Теория информации (стр. 4 )

Тема 3. Оптимальное кодирование информации

Основные понятия кодирования информации; основные теоремы кодирования; методы оптимального кодирования.

Модуль II. «Сжатие и шифрование информации»

Тема 4. Сжатие информации

Основные понятия сжатия информации; энтропийные методы сжатия; методы контекстного моделирования; словарные методы сжатия; методы сжатия с преобразованием блоков; методы сжатия с потерями.

Тема 5. Помехоустойчивое кодирование информации

Помехи; расстояние Хемминга; коды для обнаружения ошибок; коды для исправления ошибок.

Тема 6. Шифрование информации

Криптография; классические шифры; стойкость шифров; алгоритмы симметричного и ассимметричного шифрования.

9. Методические указания для студентов

Учебно-методический комплекс является основой для подготовки к зачету по курсу, дает изложение основных тем курса. Учебная работа студента делится на аудиторную, самостоятельную подготовку и учебно-контрольные формы оценки успеваемости студентов.

Аудиторная работа

Аудиторная работа включает: лекции, лабораторные занятия, компьютерное тестирование.

а) Лекции читаются по потокам и заключаются в основном в изложении учебного материала по наиболее сложным темам. Ряд тем может быть передан на самостоятельную работу. Лекции читаются и по спорным проблемам, и должны иметь преимущественно проблемный характер, с изложением различных учений, точек зрения. Необходимо помнить о том, что даже несколько учебников и энциклопедий не смогут дать той информации, какую дает преподаватель во время лекционной работы. На лекционном курсе даются не только конкретные знания, но и основное направление в той работе, которую каждый студент проделывает, готовясь к сдаче зачета или экзамена. Поэтому студенты обязаны внимательно слушать лекции и вести их конспекты, которые могут проверяться преподавателями кафедры. Записи очень индивидуальны, однако они могут быть нескольких родов: фиксирование наиболее важных положений лекции, свободное изложение материала лекции. Полезно использовать общепринятые и индивидуальные сокращения терминов и слов, но чтобы текст оставался понятным: по свежим следам нужно обработать его, восполнить пропущенное, исправить неточности, записать дополнительные интересные и необходимые сведения.

б) Лабораторные занятия в учебном процессе, как правило, следуют за лекциями.

В начале лабораторных занятий могут проводиться небольшие (15-20 минут) самостоятельные по теоретическим вопросам, относящимся к теме занятия. Особое внимание необходимо уделять знанию основных определений, теоретических фактов. Коллективное обсуждение любых вопросов позволяет уяснить непонятное и сложное для самостоятельного осмысления. Поэтому студент на лабораторном занятии должен быть активен, дисциплинирован и трудолюбив.

Лабораторные занятия имеют и оценочно-контрольную функцию, где осуществляется текущий, рубежный и итоговый контроль за успеваемостью студентов, проверяются конспекты лекций, в т. ч. для учета успеваемости.

На лабораторных занятиях для наилучшего закрепления навыков практической работы студентов с компьютером и соответствующим программным обеспечением работа ведется по индивидуальным вариантам лабораторных заданий, соответствующих темам лекционных занятий, и оценивается преподавателем в завершении студентами каждой темы. Каждая лабораторная тема должна включать: цель работы, ход выполнения работы, варианты заданий, контрольные вопросы. Отчеты по лабораторным работам должны быть оформлены обязательно в электронной форме и, возможно, в распечатанном виде. Оценки по лабораторным работам имеют большое значение при текущем, рубежном и итоговом контроле.

Для успешного усвоения материала курса на лабораторных занятиях рекомендуется выполнить за компьютерами вместе со студентами задания к каждой теме, оставив контрольные вопросы в конце темы для самостоятельного разбора студентами во внеаудиторное время.

При проведении лабораторных занятий по разделам курса рекомендуется дать студентам задание выполнить соответствующую каждой теме лабораторную работу. Кроме того, в качестве формы отчетности следует дать студентам задание оформить отчет по работам вместе с ответами на контрольные вопросы в распечатанном виде с титульным листом или в виде презентации.

Лабораторный практикум

Таблица 2.

№п/п	Тема	№ темы	Кол-во часов
Модуль I. «Понятие о кодировании информации»	16
1.	Информационные характеристики дискретного источника информации.	1	8
2.	Оптимальное кодирование информации.	3	8
Модуль II «Сжатие и шифрование информации»	16
3.	Помехоустойчивое кодирование информации.	5	10
4.	Шифрование информации.	6	6

10. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа студентов состоит из следующих видов работы:

проработка лекционного курса и рекомендуемой литературы; подготовка к лабораторным занятиям; выполнение индивидуальных заданий на компьютере; выполнение и защита лабораторных работ; подготовка к контрольным работам; выполнение аудиторных и домашних контрольных работ; подготовка к компьютерному тестированию.

Работа с учебной литературой

Студент обязан изучать литературу. Однако на основе всего изученного материала студенты должны выработать и свое собственное видение изучаемой проблемы. Общая учебная литература указана отдельным списком, дополнительная литература дается к каждому занятию, кроме того, студент может использовать любую другую доступную ему литературу.

Тематика заданий для самостоятельной работы студентов

По курсу «Теория информации» кроме вопросов, рассмотренных на лекционных, семинарских и лабораторных занятиях, предполагается самостоятельное изучение студентами в семестре некоторых теоретических вопросов, вынесенных на СРС. Ниже приводится их перечень.

1)        Дискретная и непрерывная случайные системы.

Энтропия; источник информации; количество информации. Пропускная способность канала связи. Теоремы Шеннона о пропускной способности каналов связи. Пропускная способность симметричного канала связи с помехами. Основные понятия и теоремы кодирования. Методы оптимального кодирования. Основные понятия сжатия информации. Основные методы сжатия информации. Помехи; расстояние Хемминга. Коды для обнаружения и исправления ошибок. Криптография. Алгоритмы симметричного и ассимметричного шифрования.

Результаты работы студентов по тематике самостоятельных работ должны быть представлены в виде отчетов. Отчеты должны быть представлены в установленные преподавателем сроки.

11. Контрольно-оценочные материалы

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины составляются преподавателем самостоятельно при ежегодном обновлении банка средств. Количество вариантов зависит от числа обучающихся.

Список вопросов к зачету

Модуль I. «Понятие о кодировании информации»

1.        Дискретная случайная система.

2.        Непрерывная случайная система.

3.        Понятие энтропии.

4.        Источник информации; количество информации.

Объем информации, взаимная информация. Модель канала связи. Пропускная способность канала связи. Теоремы Шеннона о пропускной способности каналов связи. Пропускная способность симметричного канала связи с помехами. Основные понятия кодирования информации. Основные теоремы кодирования информации. Методы оптимального кодирования.

Модуль II. «Сжатие и шифрование информации»

Основные понятия сжатия информации. Энтропийные методы сжатия. Методы контекстного моделирования. Словарные методы сжатия. Методы сжатия с преобразованием блоков. Методы сжатия с потерями. Помехи; расстояние Хемминга. Коды для обнаружения ошибок. Коды для исправления ошибок. Криптография.

20.        Классические шифры; стойкость шифров.

Алгоритм симметричного шифрования. Алгоритм ассимметричного шифрования.