Рабочая программа дисциплины "Теория информации"

Федеральное агентство по образованию

Ухтинский государственный технический университет

"УТВЕРЖДАЮ"

И. о. первого проректора

___________

"____"_____________ 2010г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

"Теория информации"

Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника

Профиль: Автоматизированные системы обработки информации и управления

Квалификация выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Факультет: Информационных технологий

Кафедра: Автоматизированные информационные системы

Вид учебной работы	Всего	Семестры
З. Е.	часы	1	2	3	4	5	6	7	8
недели
17	18	17	18	17	18	17	12
Аудиторные занятия (АЗ) (всего), в том числе:	1,5	54
Лекции (ЛК)	1	36						36
Лабораторные работы (ЛР)	-	-
Практические занятия: (ПЗ)	0,5	18						18
Семинарские занятия (СЗ)
Текущий контроль (тестирование – т/ коллоквиум - к) (ТК)
Консультации (К)	0,08	3
% интерактивных форм обучения от АЗ по дисциплине
Самостоятельная работа (СР) (всего), в том числе:	2,47	87
Курсовая работа: (КР)
Курсовой проект: (КП)
Расчетно-графические работы (РГР)
Контрольная работа (контр. р)								1
Научно-исследовательская работа (НИР)
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен):								экз
Общая трудоемкость дисциплины и трудоемкость по семестрам:	4	144

2010 г

Цели освоения дисциплины

освоение фундаментальных положений теории информации, различных аспектов количественной меры информации объектов с дискретным и непрерывным множеством состояний, информационных характеристик источников информации и каналов связи, методов и средств кодирования информации как основы решения многих теоретических проблем создания автоматизированных систем обработки информации и управления.

Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина "Теория информации" относится к Математическому и естесственно-научному циклу, дисциплина по выбору.

Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины:

·  Теория вероятности

·  Математическая статистика

·  Теория сигналов

(Указывается цикл (раздел) ООП, к которому относится данная дисциплина (модуль). Дается описание логической и содержательно-методической взаимосвязи с другими частями ООП (дисциплинами, модулями, практиками). Формулируются (указываются) требования к «входным» знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым при освоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин (модулей).

Указываются те теоретические дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее).

Требования к результатам освоения дисциплины:

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций: _____________________________________________________________________________

(Указываются компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)в соответствии с ФГОС ВПО и дополнительные, сформулированные разработчиком программы) ______________________________

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

ЗНАТЬ математические модели сигналов как средства передачи сообщений, способы оценки переносимого им "количества информации", информационные характеристики источников информации и каналов связи, теоретическое обоснование принципиальной возможности кодирования и декодирования сообщений, обеспечивающих предельно допустимую скорость передачи сообщений по каналу связи как при отсутствии, так и при наличии помех, существующие методы и средства кодирования информации;

УМЕТЬ рассчитать энтропию (в том числе дифференциальную) как меру неопределенности выбора источником информации определенного состояния, определить количество информации, формируемое источником и передаваемое по каналу связи, рассчитать информационные характеристики источника информации и канала связи, применить необходимые методы эффективного и помехоустойчивого кодирования информации;

ИМЕТЬ представление о системах передачи информации, о структуре, принципах организации информационного обеспечения АСУ, способах защиты его от несанкционированного доступа.

Структура и содержание дисциплины

4.1. Содержание разделов дисциплины:

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (модуля)	Содержание раздела	Трудоемкость,
часы	з. е.
1.  1	Введение	Задачи курса "Теория информации".Понятие информации. Терминологические и философские трактовки. Этапы обращения информации.	2
2.	Система передачи информации.	Понятие сигнала, сообщения, виды сообщений. Система передачи информации (СПИ): источник сообщений, передающее устройство, линия связи, приемное устройство. Назначение кодирующего и декодирующего устройств, модулятора и демодулятора. Понятие помехи, источника помех, верности передачи сообщений. Проблема эффективности СПИ.	2
3.	Количественная оценка информации.	Понятие энтропии дискретного источника информации. Мера Хартли. Мера неопределенности Шеннона-Хинчина. Свойства энтропии дискретного источника информации.	2
		Условная энтропия и ее свойства.	2
		Энтропия непрерывного источника информации (дифференциальная энтропия). Свойства дифференциальной энтропии.	2
		Количество информации как мера снятой неопределенности при передаче от дискретного и непрерывного источников. Свойства количества информации. Эпсилон-энтропия случайной величины.	2
4.	Информационные характеристики источника сообщений и канала связи.	Информационные характеристики источника дискретных сообщений. Модели источника дискретных сообщений, свойства эргодического источника сообщений, цепи Маркова. Теорема об асимптотической равномерности длинных последовательностей. Избыточность, производительность источника дискретных сообщений.	4
		Информационные характеристики дискретных каналов связи. Модели дискретных каналов. Скорость передачи информации по дискретному каналу. Пропускная способность дискретного канала с помехами и без помех. Коэффициент использования канала.	4
		Информационные характеристики источника непрерывных сообщений и непрерывных каналов связи. Эпсилон-производительность непрерывного источника сообщений. Понятие гауссова канала, скорость передачи информации, пропускная способность непрерывного канала.	2
5.	Согласование информационных характеристик источника сообщений и канала связи.	Согласование физических свойств сигнала и канала. Согласование статистических свойств источника сообщений и канала связи. Теорема Шеннона о кодировании для канала без помех. Теорема Шеннона о кодировании для канала с помехами. Теорема Шеннона о передаче информации от непрерывного источника по непрерывному каналу связи. Основные цели кодирования информации при передаче ее по каналу связи	2
6.	Кодирование информации при передаче по дискретному каналу без помех.	Кодирование как процесс выражения информации в цифровом виде. Технические средства представления информации в цифровом виде. Эффективное кодирование: методы Шеннона-Фано и Хаффмена. Требование префиксности эффективных кодов. Недостатки системы эффективного кодирования.	2
7.	Кодирование информации при передаче по дискретному каналу c помехами.	Разновидности помехоустойчивых кодов. Блоковые коды: общие принципы использования, понятие кодового растояния, минимального кодового растояния, вектора ошибки, пакета ошибок, длины пакета ошибок, показатели качества корректирующего кода.	2
		Построение циклических кодов. Математическое введение к циклическим кодам. Общие понятия и определения. Выбор образующего многочлена по заданному объему кода и заданной корректирующей способности. Класс кодов, предназначенных для исправления независимых ошибок произвольной краиности (БЧХ – коды).	2
		Итеративные коды: определение, классические итерактивные коды, специальные двухстепенные коды.	2
		Сверточные коды: определение, процесс кодирования и декодирования, cверточные коды для записи информации	2
	итого:		34	0

4.2. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (модуля)	ЛК[1]	ЛР	ПЗ	СP	ТК	СР

В соответствии с Типовым положением о вузе к видам учебной работы отнесены:

лекции, консультации, семинары, практические занятия, лабораторные работы, контрольные работы, коллоквиумы, самостоятельные работы, научно-исследовательская работа, практики, курсовое проектирование (курсовая работа). Высшее учебное заведение может устанавливать другие виды учебных занятий.

5.  Практические и семинарские занятия

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела	Трудоемкость,
часы	з. е.
1.	Количественная оценка информации	Расчет энтропии дискретного источника информации.	2
2.		Определение энтропии источника непрерывных сообщений. Расчет e-энтропии.	2
3.		Определение количества информации при передаче от источников дискретных и непрерывных сообщений.	2
4.	Информационные характеристики источника сообщений и канала связи.	Определение информационных характеристик источника дискретных и непрерывных сообщений.	2
5.	Определение информационных характеристик дискретных и непрерывных каналов связи.	2
6.  1	Согласование информационных характеристик источника сообщений и канала связи.	Согласование физических свойств сигнала и канала. Согласование статистических свойств источника сообщений и канала связи.	1
7.  2	Кодирование информации при передаче по дискретному каналу без помех.	Способы эффективного кодирования (коды Шеннона-Фано, Хаффмена).	2
8.	Кодирование информации при передаче по дискретному каналу c помехами.	Способы помехоустойчивого кодирования (линейные, циклические, итеративные, сверточные коды).	5
	итого:		18	0

Примерная тематика курсовых проектов (работ)

_____________________________________________________________________________

Образовательные технологии

(Указываются образовательные технологии, используемые при реализации различных видов учебной работы.

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, психологические и иные тренинги) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебных курсов должны быть предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, определяется главной целью (миссией) программы, особенностью контингента обучающихся и содержанием конкретных дисциплин, и в целом в учебном процессе они должны составлять для программ бакалавров не менее 20 (30) % аудиторных занятий (определяется требованиями ФГОС с учетом специфики ООП). Занятия лекционного типа для соответствующих групп студентов не могут составлять более 40% аудиторных занятий для программ бакалавров (определяется соответствующим ФГОС).

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

______________________________________________________________________

(Указываются темы эссе, рефератов, курсовых работ и др. Приводятся примеры контрольных вопросов и заданий для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, а также для контроля самостоятельной работы обучающегося по отдельным разделам дисциплины).

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

9.1. Основная и дополнительная литература:

№ п/п	Автор и наименование, выходные данные	Вид пособия	Год издания	кол-во экз.
1	2	3	4	5
Основная литература
1.	Советов информации. Санкт-Петербург, Изд. ЛГУ.	Учебное пособие для студентов спец. 230100 АИС	1977	1
2.	Дмитриев теория информации. Москва, Высш. школа.	Учебное пособие для студентов спец. 230100 АИС	1989	10
Дополнительная литература
3.	ибернетика.		1952
4.	аботы по теории информации и кибернетике. М. ИЛ.		1963
5	Воробьев делимости. М.: Наука,		1988
6	Нечаев криптографии. М: Высшая школа		1999

9.2. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы _________________________

Материально-техническое обеспечение дисциплины "Теория информации".

Лекции проводятся в лекционной аудитории 218к, рассчитанной на 50 посадочных мест, площадью 66,9 м2. Аудитория оборудована проектором, экраном, учебной доской, ноутбуком. Лабораторные занятия проводятся в 204к - "Лаборатория новых информационных технологий", площадь 48,5 м2, рассчитана на 10 посадочных мест. Аудитория оборудована: 10 компьютеров на базе процессора Intel-P4, CPU 2.8 GHz, 256 МБ ОЗУ, НDD 80 Gb; 10 мониторов LG FLETRON F700P 17'; учебная доска.

Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

(Указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в составе которых она может входить, особенности организации изучения дисциплины, в т. ч. самостоятельной работы)

Рабочая учебная программа по дисциплине "Сети и телекоммуникации" составлена в соответствии с требованиями Федерального Государственного образовательного стандарта ВПО с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению 230100 -Информатика и вычислительная техника и учебного плана по профилю подготовки Автоматизированные системы обработки информации и управления.

Автор(ы) (доц., к. т.н.). ___________________ ( )

Рецензент(ы) ______________________________ ( )

Рабочая учебная программа рассмотрена на заседании учебно-методического совета университета протокол № от “ “ ________ 20___ г. и признана соответствующей требования Федерального Государственного образовательного стандарта и учебного плана по направлению 000000.00 "…………………………."

Председатель УМС ______________

Рабочая учебная программа рассмотрена методическим Советом факультета №___ и признана соответствующей требования Федерального Государственного образовательного стандарта и учебного плана по направлению 000000.00 "…………………………."

Декан факультета № ____ _______________ . ( )

Председатель методического Совета факультета № ____ ____________ ( )

Программа согласована с УМУ университета ______________

[1] Используемый вид занятий при прохождении данного раздела помечается знаком “+”