性质

73二元信源和离散对称信源

的R(D)函数

731二元对称信源的R(D)函数

732离散对称信源的R(D)函数

74信息率失真函数的参量表述及其计算

75信息率失真函数的迭代算法

76连续信源的信息率失真函数

761连续信源的信息率失真函数

762高斯信源的信息率失真函数

763连续信源R(D)函数的参量

表述及其计算

77保真度准则下的信源编码定理

771失真ε典型序列

772保真度准则下信源编码定理

的证明

78联合有失真信源信道编码定理

79限失真信源编码定理的实用意义

小结

习题

第8章无失真的信源编码

81霍夫曼（Huffman）码

811二元霍夫曼码

812r元霍夫曼码

813霍夫曼码的性

82费诺（Fano）码

83香农-费诺-埃利斯码

84游程编码和MH编码

841游程编码

842MH编码

85算术编码

86字典码

861LZ77编码算法

862LZ78编码算法

863LZW编码算法

864LZ码复杂度和性能分析

小结

习题

第9章信道的纠错编码

91差错控制的基本形式

92纠错码分类及基本概念

921纠错码分类

922纠错码的基本概念及其

纠错能力

93线性分组码

931一致校验矩阵和生成矩阵

932伴随式及标准阵列译码

933汉明码

94循环码

941循环码结构及其多项式描述

942循环码的生成多项式和

生成矩阵

943循环码的校验多项式和伴随式

944循环码的编、译码器

95卷积码

951卷积码的解析表示

952卷积码的图解表示

953卷积码的维特比译码

小结

习题

第10章网络信息论

101通信网信道的分类

102多个随机变量的联合典型序列

103相关信源编码

104多址接入信道

1041离散多址接入信道

1042多址接入高斯噪声信道

105相关信源和多址接入信道

1051相关信源和多址接入

信道的对偶性

1052相关信源的多址接入信道

106广播信道

107中继信道

108具有边信息的信源编码

109具有边信息的数据压缩

小结

习题

第11章保密系统的基本信息理论

111保密学的基本概念

112保密系统的数学模型

113古典密码体制

1131单表密码

1132移位代换密码

1133乘数密码

1134固定周期d的位移置换

1135多表代换密码

114完全保密性

115理论保密性

116实际保密性

小结

习题

第12章信息论与其他学科的关系和

应用

121信息熵与热力学熵

122信息论与光学

1221光学信息量

1222光量子信道的信道容量

1223熵光学图像恢复

123熵原理与谱估计

1231高斯随机过程的熵率

1232伯格的熵定理

124信息论与生命科学

1241DNA到蛋白质的通信系统

1242信息系数与信息分类

1243医学中的信息分析

小结

第13章量子信息科学简介

131量子力学的基本概念

1311波粒二重性和光量子

1312波函数和量子态

1313量子态叠加原理

1314量子测量与量子态塌缩

1315测不准原理

1316量子纠缠和纠缠态

1317量子隐形传态

132量子通信与量子保密通信

1321量子通信的基本概念

1322量子通信的优越性

1323量子通信密钥分发和量子

隐形传态

1324量子通信的发展现状与前景

133量子信息论

1331量子比特

1332量子信息中的冯·诺依曼熵

1333量子信源编码定理

1334量子信道的信道编码

附录

附录A凸函数和詹森不等式

附录B马尔可夫链

B1马尔可夫链的定义

B2转移概率和转移矩阵

B3各态历经定理

附录C熵函数的函数表

附录D所用符号及编写说明

参考书目和文献