《信息處理與編碼A》教學(xué)大綱

《信息處理與編碼A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：06130481課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)必修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)）先修課程：線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、通信原理等后續(xù)課程：無(wú)適用專(zhuān)業(yè)：電子信息工程開(kāi)課單位：電子信息工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《信息處理與編碼A》是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課，通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握信息在傳輸、存儲(chǔ)、處理過(guò)程中的變化規(guī)律，以及信息的概念與度量、信道容量計(jì)算、編碼理論與方法等知識(shí)，為有效而可靠地設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)，分析解決實(shí)際通信系統(tǒng)中關(guān)于信息相關(guān)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)能夠適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握信息的概念與度量、信道容量計(jì)算、編碼理論與方法等知識(shí)。課程目標(biāo)2：能正確運(yùn)用信息的概念與度量、信道容量計(jì)算、編碼理論與方法等知識(shí)，從實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求出發(fā)，分析實(shí)際通信系統(tǒng)中信息處理與編碼面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，為有效而可靠地設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。課程目標(biāo)3：了解并認(rèn)識(shí)信息處理與編碼相關(guān)產(chǎn)品涉及的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。培育并踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，樹(shù)立正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)愛(ài)崗敬業(yè)精神和責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)，增強(qiáng)干事創(chuàng)業(yè)的信心。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《信息處理與編碼A》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電子信息工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。

表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.2具有解決電子信息工程問(wèn)題所需的工程基礎(chǔ)知識(shí)，并能將其應(yīng)用到解決復(fù)雜電子信息工程問(wèn)題。課程目標(biāo)1：掌握信息的概念與度量、信道容量計(jì)算、編碼理論與方法等知識(shí)。H2.問(wèn)題分析2.2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理，對(duì)復(fù)雜電子信息工程問(wèn)題進(jìn)行表述。課程目標(biāo)2：能正確運(yùn)用信息的概念與度量、信道容量計(jì)算、編碼理論與方法等知識(shí)，從實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求出發(fā)，分析實(shí)際通信系統(tǒng)中信息處理與編碼面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，為有效而可靠地設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。M6.工程與社會(huì)6.2能夠認(rèn)識(shí)工程技術(shù)人員在專(zhuān)業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜電子信息工程問(wèn)題解決方案中應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)、安全和法律責(zé)任。課程目標(biāo)3：了解并認(rèn)識(shí)信息處理與編碼相關(guān)產(chǎn)品涉及的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。培育并踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，樹(shù)立正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)愛(ài)崗敬業(yè)精神和責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)，增強(qiáng)干事創(chuàng)業(yè)的信心。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.緒論1.1信息論的形成和發(fā)展1.2信息理論研究的內(nèi)容1.3通信系統(tǒng)的模型1.4信息論的應(yīng)用教學(xué)要求：了解信息論的起源和發(fā)展，使學(xué)生掌握信息的概念和信息論研究的主要內(nèi)容、以及信息傳輸?shù)幕灸Ｐ?。重點(diǎn)：香農(nóng)信息論研究的主要內(nèi)容。難點(diǎn)：通信系統(tǒng)各部分的作用及需要研究的核心問(wèn)題。212.信源與信息熵2.1信源的分類(lèi)及數(shù)學(xué)模型2.2離散信源熵和互信息2.3離散序列信源的熵2.4連續(xù)信源的熵和互信息2.5信源的冗余度教學(xué)要求：使學(xué)生了解信源的分類(lèi)和數(shù)學(xué)模型，掌握信息量的計(jì)算和離散信源熵、連續(xù)單個(gè)符號(hào)的信源熵、條件熵和平均互信息的計(jì)算。重點(diǎn)：信源熵、平均互信息的計(jì)算。難點(diǎn)：信源熵、條件熵和平均互信息的關(guān)系。613.信道與信道容量3.1信道的基本概念3.2離散單個(gè)符號(hào)信道及容量3.3離散序列信道及容量3.4連續(xù)信道及容量3.5多輸入多輸出信道及其容量3.6信源與信道的匹配教學(xué)要求：使學(xué)生了解信道的分類(lèi)及數(shù)學(xué)模型，掌握信道容量的計(jì)算。重點(diǎn)：離散對(duì)稱信道和連續(xù)信道的信道容量計(jì)算。難點(diǎn)：香農(nóng)公式的應(yīng)用。61、24.信息率失真函數(shù)4.1信息率失真函數(shù)的概念和性質(zhì)4.2離散信源和連續(xù)信源的R(D)計(jì)算教學(xué)要求：使學(xué)生理解信息率失真函數(shù)的定義和性質(zhì)。重點(diǎn)：信息率失真函數(shù)的性質(zhì)。難點(diǎn)：平均失真的計(jì)算21、25.信源編碼5.1編碼的概念5.2無(wú)失真信源編碼定理5.3限失真信源編碼定理5.4常用信源編碼方法簡(jiǎn)介教學(xué)要求：使學(xué)生理解信源編碼定理，掌握常用的信源編碼方法及編碼效率的計(jì)算。重點(diǎn)：信源編碼定理、常用信源編碼方法。難點(diǎn)：常用信源編碼方法。81、2、36.信道編碼6.1有擾離散信道的編碼定理6.2糾錯(cuò)編譯碼的基本原理與分析方法6.3線性分組碼6.4卷積碼教學(xué)要求：使學(xué)生理解信道編碼定理，掌握糾錯(cuò)編譯碼及本原理與方法，掌握線性分組碼、卷積碼編譯碼方法。重點(diǎn)：線性分組碼。難點(diǎn)：卷積碼。81、2、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、隨堂測(cè)驗(yàn)、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解信息在傳輸、存儲(chǔ)、處理過(guò)程中的變化規(guī)律，以及通信系統(tǒng)中關(guān)于信息的概念與度量、信道容量計(jì)算、編碼理論與方法等知識(shí)，為有效而可靠地設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。六、課程資源1.推薦教材：（1）曹雪虹.信息論與編碼（第3版）.北京:清華大學(xué)出版社.2016．2.參考書(shū)：（1）陳運(yùn).信息論與編碼（第3版）.北京:電子工業(yè)出版社.2015．（2）傅祖蕓.信息論與編碼（第2版）.北京:電子工業(yè)出版社.2014．（3）鄧家先,肖嵩.信息論與編碼（第三版）.西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2018．（4）[美]RobertJ.McEliece.信息論與編碼理論（第二版）.北京:電子工業(yè)出版社.2004．3.期刊：（1）信號(hào)處理，中國(guó)電子學(xué)會(huì)．（2）電子學(xué)報(bào)，中國(guó)電子學(xué)會(huì)．（3）電子信息學(xué)報(bào)，中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)信息科學(xué)部．（4）通信學(xué)報(bào)，中國(guó)通信學(xué)會(huì)．（5）中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)，中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所．（6）IEEETransactionsonSignalProcessing,IEEESignalProcessingSociety．4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）信息論與編碼：/course/WHUT-1207179804．（2）信息論與編碼：/course/XIDIAN-1002199004．（3）信息與熵：/special/opencourse/information.html．七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核

環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題等情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?43作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?010討論10（1）主要考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，滿分100分。（2）每次討論單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以討論成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√352期末

考核60（1）卷面成績(jī)100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核信息的基本概念、信息的度量、信源熵以及信道容量的計(jì)算，信息率失真函數(shù)的性質(zhì)，無(wú)失真、限失真編碼定理，常用的信源編碼和信道編碼方法等內(nèi)容。（3）考試題型為：選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算分析題等?！獭獭?0355合計(jì)：100分365410八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、討論、期末考試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末試卷成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末試卷成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類(lèi)型為填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題和分析題等類(lèi)型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本方法的試題分值不超過(guò)50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、討論、作業(yè)等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過(guò)程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25沒(méi)有遲到、曠課情況，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。沒(méi)有遲到、曠課情況，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾有遲到但沒(méi)有曠課情況，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于70%。偶爾有遲到但沒(méi)有曠課情況，上課不夠認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。偶爾有遲到曠課情況，上課不夠認(rèn)真，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)50作業(yè)完整，思路清晰，平均準(zhǔn)確率大于90%。作業(yè)完整，平均準(zhǔn)確率大