信息论与编码 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:179

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出版时间:2001-1

价格:22.00元

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isbn号码:9787563505241

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• 信息论与编码
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• 专业技术/行业视野/职场
• 信息论
• 编码学
• 通信原理
• 数据压缩
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好的，这是一份关于一本名为《信息论与编码》的图书的详细简介，内容严格围绕信息论和编码理论展开，不提及其他不相关的主题。 --- 图书名称：信息论与编码 作者： [此处留空，或填写作者信息] ISBN： [此处留空，或填写ISBN] 装帧： 精装/平装 页数： 约XX页 定价： 人民币XX元 --- 图书简介 《信息论与编码》是一部系统、深入探讨信息科学核心基础理论及其在通信、存储和数据处理等领域应用的权威著作。本书旨在为读者构建一个坚实的理论框架，使读者能够深刻理解信息的本质、量化方法以及高效、可靠传输和存储信息所依赖的数学工具。全书内容涵盖了信息论的经典概念、信道编码与信源编码的核心技术，并辅以丰富的数学推导和实际案例分析，力求在理论的严谨性与工程应用的直观性之间取得完美的平衡。 第一部分：信息论基础——信息的量化与度量 本书的开篇聚焦于信息论的基石——信息的量化。我们首先从概率论和随机变量的角度出发，对“信息”这一抽象概念进行精确的数学定义。 香农熵（Shannon Entropy）： 本部分详细阐述了香农熵作为衡量随机变量不确定性或信息量的核心指标。我们不仅会推导熵的基本性质，如非负性、单调性、可加性，还会深入探讨不同类型随机变量（离散、连续）的熵的计算方法。重点分析了联合熵、条件熵和互信息，这些概念是理解多变量系统之间信息依赖关系的关键。互信息是衡量两个随机变量之间统计相关性的重要工具，我们将展示其在特征选择和数据关联分析中的应用潜力。 信息度量与不等式： 读者将学习到克拉夫特不等式（Kraft's Inequality），这是在构造前缀码时必须遵循的基本约束，它为我们理解可变长编码的极限奠定了数学基础。此外，本书还将介绍相对熵（Kullback-Leibler Divergence, KL 散度），用以量化两个概率分布之间的差异，这在统计推断和模型比较中扮演着至关重要的角色。 数据压缩的极限： 基于信息论的度量，我们将推导出信源编码定理（Source Coding Theorem），即著名的香农第一定理。该定理确立了在无损压缩下，数据所需的最小平均比特数（即信源的熵值），为所有后续的信源编码技术设定了理论上的最优界限。 第二部分：信源编码（数据压缩） 本部分深入探讨如何根据信息论的指导，实现对数据源的高效无损压缩。信源编码的目标是以尽可能少的比特数表示信息，同时保证信息内容不丢失。 经典无损编码方法： 我们详细剖析了多种经典且实用的信源编码算法的原理、构造过程和性能分析。 1. 定长编码与变长编码： 比较了定长编码的局限性，并引入变长编码的概念。 2. 霍夫曼编码（Huffman Coding）： 介绍如何利用符号的出现频率构建最优二叉树，实现最小化平均码长的无失真编码。本书将提供详尽的算法步骤和性能分析，证明其在实际应用中的高效性。 3. 算术编码（Arithmetic Coding）： 相较于霍夫曼编码对单个符号进行编码，算术编码能够更有效地处理符号序列，趋近于熵的理论极限。我们将讲解其核心思想——将整个信息序列映射到 (0, 1) 区间内的一个小数表示，并分析其在现代压缩标准中的地位。 4. 字典法编码（如 Lempel-Ziv 算法族，LZ77/LZ78）： 探讨基于历史数据或短语匹配的自适应编码技术，这是JPEG、ZIP等主流压缩格式的基础。 有损信源编码（基于率失真理论）： 在信源编码的更高层次，本书引入了率失真理论（Rate-Distortion Theory）。我们将介绍失真函数的选择（如均方误差 MSE），推导率失真函数 $R(D)$，它定义了在给定可接受失真水平 $D$ 下，传输或存储信息所需的最小比特率 $R$。这为MP3、MPEG等有损压缩技术提供了理论指导。 第三部分：信道编码（纠错与可靠传输） 信道编码是信息论在工程应用中最辉煌的成就之一。本部分的核心在于如何对抗信道中的噪声和干扰，实现可靠的信息传输。 噪声信道模型与信道容量： 我们首先对通信系统中的噪声信道（如二元对称信道 BSC、高斯信道 AWGN）进行数学建模。关键在于引入信道容量 $C$ 的概念，即香农第二定理所确定的，在存在噪声的情况下，信息可以被可靠传输的极限速率。我们将推导离散信道容量和连续信道容量（香农-哈特利定理），阐明信噪比（SNR）对通信性能的决定性影响。 线性分组码： 本部分详细介绍了构造和解码线性分组码的方法。 1. 代数基础： 引入有限域（Galois 域，GF(q)）上的代数结构，这是构造代数码的数学基础。 2. 编码与解码： 讲解如何使用生成矩阵 $G$ 和校验矩阵 $H$ 进行编码和错误检测。重点分析伴随式（Syndrome）的计算及其在错误定位中的作用。 3. 经典构造： 深入剖析汉明码（Hamming Codes），展示它们如何实现“单错可纠正”的特性，并计算其最小距离和纠错能力。此外，还将介绍循环码及其代数结构。 卷积码与 Viterbi 译码： 针对连续数据流的应用，本书介绍了卷积码。我们利用状态图（State Diagram）和网格图（Trellis Diagram）来描述编码过程。随后，我们将详细阐述维特比算法（Viterbi Algorithm），这是一种高效的、基于最大似然准则的解码方法，用于从含噪信道中恢复出最可能的原始信息序列。 前向纠错的现代方法： 为跟上现代通信系统的前沿发展，本书最后介绍了高性能的纠错码。 1. Reed-Solomon (RS) 码： 阐述其在CD、DVD和数据存储中的广泛应用，重点解释其在有限域上的多项式表示及其高效的代数解码原理。 2. Turbo 码与LDPC 码： 简要介绍这些接近香农极限的现代编码技术的基本思想，包括迭代译码的原理，为读者理解5G、WiFi等现代通信协议中的纠错机制打下基础。 总结与展望 《信息论与编码》不仅是一本教材，更是一份通往现代通信、信号处理和数据科学核心领域的路线图。通过对熵、容量、压缩效率和可靠传输极限的深刻理解，读者将能够批判性地评估现有技术，并有能力设计和优化未来的信息系统。本书的知识结构紧密相连，从抽象的概率度量到具体的工程实现，旨在培养读者严谨的数学思维和解决复杂信息问题的能力。 适用对象： 电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、数学、物理学等专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域的工程技术人员。

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这本书的封面设计很有特色，我第一眼看到就觉得它很高大上，简约而不失专业感。封面上那深邃的蓝色背景，似乎象征着知识的海洋，而中间那几个醒目的白色字体，又像是黑暗中指引方向的灯塔。我一直对信息和编码这方面的东西很感兴趣，总觉得里面蕴含着很多奥秘，能揭示事物本质的规律。我猜这本书应该会从信息是如何被度量、传输和处理的角度来讲解，也许会涉及一些关于熵、信道容量、纠错码之类的概念。我特别希望它能用清晰易懂的语言来解释那些听起来很抽象的理论，而不是堆砌一堆公式和专业术语。毕竟，理论知识固然重要，但如果不能很好地理解和应用，那它的价值就会大打折扣。我期待这本书能够像一个引路人，带我走进信息论的世界，让我领略到信息和编码的魅力，或许还能让我对我们生活中无处不在的信息流动有更深刻的认识。我也会关注它在实际应用方面的介绍，比如在通信、数据存储、甚至人工智能领域，这些理论是如何发挥作用的。

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这本书的内容对我来说，简直就像打开了一扇全新的大门。我原本以为信息论和编码只是纯粹的数学和计算机科学的范畴，但阅读之后我才发现，它其实与我们生活的方方面面都息息相关。从我们手机上信息的传输，到网络上的数据存储，再到人工智能的学习和决策，背后都离不开信息论和编码的原理。我特别喜欢书中关于信息冗余和纠错码的讲解，这让我明白了为什么我们在传输数据的时候，即使信号有损耗，信息依然能够准确无误地到达目的地。而且，书中还涉及了一些信息安全的知识，比如加密和解密，这让我对如何保护个人隐私有了更深的认识。我感觉这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本科普读物，它用一种非常平易近人的方式，将那些看似高深莫测的知识讲解得清晰透彻。我迫不及待地想将书中学习到的知识运用到我的学习和工作中，去探索更多信息和编码的奥秘。

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我拿到这本书的时候，就被它厚实的分量和纸张的质感吸引了。翻开目录，看到那些章节标题，我脑子里立刻浮现出各种各样的画面。比如“香农熵”，我就会想到那些信息传递的概率模型，还有“信道编码”，我就会想象着信号在传输过程中可能遇到的干扰和噪声，以及如何通过增加冗余来保证信息的可靠性。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更希望它能通过大量的实例来佐证和阐述这些理论。比如，在讲解某个编码方案的时候，能否给出一个实际的例子，说明它是如何工作的？或者在讨论信息压缩的时候，能否展示一些实际应用，比如JPEG、MP3之类的压缩格式是如何实现的？我对于那些能够将抽象概念具象化的讲解方式非常期待。另外，我也会留心书中是否有关于编码效率和鲁棒性的讨论，这对于实际应用来说至关重要。我希望这本书能让我不仅知其然，更能知其所以然，并且能够将学到的知识应用到实际的问题解决中去。

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这本书的语言风格我非常喜欢，虽然内容专业，但译者/作者在翻译/写作过程中，尽可能地使用了大家都能理解的语言。一些复杂的概念，也通过类比或者形象的比喻来解释，让初学者也能较快地掌握。我特别欣赏书中对历史背景的介绍，比如信息论是如何起源的，香农的伟大贡献，这些都能让我更好地理解这个学科的发展脉络。在阅读过程中，我发现书中不仅仅局限于理论的阐述，还穿插了一些历史故事和科学家的轶事，这让枯燥的理论知识变得生动有趣。我感觉这本书更像是一个有温度的导师，在耐心细致地引导着我。比如，在讲到信源编码的时候，我脑海中立刻就联想到了我们日常生活中使用的各种压缩算法，以及它们是如何工作的。我也希望这本书能让我认识到信息论在现代科技中的重要性，比如在互联网、移动通信、甚至生物信息学等领域，信息论都扮演着至关重要的角色。

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这本书的深度和广度都让我感到惊讶。我原本以为它会仅仅围绕着香农信息论的核心概念展开，但没想到它还深入探讨了许多相关的领域，例如模糊信息论、量子信息论，甚至还涉及了一些密码学的基础知识。让我特别印象深刻的是，书中在讲解每一个概念的时候，都非常注重逻辑的严谨性和推理的清晰性。它没有止步于给出结论，而是详细地展示了推导过程，这对于我这种喜欢刨根问底的读者来说，无疑是一份巨大的惊喜。此外，书中还提供了一些非常具有挑战性的思考题和练习题，这不仅能够帮助我巩固所学知识，还能激发我进一步的思考和探索。我感觉这本书的编写者在内容的设计上，充分考虑到了不同层次读者的需求，既有入门的基础讲解，也有深入的专题探讨，可以满足不同程度的学习者的需要。

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