【假一罚四】信息论与编码理论(信息与通信工程第2版高等学校电子信息类专业系列教材)

自2010年本书第1版出版以来，受到广大教师和学生的欢迎，在此表示感谢。十年间，信息技术有了突飞猛进的发展，人工智能、移动通信、信息安全等领域的技术发展逐渐改变了人们的生产和生活方式。信息论的理论和方法在其中发挥了重要作用，也迫使编码技术有了进一步的发展。热心的老师和学生们也提出了不少合理化建议。因此，清华大学出版社和我们决定对第1版进行修订。
第2版在内容组织上没有发生大的变化，仅做了三处改动： 增加了2.3.6节交叉熵和相对熵，将原7.5.3节离散余弦变换替换为变换编码的广泛应用，增加了8.8节简要介绍移动通信中的新型信道编码，便于选用本教材的教师继续按照原有教学计划组织教学。第2版仍然提供电子教案、习题答案、试题库、实验系统等资源。
第2版的主要变化体现在对例题和习题的改动。删除了使用过时技术做例子的例题，如与串口通信、MP3等相关的例题已经删除。增加了更多以人工智能、机器学习、移动通信、信息安全等为背景的例题和习题。秉承第1版“通过读者身边看得见、摸得着的例子来解释”的原则，进一步加强工程背景，用学生熟知的例子引入知识点，逐步深入到理论背后的东西，增加学生的感性认识。避免单纯的公式形式化推导，重在讲明原理，重在对知识的灵活应用。此外，还进一步规范了文字描述，使得行文更加流畅。
第2版的修订得到了清华大学出版社一如既往的支持，在此表示感谢。第2版依然诚恳期望读者赐教和指正。
作者2021年3月

信息论和编码理论是20世纪40年代末期由美国数学家香农等创立的，经过几十年的发展，现已成为信息科学的基础理论。
信息论和编码理论是从工程实践中抽象概括出来的理论知识，既具有很强的理论性，又有广泛的工程实践背景。初学者往往由于缺乏这种实践背景，很难理解其中的理论知识。本书力图通过读者身边看得见、摸得着的例子来解释这些理论问题。讲解深入浅出，重点在于对理论知识含义的说明，而非枯燥的证明。
本书共分8章。第1章是绪论，介绍信息、通信系统模型、离散与连续等内容。第2章介绍信息的统计度量，也是信息论的基本概念，包括自信息量、互信息量、平均自信息(熵)、平均互信息等，这一章是后续章节的基础。第3章和第4章分别讨论离散信源和离散信道。第5章概要介绍连续信源和连续信道。第6章和第7章分别讨论无失真信源编码和限失真信源编码。第8章讨论了信道编码。
本书作者一直从事“信息论与编码理论”的教学工作，为了满足信息安全、计算机、通信工程等相关专业人才培养的教学需要，在已有教学经验的基础上编写了本书，并开发了一套“信息论与编码理论实验系统”。该系统能够直观演示信源、信道、信源编译码、信道编译码对数据的处理过程，便于学生建立感性认识，加深对理论知识的理解。本书中多次用到实验系统的输出结果来说明问题。
本书由姜楠、王健共同编写。苏桂莲、李川编写了书中用到的MATLAB程序，姜志云、田秀珍、黄海波、杨晓燕绘制了书中用到的部分插图，王树更、马玉英、蔡智文设计了书中部分例子，张明子、秦国玲、葛永德、杨红林帮助整理了习题和习题答案，姚雅欣、王勇、陈丹威、刘伟参与了试题库管理系统的编写工作。清华大学出版社的陈志辉、文怡编辑为本书的出版做了大量的工作。本书出版得到了北京工业大学重点课程(群)优秀教学团队建设项目的资助。
由于作者水平和时间所限，书中难免有不妥之处，诚恳期望读者赐教和指正。
作者2010年5月

本书系统讨论了香农信息理论中的基本概念和相关问题，介绍了信源、信道、信源编码、信道编码的一般原理和基本方法。全书内容分为8章，包括绪论、信息的统计度量、离散信源、离散信道、连续信源和连续信道、无失真信源编码、限失真信源编码、信道编码。 本书深入浅出，可作为信息工程、通信工程、信息安全、计算机应用等相关专业本科生和研究生的教材或教学参考书，也可作为从事信息理论、信息技术、通信系统、信息安全研究的科研和工程技术人员的参考用书。

• 通过读者身边看得见、摸得着的例子来解释理论问题，讲解深入浅出。
• 避免单纯的公式形式化推导，重在讲明原理，重在对知识的灵活应用。
• 提供了更多以人工智能、机器学习、移动通信、信息安全等为背景的例题和习题，加强工程背景，增加感性认识。
• 精心设计了多个例子，每个例子可以贯穿多个章节，便于理解前后知识点之间的关系和作用。
• 配套资源丰富，包括教学大纲、PPT课件、习题解答、试题库和实验系统，便于教学和自学。