教案-信息科學(xué)基礎(chǔ)

1、周次第1周，總第1次課備注章節(jié)名稱第一章、信息科學(xué)與信息技術(shù)概論講講為什么學(xué)習(xí)這門課，樹立學(xué)好這門課的信心教學(xué)目的及要求掌握基本的信息論概念，而且要求能夠和日常生活和學(xué)習(xí)結(jié)合起來，做到活學(xué)活用。掌握信息論基本理論和理想通信系統(tǒng)基本理論。教學(xué)內(nèi)容提要1、向?qū)W生聲明教學(xué)管理的各項規(guī)定及其學(xué)習(xí)本門課的方法2、介紹信息的基本概念3、講述信息論的起源、發(fā)展及應(yīng)用4、介紹信息技術(shù)和信息科學(xué)教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：1、信息的基本概念2、信息論的應(yīng)用處理方案方法設(shè)計作業(yè)練習(xí)特別提示周次第1周，總第2次課備注章節(jié)名稱第二章、信息的度量問題§2.1§2.2.2由于信息論是以概率論為基礎(chǔ)，學(xué)生在概率

2、論方面基礎(chǔ)相對薄弱，所以需要對本堂課涉及的概率論知識加以補(bǔ)充。教學(xué)目的及要求理解信息的不確定性的含義、信息度量的原則、香農(nóng)熵及其產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容提要1、舉例介紹信息不確定性2、介紹信息量的基本度量3、介紹香農(nóng)熵4、證明香農(nóng)熵的定義公式教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：1、理解不確定性及其性質(zhì)2、理解信息基本度量的科學(xué)性和實用性難點(diǎn)：1、信息基本度量的理論依據(jù)2、香農(nóng)熵的產(chǎn)生處理方案方法設(shè)計聯(lián)系實際加強(qiáng)理解作業(yè)練習(xí)作業(yè)：P592特別提示周次第2周，總第3次課備注章節(jié)名稱2.3信源熵、條件熵、聯(lián)合熵、熵函數(shù)的性質(zhì)教學(xué)目的及要求理解熵的本質(zhì)、物理意義和熵的性質(zhì)，掌握各種熵的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以完成熵的基本運(yùn)算。教學(xué)內(nèi)容提要

3、1、信源熵2、條件熵3、聯(lián)合熵4、熵函數(shù)的性質(zhì),包括連續(xù)性、單調(diào)性、曲線特性、極值性教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：熵的運(yùn)算難點(diǎn)：熵的轉(zhuǎn)化關(guān)系處理方案方法設(shè)計聯(lián)系實際，并在課堂多做聯(lián)系題，鞏固知識。作業(yè)練習(xí)P2362.5（4）2.10特別提示周次第2周，總第4次課備注章節(jié)名稱2.4多符號離散平穩(wěn)信源教學(xué)目的及要求掌握多符號離散信源的熵的運(yùn)算規(guī)則，了解極限熵的求解過程。教學(xué)內(nèi)容提要1、離散無記憶擴(kuò)展信源2、離散平穩(wěn)信源的數(shù)學(xué)定義3、離散平穩(wěn)信源的信源熵和極限熵教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：極限熵的求解難點(diǎn)：有限階熵代替極限熵的思想處理方案及方法設(shè)計公式推倒要細(xì)致，講解速度要慢一點(diǎn)。作業(yè)練習(xí)P2362.7特別提示周次

4、第3周，總第5次課備注章節(jié)名稱2.5馬爾可夫信源教學(xué)目的及要求掌握馬爾可夫鏈的性質(zhì)、馬爾可夫鏈信源的定義和各態(tài)遍歷定理。教學(xué)內(nèi)容提要1、馬爾可夫信源定義2、各態(tài)遍歷定理教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：各態(tài)遍歷定理難點(diǎn)：各態(tài)遍歷定理的證明和應(yīng)用處理方案及方法設(shè)計聯(lián)系實際、加強(qiáng)理解作業(yè)練習(xí)P2362.7特別提示周次第3周，總第6次課備注章節(jié)名稱2.5馬爾可夫信源教學(xué)目的及要求掌握馬爾可夫信源熵的普通計算方法和分解方法教學(xué)內(nèi)容提要馬爾可夫信源熵的計算方法和分解方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：對信源分解方法的理解難點(diǎn)：應(yīng)用信源分解方法處理方案及方法設(shè)計結(jié)合其它信源進(jìn)行對比理解。作業(yè)練習(xí)P2382.24特別提示周次第4

5、周，總第7次課備注章節(jié)名稱2.6信源冗余度及信息變差教學(xué)目的及要求掌握冗余的概念，并理解。對信息變差的計算方法要熟悉。教學(xué)內(nèi)容提要信源冗余度的定義和計算方法信息變差的定義和計算方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：信源冗余度的應(yīng)用難點(diǎn)：信息變差的定義和計算方法處理方案及方法設(shè)計闡明信源冗余度與圖形、視頻壓縮的關(guān)系，對不同信源進(jìn)行對比，加深理解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第4周，總第8次課備注章節(jié)名稱2.7連續(xù)信源、連續(xù)信源的熵教學(xué)目的及要求理解連續(xù)信源與離散信源的區(qū)別，了解連續(xù)信源的工程應(yīng)用。掌握連續(xù)信源熵的計算方法。教學(xué)內(nèi)容提要連續(xù)信源熵的定義特殊連續(xù)信源熵的計算連續(xù)信源熵的性質(zhì)和最大連續(xù)信源熵定理教學(xué)重點(diǎn)、

6、難點(diǎn)及重點(diǎn)：特殊連續(xù)信源熵的計算方法難點(diǎn)：特殊連續(xù)信源熵的積分求解處理方案及方法設(shè)計對語音、視頻等連續(xù)信源進(jìn)行舉例分析，加深理解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第5周，總第9次課備注章節(jié)名稱第3章無失真信源編碼3.1信源編碼概述教學(xué)目的及要求理解信源編碼的意義和分類，了解信源編碼基礎(chǔ)知識。掌握編碼譯碼過程。教學(xué)內(nèi)容提要1、信源編碼及分類2、信源編碼定義3、信源編碼基礎(chǔ)4、編碼譯碼過程教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：信源編碼的指導(dǎo)思想難點(diǎn)：編碼譯碼過程的系統(tǒng)理解。處理方案及方法設(shè)計結(jié)合通信系統(tǒng)模型圖講解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第5周，總第10次課備注章節(jié)名稱3.2定長編碼教學(xué)目的及要求掌握定長編碼的特點(diǎn)，分析定長編碼

7、的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容提要定長編碼定理定長編碼方法和平均碼長、編碼效率的計算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：平均碼長、編碼效率的計算難點(diǎn)：定長編碼定理的理解處理方案及方法設(shè)計通過課堂練習(xí)掌握定長碼的編碼方法。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第6周，總第11次課備注章節(jié)名稱3.3變長編碼教學(xué)目的及要求掌握變長編碼的特點(diǎn)，分析變長編碼的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容提要變長編碼定理的證明變長編碼定理結(jié)論的應(yīng)用編碼方法的評價（編碼效率）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：變長編碼定理結(jié)論的應(yīng)用難點(diǎn)：變長編碼定理的證明處理方案及方法設(shè)計通過課堂習(xí)題理解變長編碼的優(yōu)點(diǎn)，并對習(xí)題加以剖析。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第6周，總第12次課備注章節(jié)名稱3.4常用

8、的信源編碼教學(xué)目的及要求掌握香農(nóng)編碼、費(fèi)諾編碼、哈夫曼編碼的編碼思想和編碼方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、香農(nóng)編碼2、費(fèi)諾編碼3、哈夫曼編碼4、編碼的不同應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：哈夫曼編碼方法難點(diǎn)：哈夫曼碼樹的構(gòu)造方法處理方案及方法設(shè)計理論課學(xué)習(xí)方法，并在實驗課上編寫編碼程序作業(yè)練習(xí)P2393.43.7特別提示周次第7周，總第13次課備注章節(jié)名稱3.4常用的信源編碼教學(xué)目的及要求掌握游程編碼、冗余位編碼的編碼思想和編碼方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、游程編碼2、冗余位編碼3、編碼的不同應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：冗余位編碼難點(diǎn)：冗余位編碼中的譯碼過程處理方案及方法設(shè)計理論課學(xué)習(xí)方法，并在實驗課上編寫編碼程序作業(yè)

9、練習(xí)P2393.10特別提示周次第7周，總第14次課備注章節(jié)名稱第4章限失真信源編碼4.1失真測度與信息率失真函數(shù)教學(xué)目的及要求掌握限失真編碼、平均失真度的定義和信息率失真函數(shù)的定義和性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容提要1、限失真編碼簡介2、平均失真度的定義3、信息率失真函數(shù)的性質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：理解平均失真度的定義難點(diǎn)：理解信息率失真函數(shù)的定義處理方案及方法設(shè)計結(jié)合無失真編碼進(jìn)行對比講解。作業(yè)練習(xí)P2404.34.4特別提示周次第8周，總第15次課備注章節(jié)名稱4.2信息率失真函數(shù)的計算教學(xué)目的及要求掌握平均失真度的取值區(qū)間和離散和連續(xù)信源信息率失真函數(shù)的計算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、平均失真度的取值區(qū)間2、離

10、散信源信息率失真函數(shù)3、連續(xù)信源信息率失真函數(shù)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：平均失真度的取值區(qū)間難點(diǎn)：離散信源信息率失真函數(shù)處理方案及方法設(shè)計針對二元編碼進(jìn)行講解，有助理解。作業(yè)練習(xí)P2404.7特別提示周次第8周，總第16次課備注章節(jié)名稱4.3限失真信源編碼定理4.4編碼應(yīng)用介紹教學(xué)目的及要求掌握香農(nóng)第三編碼定理的判定作用，能夠應(yīng)用限失真信源編碼定理進(jìn)行編碼可行性的簡單判定，掌握語音信號和圖像信號的預(yù)測編碼技術(shù)教學(xué)內(nèi)容提要1、限失真信源編碼定理2、編碼可行性的簡單判定3、預(yù)測編碼技術(shù)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：限失真信源編碼定理難點(diǎn)：預(yù)測編碼技術(shù)處理方案及方法設(shè)計通過課堂練習(xí)掌握限失真信源編碼定理作業(yè)練習(xí)

11、特別提示周次第9周，總第17次課備注章節(jié)名稱第5章信道及信道容量5.1信道模型及分類5.2容量計算教學(xué)目的及要求掌握信道模型及信道分類，信道容量的定義和它的意義，特殊單符號離散信道的容量計算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、信道模型及信道分類2、信道容量的定義和它的意義3、特殊單符號離散信道的容量計算(一一對應(yīng)信道、擴(kuò)展信道、歸并信道)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：特殊單符號離散信道的容量計算難點(diǎn)：對信道容量的理解處理方案及方法設(shè)計結(jié)合限失真編碼中的R(D)函數(shù)進(jìn)行對比講解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第10周，總第18次課備注章節(jié)名稱5.2容量計算教學(xué)目的及要求繼續(xù)學(xué)習(xí)三種特殊信道和信道容量的計算，要求掌握各種信道的特

12、征和其本身的信道容量的計算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、強(qiáng)對稱信道和容量計算2、對稱信道和容量計算3、準(zhǔn)對陳信道和容量計算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：強(qiáng)對稱信道和容量計算難點(diǎn)：準(zhǔn)對陳信道容量計算方法處理方案及方法設(shè)計課本理論與實際相結(jié)合，通過介紹各種信道的實際應(yīng)用價值來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。作業(yè)練習(xí)P2415.5特別提示周次第10周，總第19次課備注章節(jié)名稱5.2容量計算教學(xué)目的及要求在前期特殊信道容量的計算方法學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上，一般信道和信道容量的計算，要求掌握信道容量的普遍性計算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、拉格朗日乘子法介紹2、信道容量普遍性表達(dá)式的構(gòu)造和容量求解3、針對2*2信道進(jìn)行容量計算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：

13、信道容量普遍性表達(dá)式的構(gòu)造和容量求解難點(diǎn)：信道容量普遍性表達(dá)式的構(gòu)造和容量求解處理方案及方法設(shè)計課堂練習(xí)和教學(xué)相結(jié)合作業(yè)練習(xí)P2415.15特別提示周次第11周，總第20次課備注章節(jié)名稱第6章信道編碼6.1信道編碼的概念教學(xué)目的及要求掌握信道編碼的意義、分類、基本原理和檢錯和糾錯能力的計算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、信道編碼的意義2、信道編碼的分類3、信道編碼的基本原理4、檢錯和糾錯能力教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：信道編碼的基本原理難點(diǎn)：信道編碼的基本原理處理方案及方法設(shè)計提出問提，引導(dǎo)學(xué)生思維，課堂練習(xí)和教學(xué)相結(jié)合作業(yè)練習(xí)P2456.1特別提示周次第12周，總第21次課備注章節(jié)名稱6.2信道編碼定理6.

14、3線性分組碼教學(xué)目的及要求掌握兩種譯碼規(guī)則（最大后驗概率準(zhǔn)則、最大似然準(zhǔn)則）和錯誤概率的計算方法，理解信道編碼定理的內(nèi)涵。學(xué)習(xí)檢錯與糾錯原理。漢明距離的作用。教學(xué)內(nèi)容提要1、譯碼規(guī)則（最大后驗概率準(zhǔn)則、最大似然準(zhǔn)則）及錯誤概率2、信道編碼定理3、檢錯（奇偶校驗、重復(fù)消息、非0符號個數(shù)）4、糾錯原理（前向糾錯、ARQ）5、漢明距離6、線性分組碼概述教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：最大后驗概率準(zhǔn)則、最大似然準(zhǔn)則、漢明距離難點(diǎn)：對信道編碼定理的理解處理方案及方法設(shè)計結(jié)合實際的例子來分析信道編碼，可以生動一些。作業(yè)練習(xí)P2456.2特別提示周次第12周，總第22次課備注章節(jié)名稱6.3線性分組碼教學(xué)目的及要求針對

15、線性分組碼分析其糾錯能力，并能夠?qū)€性分組碼進(jìn)行譯碼。教學(xué)內(nèi)容提要1、生成矩陣和一致校驗矩陣的作用和求解方法2、線性分組碼的糾錯能力（三個定理）5、線性分組碼譯碼（譯碼準(zhǔn)則、伴隨式糾錯、陪集糾錯）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：生成矩陣和一致校驗矩陣的作用和求解方法難點(diǎn)：線性分組碼譯碼處理方案及方法設(shè)計針對實例進(jìn)行理論學(xué)習(xí)。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第13周，總第23次課備注章節(jié)名稱6.4循環(huán)碼教學(xué)目的及要求掌握循環(huán)碼的定義，介紹循環(huán)碼的碼多項式表示。給出碼多項式的性質(zhì)和通過碼多項式構(gòu)造系統(tǒng)碼的方法。掌握循環(huán)碼生成矩陣和一致校驗矩陣的求解方法，依據(jù)例子進(jìn)行編碼和譯碼。教學(xué)內(nèi)容提要1、循環(huán)碼定義2、循環(huán)碼碼多項

16、式3、循環(huán)碼碼多項式基本性質(zhì)4、構(gòu)造系統(tǒng)碼的方法5、生成矩陣和一致校驗矩陣（結(jié)合例題講解）6、編碼（利用生成矩陣）7、譯碼（利用多項式）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：生成矩陣和一致校驗矩陣的作用和求解方法難點(diǎn)：循環(huán)碼的生成矩陣構(gòu)造處理方案及方法設(shè)計按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。作業(yè)練習(xí)P2456.3特別提示周次第13周，總第24次課備注章節(jié)名稱第7章網(wǎng)絡(luò)信息安全7.1密碼學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)目的及要求掌握網(wǎng)絡(luò)安全基本概念，信息安全含義，網(wǎng)絡(luò)安全的對策和傳統(tǒng)密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識。教學(xué)內(nèi)容提要1、密碼學(xué)基礎(chǔ)知識、密鑰熵理論2、傳統(tǒng)加密方法（單表密碼、代替密碼、多字母代替密碼、多表代替密碼）3、密碼體制

17、要求4、密碼體制功能5、加密算法分類教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：傳統(tǒng)加密方法難點(diǎn)：傳統(tǒng)加密方法處理方案及方法設(shè)計按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。實驗課編寫保密程序。作業(yè)練習(xí)P2477.17.27.3特別提示周次第14周，總第25次課備注章節(jié)名稱7.2數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES）教學(xué)目的及要求掌握DES算法的設(shè)計思想和實現(xiàn)方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、DES概述2、DES算法實現(xiàn)3、DES的安全性教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：DES算法難點(diǎn)：DES算法處理方案及方法設(shè)計按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。實驗課編寫保密程序。作業(yè)練習(xí)P2477.47.57.8特別提示周次第15周，總第26次課備注

18、章節(jié)名稱7.2公開密鑰加密算法（RSA）教學(xué)目的及要求了解RSA的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域，可以自己實現(xiàn)簡單的RSA算法。教學(xué)內(nèi)容提要1、RSA概述2、RSA工作原理3、RSA安全性4、RSA應(yīng)用5、RSA簡單實例的實現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：RSA簡單實例的實現(xiàn)難點(diǎn)：RSA簡單實例的實現(xiàn)處理方案及方法設(shè)計按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。實驗課編寫保密程序。作業(yè)練習(xí)P2477.67.7特別提示周次第16周，總第27次課備注章節(jié)名稱7.3數(shù)字簽名教學(xué)目的及要求了解數(shù)字簽名的工作原理和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以獨(dú)立實現(xiàn)簡單的數(shù)字簽名。教學(xué)內(nèi)容提要1、數(shù)字簽名及其原理2、哈希函數(shù)3、簽名標(biāo)準(zhǔn)DSS4、數(shù)字簽名的簡單實現(xiàn)教學(xué)重