《信息處理與編碼A》教學大綱

《信息處理與編碼A》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：06130481課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學分：2學分學時：32學時（理論32學時）先修課程：線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、通信原理等后續(xù)課程：無適用專業(yè)：電子信息工程開課單位：電子信息工程學院一、課程說明《信息處理與編碼A》是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)必修課，通過對本課程的學習使學生掌握信息在傳輸、存儲、處理過程中的變化規(guī)律，以及信息的概念與度量、信道容量計算、編碼理論與方法等知識，為有效而可靠地設(shè)計信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識的學習，強調(diào)培養(yǎng)運用基礎(chǔ)理論知識，分析解決實際通信系統(tǒng)中關(guān)于信息相關(guān)問題的能力，培養(yǎng)能夠適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：掌握信息的概念與度量、信道容量計算、編碼理論與方法等知識。課程目標2：能正確運用信息的概念與度量、信道容量計算、編碼理論與方法等知識，從實際系統(tǒng)設(shè)計需求出發(fā)，分析實際通信系統(tǒng)中信息處理與編碼面臨的問題與挑戰(zhàn)，為有效而可靠地設(shè)計信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。課程目標3：了解并認識信息處理與編碼相關(guān)產(chǎn)品涉及的知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)、行業(yè)標準。培育并踐行社會主義核心價值觀，樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)精神和責任擔當意識，增強干事創(chuàng)業(yè)的信心。三、課程目標與畢業(yè)要求《信息處理與編碼A》課程教學目標對電子信息工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。

表1課程教學目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.2具有解決電子信息工程問題所需的工程基礎(chǔ)知識，并能將其應(yīng)用到解決復(fù)雜電子信息工程問題。課程目標1：掌握信息的概念與度量、信道容量計算、編碼理論與方法等知識。H2.問題分析2.2能夠應(yīng)用數(shù)學、自然科學基本原理，對復(fù)雜電子信息工程問題進行表述。課程目標2：能正確運用信息的概念與度量、信道容量計算、編碼理論與方法等知識，從實際系統(tǒng)設(shè)計需求出發(fā)，分析實際通信系統(tǒng)中信息處理與編碼面臨的問題與挑戰(zhàn)，為有效而可靠地設(shè)計信息系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。M6.工程與社會6.2能夠認識工程技術(shù)人員在專業(yè)工程實踐和復(fù)雜電子信息工程問題解決方案中應(yīng)承擔的社會、安全和法律責任。課程目標3：了解并認識信息處理與編碼相關(guān)產(chǎn)品涉及的知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)、行業(yè)標準。培育并踐行社會主義核心價值觀，樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)精神和責任擔當意識，增強干事創(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、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配理論部分理論部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點理論學時對應(yīng)的課程目標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)用教學要求：了解信息論的起源和發(fā)展，使學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：香農(nóng)信息論研究的主要內(nèi)容。難點：通信系統(tǒng)各部分的作用及需要研究的核心問題。212.信源與信息熵2.1信源的分類及數(shù)學模型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信源的冗余度教學要求：使學生了解信源的分類和數(shù)學模型，掌握信息量的計算和離散信源熵、連續(xù)單個符號的信源熵、條件熵和平均互信息的計算。重點：信源熵、平均互信息的計算。難點：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離散單個符號信道及容量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要求：使學生了解信道的分類及數(shù)學模型，掌握信道容量的計算。重點：離散對稱信道和連續(xù)信道的信道容量計算。難點：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)計算教學要求：使學生理解信息率失真函數(shù)的定義和性質(zhì)。重點：信息率失真函數(shù)的性質(zhì)。難點：平均失真的計算21、25.信源編碼5.1編碼的概念5.2無失真信源編碼定理5.3限失真信源編碼定理5.4常用信源編碼方法簡介教學要求：使學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算。重點：信源編碼定理、常用信源編碼方法。難點：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卷積碼教學要求：使學生理解信道編碼定理，掌握糾錯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：線性分組碼。難點：卷積碼。81、2、3合計32五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、隨堂測驗、視頻資源共享等教學手段完成課程教學任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學生比較全面地理解信息在傳輸、存儲、處理過程中的變化規(guī)律，以及通信系統(tǒng)中關(guān)于信息的概念與度量、信道容量計算、編碼理論與方法等知識，為有效而可靠地設(shè)計信息系統(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:清華大學出版社.2016．2.參考書：（1）陳運.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）信號處理，中國電子學會．（2）電子學報，中國電子學會．（3）電子信息學報，中國科學院電子學研究所和國家自然科學基金委員會信息科學部．（4）通信學報，中國通信學會．（5）中國圖像圖形學報，中國科學院遙感與數(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、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核

環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題等情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√343作業(yè)20（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復(fù)習、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?010討論10（1）主要考核學生對所學知識點的掌握程度，滿分100分。（2）每次討論單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以討論成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√352期末

考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（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算，信息率失真函數(shù)的性質(zhì)，無失真、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、簡答題、計算分析題等。√√√20355合計：100分365410八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、討論、期末考試等方式對學生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末試卷成績和過程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、簡答題、計算題和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本方法的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、討論、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25沒有遲到、曠課情況，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。沒有遲到、曠課情況，認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。偶爾有遲到但沒有曠課情況，偶爾參與教學活動，回答問題準確率大于70%。偶爾有遲到但沒有曠課情況，上課不夠認真，偶爾參與教學活動。偶爾有遲到曠課情況，上課不夠認真，不參與教學活動。作業(yè)50作業(yè)完整，思路清晰，平均準確率大于90%。作業(yè)完整，平均準確率大