信息论与编码总结

信息论与编码总结（精选8篇）

信息论与编码总结 篇1

信息论是信息科学的主要理论基础之一，它是在长期通信工程实践和理论基础上发展起来的。信息论是应用概率论、随机过程和数理统计和近代代数等方法，来研究信息的存储、传输和处理中一般规律的学科。它的主要目的是提高通信系统的可靠性、有效性和安全性，以便达到系统的最优化。编码理论与信息论紧密关联，它以信息论基本原理为理论依据，研究编码和译码的理论知识和实现方法。【关键词】信息论 电子信息工程 通信 网络

一、信息论应用

人类社会的生存和发展无时不刻都离不开信息的获取、传递、再生、控制和利用。信息论正式一门把信息作为研究对象的科学，以揭示信息的本质特性和规律为基础，应用概率论。随机过程和树立统计等方法来研究信息的存储、传输、处理、控制和利用。它主要研究如何提高信息系统的可靠性、有效性、保密性和认证性，以使信息系统最优化。许多 科学技术问题（如无线电通讯、电视、遥测、图像和声音识别等）都必须以信息论为理论指 导才能很好地解决。信息论的研究对象又可以是广义的信息传输和信息处理系统。从最普通 的电报、电话、传真、电视、雷达、声纳, 一直到各类生物神经的感知系统, 以及大到人类社会系统,可以用同一的信息论观点加以阐述, 都可以概括成某种随机过程或统计学的数学模型加以深入研究。例如信息论在一下几个方面都得到了广泛的应用。

信息论在数据压缩理论中的应用

数据压缩的主要目的是力求用最少的数据表示信源所发出的信号，使信号占用的存储空间尽可能小，以达到提高信息传输速度的目的。数据压缩在近代信息处理问题中有大量的应用，无论在数据存储或传送中，通过数据压缩不仅可以大大节省资源利用的成本，而且把一些原来无实用意义的技术，如多媒体技术中的一些问题，达到具有实用意义的标准。

数据压缩作为信息论研究中的一项内容，主要是有关数据压缩比和各种编码方法的研究，即按某种方法对源数据流进行编码，使得经过编码的数据流比原数据流占有较少的空间。其中基于符号频率统计的哈夫曼编码效率高，运算速度快，实现方式灵活，使得其在数据压缩领域得到了广泛的应用。

数据压缩技术的不断完善是依靠在信息论这门学科的成长上的，信息能否被压缩以及能在多大程度上被压缩与信息的不确定性有直接的关系，人工智能技术将会对数据压缩的未来产生重大影响。

信息论在密码学中的应用

密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。从传统意义上来说，密码学是研究如何把信息转换成一种隐蔽的方式并阻止其他人得到它。密码术的研究和应用虽有很长的历史，但在信息论诞生之前，它还没有系统的理论，直到香农发表的保密通信的信息理论一文，为密码学确立了一系列的基本原则与指标，如加密运算中的完全性、剩余度等指标，它们与信息的度量有着密切相关。之后才产生了基于信息论的密码学理论，所以说信息论与密码学的关系十分密切。

近代密码学由于数据加密标准与公钥体制的出现与应用，使近代密码学所涉及的范围有了极大的发展，尤其是在网络认证方面得到广泛应用，但其中的安全性原理与测量标准仍未脱离香农保密系统所规定的要求，多种加密函数的构造，如相关免疫函数的构造仍以香农的完善保密性为基础

信息论在数字移动通信系统中的应用

数字移动通信系统主要包含编码和译码两种技术。移动信道是最复杂的一种信道，为了保证在不利的条件下接受信号的传输质量，就必须采用各种抗衰落技术和数字传输技术，如分集技术、扩频技术、均衡、交织和纠错编码等。信息论在统计中的应用

信息论在统计中的应用一般指信息量在统计中的应用，也有编码定理与码结构在统计中的应用等问题。由于统计学研究的问题日趋复杂，如统计模型从线性到非线性，统计分布从单一分布到混合分布，因此信息量在统计中的作用日趋重要，在许多问题中以信息量作为它们的基本度量 [2]。

在统计领域里，统计计算技术近年来发展很快，它使许多统计方法，尤其是Bayes统计得到广泛的运用。信息与统计相结合的其他典型问题还很多，如假设检验中的两类误差估计问题，试验设计问题，信息量在有效估计中的应用问题等，这些问题已使信息论与统计学想成相互推动发展的局面。

编码技术在调制解调技术中的应用

在上个世纪80到90年代，信息编码理论应用的两项重大成果是：调制解调理论及数据压缩理论在多媒体技术领域的应用。调制解调码的出现从根本上改变了数据通信的状况，使调制解调码通信速度从原来的1200bit/s逐步增加到30000bit/s。我们可以简单计算得知，调制解调码大大提高了数据传输速度，提高了25倍，从而使现有的网络通信成为实用性的技术。

编码技术在快速通信领域中的应用

编码理论在快速通信技术中已得到了大量的应用，通信技术已从低速向高速发展，通信手段正向微波、卫星等方向发展，因此误差干扰问题突现出来，利用纠错码可大大降低通信中的差错率。在20世纪70到80年代的代数码，如BCH码、R-S码等为克服误差干扰发挥了重要作用，成为通信工程不可缺少的一个组成部分。

3.7信息论在其他领域中的应用

现今时代信息科学飞速发展，信息论已跨越了通信领域，在其他领域也得到了广泛应用。信息论不仅在计算机、自动控制等方面突现作用，还开始涉及到物理学、化学、生物学、心理学、医学、经济学、人类学、语言学、统计学和管理学等学科。

比如信息论在水资源系统工程中可以利用信息论的方法建立模型推到降水、储水量等分布的问题。在建筑工程故障诊断中信息论也得到了应用，它用熵的概念对所测量的数据进行处理和误差分析。另外，信息论也能在作战效能评估中得到应用研究，我们可以从信息的不确定性着手评估其作战效能。我们不难看出，信息论在很多领域都有所应用。

结 论

信息是自从人类出现以来就存在于这个世界上了，天地万物，飞禽走兽，以及人类的生存方式都离不开信息的产生和传播。信息论方法具有普遍的适用性，因此可以把课上学习的内容和我们的日常生活紧密结合起来，从而提高学习的兴趣。例如，在学习多符号离散信源时，可以和日常生活中大家在电视上见到的摇奖场面联系起来。一台简单的摇奖机，从十个号码球中摇出一个数字号码，可以看作一个单符号离散信源，它有十个符号，从0至9。如果需要摇出七位数的体育彩票号码，这可以看成是一个多符号信源，一次同时发出七个符号，而且是单符号离散信源的7次扩展。又如，在学习汉明距离时，可以和英语学习联系起来。在英语中拼写非常接近的单词很容易混淆或者拼写错误，用信息论的观点来看就是两个码字的汉明距离（不同位的个数）太小，因此抗干扰的能力差。

由于信息论方法具有相当普遍的意义和价值，因此在计算机科学、人工智能、语言学、基因工程、神经解剖学甚至金融投资学等众多领域都有广泛的应用，信息论促进了这些学科领域的发展，同时也促进了整个社会经济的发展。人们已经开始利用信息论的方法来探索系统的存在方式和运动变化的规律，信息论已经成为认识世界和改造世界的手段，信息论对哲学领域也有深远的影响。由此可见，《信息论与编码》的课程对我们至关重要！

参考文献

信息论与编码总结 篇2

由于这门课程理论性强、概念抽象, 国内很多高校最初只向研究生开设此课程。随着信息技术的发展, 编码技术在移动通信、数字多媒体以及信息安全等领域得到广泛的应用, 国内许多高校将信息论与编码作为本科教学中的主干课程, 但在本课教学过程中, 存在下列问题: (1) 本课程要求学生掌握的基础知识较多, 包括概率论、数理统计、线性代数、随机过程以及通信原理等, 而国内大部分高校是把随机过程作为研究生课程来开设的, 这就导致本科学生先修知识不足, 对某些公式的证明理解起来较困难; (2) 学生在学习的过程中, 会与其他专业基础课 (如信号与系统、数字信号处理等) 进行比较, 误认为本课程对其所学专业影响不大, 以后的工作中用不到, 再加上研究生考试不需要, 所以大部分学生普遍存在不重视的心理; (3) 本课程涉及到的概念比较抽象, 公式推导比较复杂, 对于数学基础薄弱的学生来说, 学习起来比较困难, 从而产生畏学厌学的心理。

为了解决上述问题, 提高教学效果, 本文将从教材、教学内容、教学方法三方面进行探讨。

一、教材

目前, 国内外有关信息论与编码课程的教材很多, 有的偏重于理论的介绍, 涵盖的学科范围较广, 这种教材以国外教材为主, 像Thomas M.Cover Joy A.Thomas的《信息论基础》, 适合于研究生阶段来学习;有的是以通信为背景突出理论的物理含义, 这类教材国内较多, 用的较多的是姜丹的《信息论与编码》、李亦农和李梅的《信息论基础教程》、陈运的《信息论与编码》。我们根据自己专业的特点及学生先修课程的情况, 选用陈运的《信息论与编码》, 该书最大特点是把信息论涉及的数学知识限制在通信系统的范畴内, 避免了复杂的公式推导过程, 使本科学生易懂易学。

二、教学内容的选取及组织

信息论与编码这门课程的内容分为基础理论与编码两部分, 其涉及的主要内容为:信源熵、信道容量、率失真函数、信源编码以及信道编码五个基本内容。我们专业共安排了48个学时, 其中有44个学时的理论教学, 4个学时的实验教学。此外, 我们在五个基本内容的基础上, 又安排了密码学的内容。

信源熵解决了无失真信源编码的极限问题, 在信息论中占的比重较大, 这部分内容的讲解过程如图1所示。我们首先由单符号离散信源入手讲解信息量、熵的基本概念, 从消息的发送、传输及存储三个角度分析它们的物理含义, 再由单符号离散信源推广到多符号离散平稳信源。由于多符号离散平稳信源存在缺陷:只考虑每个消息 (组) 中符号间的约束关系, 没有考虑各个消息 (组) 间的相关性, 引出马尔科夫信源的概念。实际信源都可以近似成马尔科夫信源, 如数字电视信号可以看成二维的一阶马尔科夫信源, 传输过程中采用隔行隔列扫描传输。对于连续信源, 由于现在通信基本上是数字通信, 连续信号都经模数转换成数字信号, 这部分内容, 我们只讲解服从高斯分布、均匀分布以及指数分布信源的熵。

信道容量解决了信道信息传输的问题, 即信道传输一个符号所能传输的最大平均信息量, 实质上就是求解平均互信息量的最大值。在一般教材中, 互信息量及平均互信息量是放在信源熵这一章讲解的, 为了让学生更好地理解平均信息量, 我们的做法就是打乱次序, 把其放在信道容量这一章讲解, 这样可以做到主次分明, 让学生认识到平均互信息量主要解决的问题。信道容量的讲解过程相对于熵的讲解过程较容易, 只要详细讲述其概念及物理意义, 剩下的任务就是信道容量及最佳输入的求解过程。这里我们重点讲解单符号离散信道、并联信道、组合信道及加性连续信道的信道容量。

信源编码部分, 我们讲解次序是紧随信源熵内容之后。首先简单介绍变长编码及无失真编码定理, 再引入无失真编码方法———熵编码 (统计编码) 。内容上, 一般教材只是简单介绍统计压缩编码方法, 其缺点是没有消除像素间的冗余度, 由此提出变换编码的概念, 将相关冗余变为变换后的统计冗余, 由于人类存在心理视觉冗余, 采用量化手段可以消除。此处, 引入静态图像压缩标准JPEG, 重点讲解其压缩及解压缩过程, 让学生了解数码相机的压缩机理。

信道编码部分, 由于跟通信原理课程内容重合, 我们专业放在通信原理中, 这里不再表述。

信息率失真函数的求解过程涉及到变分方程, 较复杂, 这部分重点讲解其基本概念、物理含义, 简单介绍离散信源和连续信源率失真函数的求解思路, 简化其推导。

密码学的内容主要介绍古典密码学、现代密码学较经典的DES算法和RSA公钥密码算法。这里为了激发学生的学习兴趣, 我们引入了密码学在战争中和网络安全等方面的应用例子。

讲解内容经过上面的选取和组织, 避免了大量公式的推导过程, 解决了学生先修课不足的情况, 达到了良好的教学效果。

三、教学方法探讨

(一) 培养学生学习兴趣

信息论与编码理论课程理论性强, 一般的教学都是基于数学层面讲解其定理的推导过程, 学生学习起来抽象、乏味, 从而容易失去兴趣。

为了避免这种现象的产生, 授课过程中, 我们引入信息论在专业学科中的应用。如讲述注水定理时, 可以结合数字电视、第四代移动通信中OFDM调制方法的最佳功率分配。在讲述密码学时, 引入数字水印技术, 指出其在版权中的应用, 并以实际的水印例子展示给大家看。

另外, 概念讲解时, 可以举几个学生比较熟悉的例子。如平稳信源的概念, 理解起来较困难, 可以以抛硬币的例子来讲解, 任意时刻抛一枚均匀的硬币其概率分布都是一样的, 所以是平稳信源。又如数字通信过程中, 发送端输出的消息是随机的 (0或1) , 但其任意时刻的概率分布都相同, 一般情况下服从等概分布, 所以通信系统的信源也可以看成平稳信源。

这样的方法可以使学生认识到, 信息论在工程上的应用, 加深对概念的理解, 提高他们对知识的兴趣, 从而易于接受和掌握相关的思考方法。

(二) 加强师生互动

传统的教学方式是以老师为中心, 而学生是被动参与的。这样很容易造成课堂气氛沉闷, 学生产生消极心理, 教学效果差。

为了让学生很好地理解本课程内容, 我们的做法是: (1) 课前精心设计几个问题, 课堂上让学生积极参与讨论。 (2) 针对我们专业及学生后续课程的学习, 我们设计了信源编码方法研究、JPEG压缩、注水定理以及数字水印技术四个研究课题。课下, 学生分成四组讨论, 并用MATLAB工具实现这几个课题的仿真结果, 最后每组提交一个讨论报告, 报告占考试成绩的20%。这样, 学生从被动转为主动, 从“要我学”变成“我要学”, 提高了他们独立思考问题、解决问题的能力。

(三) 引入实验教学

我们实验教学共有4个学时, 安排了两个实验项目。

我们采用MATLAB软件作为实验平台。MATLAB软件简单易用, 可以利用其Simulink环境进行通信系统仿真。实验内容分别是信道容量迭代算法及离散熵曲线实验, 前者占3个学时, 后者占1个学时。要求是学生上课之前写好预习报告, 编写好程序, 上机调试修改, 实验老师检查学生的预习报告, 学生在实验后交实验报告, 占成绩的10%。

这样避免了空洞的理论讲解, 让学生从实践过程中理解概念的物理意义, 达到一定的教学效果。

(四) 采用多样的教学形式

传统的教学形式是习惯采用板书教学, 随着多媒体技术的发展, 多媒体教学已成为一种被普遍认可的教学形式, 也是现在大部分高校教师采用的教学形式。这两种教学形式各有利弊, 前者更有利于学生的理解, 后者更直观, 信息量更大, 我们在教学过程中, 进行两者结合。由于信源熵和信道容量这部分理论性强、难度大, 对于某些定理可以板书, 对其复杂的推导过程, 采用课件传授, 这样可以加深学生对定理的理解。

四、结束语

本文分析了信息论与编码本科教学过程中所面临的问题, 从教学内容与教学方法两方面进行了探讨, 教学实践表明这样做能取得更好的教学效果, 激发学生的积极性和创造性。对于本课程的教学探索还要在今后的教学工作和教学实践中深入研究, 不断完善。

摘要：信息论与编码是信息类专业的一门重要的专业基础课程。由于理论性强、概念抽象, 导致学生难学, 老师难教。本文分析了信息论与编码教学过程中存在的问题, 从教材、教学内容和教学方法上进行了探讨, 并提出一些有益的建议, 取得了良好的教学效果。

关键词：信息论与编码,教学方法,实验教学

参考文献

[1]陈运.信息论与编码[M].第2版.北京:电子工业出版社, 2007.

[2]孙龙杰, 刘立康.移动通信技术[M].北京:科学出版社, 2008.

信息论与编码教材建设实践 篇3

【摘 要】对现有信息论与编码教材的局限进行了分析，总结在教材编写中实施的一些创新举措，包括设计启发性锦囊和问题、在编写风格和布局上进行创新、在内容上注重产学研结合、示范与鼓励创新。

【关键词】信息论与编码 高校 创新 教材

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）11C-0087-02

目前国内高校教材建设方面整体上水平偏低，内容陈旧，不能及时更新学科发展的最新内容。不同的教材，内容互相抄袭比例较大，在教材内容的表现形式上，写法比较刻板，可读性不强。应该大力提倡内容新、体系新的著述型教材，淘汰低水平的“剪刀+ 糨糊”式的编写型教材，使教材在内容、体例上有自己的创新。

信息论与编码本身具有一定的特殊性，信息论与编码是一门理论性强的学科，涉及大量的数学分析、论证和建模，对数学的要求高，涉及到概率论、线性代数、微积分等数学知识。对于不善于领悟的同学，可能会觉得枯燥无味，对于善于领悟的同学，有如鱼得水的感觉。信息论是对信息问题的抽象，其应用面和涉及面广，许多问题也可以归结为信息论问题，但是由于其中涉及数学建模太多，局限性也多。这对于学生而言，尤其本科生，是具有一定难度的。当今的大学生在能力、素质、学风、自觉性方面有较大的差异。大学教育中某些前修的课程，包括数学等，也经历了课时数的压缩，作为计量单位的课时，也在时长上有所缩短。在这样的情况下，昔日传统的教学大纲和教材，对于如今的大学生而言，显得更加枯燥无味，艰涩难懂。目前的一些教材也存在一定的缺陷，在术语和一些称谓上也不太统一。在提倡创新能力培养的今天，过于直述的教材需要进行一定的改进，以促进启发式教学。鉴于以上问题，我们编撰了《信息论与编码》教材，在本教材编写中，从以下几个方面做了创新尝试。

一、设计启发性锦囊和问题

为了促进学生对于相关理论问题，乃至于数学问题的理解，我们将信息论与编码中的关键性、全局性的问题进行了提炼，设计了一些全程问题，并且将复杂的问题分解为若干问题及其锦囊，通过一种逐步提示和启发的方式来促进学生的理解，锦囊取锦囊妙计之意，把妙计放到锦囊里，在合适的时间才让人打开，以知道要怎么办。

这里的锦囊就是一种逐步的提示，每一次课都会给一个锦囊供学生思考，让学生有充分的思考，有充分的启发。在具体的教学实践中，比如多媒体课件中，可以把锦囊蒙住，到了合适的时间才解开“锦囊”。在本书中，我们针对于每一章都提炼出信息论的若干基本问题，并且对这些问题设置一些提示性的锦囊启示，帮助学生对这些问题进行理解与洞察。这里的锦囊并不是直接给出答案，而是通过逐步的提示，将问题分解与简化，并且给出一定的提示，来帮助学生理解。因此，教学中，可以在相应的教学内容开始之前，提前地逐步向学生提出这些问题，提出时只公开当前问题，后续的问题是不公开的。在课后习题的设计中，也充分考虑激发、提高或者检验学生的创新能力，即学即用能力，自学能力和动手能力。除了具有固定答案的习题外，还应有开放性的、促进思维发散的习题，让学生展开思维的翅膀去创新。在习题中引入没有用书本上概念描述的现实问题，让学生现学现用，增强学生举一反三的能力。鼓励学生结合信息论去思考现实中的各种问题。

在一些重要的知识点，教材中还设计了一些思考题穿插在中间。这样形成了课前、课中和课后都有思考题的局面，学生的思考贯穿整个学习过程。

二、教材编写风格与布局创新

为了保证对于不同读者和学生的适用性，显示教材内容的层次性，不同性质的内容采用不同字体。对于比较难，选学的内容其标题后加*号，对于一些启发性、评价性的内容，解题指导以及理论应用于实际方面的讨论的内容，感想、启示以及启发性提问采用楷体。重要的内容采用加粗字体。必要的背景阐释和补充说明采用仿宋字体。

在一些重要的地方预留了空间，让学生写出针对于某些问题的想法和该内容对学生的启示。这也是提示教师不要在最关键的位置匆匆讲过。在布局上的创新还包括思考题分布在前言、课中和课后，相对于传统的课后习题，更能启发学生及时思考，而不是被动接受。好的教材应有利于转变学与教的方式，我们的这种教材编写方式更有利于改变传统的教学方式为启发式、主动式的学习方式。

三、教材内容上的产学研结合

目前一些教材不重视实用性，学习的知识与实践中需用到的知识脱节。针对于这点，我们在教材中增加了“信息论与编码技术的实现与应用”一章，介绍了一些编码、各种编码软件、各种编码的软件实现。这样让学生学习了这门课就知道在今后的工作和实践中哪些可以直接用得上，避免教材内容过于学术化和教条化，而更多考虑到学生今后在工作中的实际需求。

在内容的组织和篇幅的安排上，我们考虑详细叙述与方向指引并重，针对不同的情况采用相应的详略得当的写法。信息论和编码的知识是无限的，但是学习的时间是有限的，如何在两者之间建立一个很好的平衡是一个教材的编者必须充分考虑的。在当今强调宽口径教学的背景下，一方面要突出重点，针对具有理论和应用价值的内容进行详细叙述，另外一方面，由于篇幅所限，不可能面面俱到，所以在教材中指明学科的脉络、发展方向和前沿，对于某些应用面有限的知识，我们提供简单的指引，推荐一定的教材和资源，以便读者可以根据指引找到相关资料。

四、示范与鼓励创新

在教材的编写上，充分结合编者的研究和教学成果、经验，根据编者的分析和研究，提供一些新的理解或者证明相关结论的方法，通过这样的方式来示范创新。同时教材通过各种方式鼓励和提醒学生，随时随地进行创新，包括：第一，在适当位置预留读者发表自己见解的空白区域。国内学生学习时很少思考，为了启发和提醒学生的创新思维，在教材的适当位置（比如编者认为某些内容还有很大创新空间时）预留读者自己思考和创新的空白位置，并且用文字标示出来提醒读者。在描述具有启发意义的创新内容时，对于相关内容的重大创新给予点评来启发读者进行创新，并且在章节的末尾或者适当位置预留空间让读者自由表达思想，这样的提示有利于读者能发挥主观能动性和养成自主思考的习惯，也利于教师或者编者将这些学生的评阅和观点加以整理，以便于修改完善教材。第二，信息论的许多模型都有自己的前提，是局限的，在描述编者认为非绝对内容的时候通过非肯定的字眼，避免让读者对已有的理论产生正确无疑的看法，这给学生的创新和思考留下了余地，而鼓励学生放开眼光，发散思考，甚至于提示学生去发现这些潜在的前提。第三，通过一些不限定内容的题目，鼓励学生去摸索。

我们还会在后续的教材建设中进一步补充内容，建设立体化的教材，提供更多的电子化的资源，后面也将会有一些新教材按照这样的模式推出。只有采取措施促进优秀教材的选用，才能让提高教材质量的需求能够推动教材编者遵从这些需求提高教材质量。

【参考文献】

[1]陈春茹.高校教材建设与创新型人才培养的若干问题[J].宁夏大学学报（人文社会科学版），2006（11）

[2]高凌飚.教材评价的维度与标准[J].教育发展研究，2007（12）

【基金项目】2014年物流教改教研课题计划项目（JZW2014028）

【作者简介】王 勇（1977- ），男，湖北天门人，桂林电子科技大学副研究员，硕士生导师，研究方向：信息安全，密码学，电子商务，量子信息技术。

信息论编码论文 篇4

信息论与编码

信息论概述：

信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息传输和信息处理系统中一般规律的新兴学科。核心问题是信息传输的有效性和可靠性以及两者间的关系。

信息论作为一门科学理论，发端于通信工程。它具有广义和狭义两个概念：

狭义信息论是应用统计方法研究通讯系统中信息传递和信息处理的共同规律的科学，即研究概率性语法信息的科学；

广义信息论是应用数学和其他有关科学方法研究一切现实系统中信息传递和处理、信息识别和利用的共同规律的科学，即研究语法信息、语义信息和语用信息的科学。

信息是事物及其属性标识的集合。

信息就是信息，信息是物质、能量、信息及其属性的标示。

信息是确定性的增加。即肯定性的确认。

当我们使用一个数据库时，总希望数据库的内容是可靠的、正确的，但由于计算机系统的故障（包括机器故障、介质故障、误操作等），数据库有时也可能遭到破坏，这时如何尽快恢复数据就成为当务之急。如果平时对数据库做了备份，那么此时恢复数据就显得很容易。由此可见，做好数据库的备份是多么的重要，下面笔者就以ORACLE7为例，来讲述一下数据库的备份和恢复。ORACLE 数据库有三种标准的备份方法，它们分别为导出/导入（EXPORT/IMPORT）、冷备份、热备份。导出备份是一种逻辑备份，冷备份和热备份是物理备份。

信息论形成和发展：

人们对于信息的认识和利用，可以追溯到古代的通讯实践。中国古代的“烽燧相望”和古罗马地中海诸城市的“悬灯为号”，可以说是传递信息的原始方式。随着社会生产的发展，科学技术的进步，人们对传递信息的要求急剧增加。到了20世纪20年代，如何提高传递信息的能力和可靠性已成为普遍重视的课题。美国科学家N.奈奎斯特、德国K.屈普夫米勒、前苏联A.H.科尔莫戈罗夫和英国R.A.赛希尔等人，从不同角度研究信息，为建立信息论作出很大贡献。1948年，美国数学家C.E.香农(被称为是“信息论之父”)出版《通信的数学理论》，1949年发表《噪声中的通信》，从而奠定了信息论的基础。20世纪70年代以后，随着数学计算机的广泛应用和社会信息化的迅速发展，信息论正逐渐突破香农狭义信息论的范围，发展为一门不仅研究语法信息，而且研究语义信息和语用信息的科学。它的建立是人类认识的一个飞跃。世界上各种事物都是充满矛盾不断发展的，物质的运动主要是靠内部矛盾运动所产生的能量，而事物之间的普遍联系则靠的是信息。信息是关于事物的运动状态和规律，而信息论的产生与发展过程，就是立足于这个基本性质。信息论迅速渗透到各个不同学科领域，但还不够完善。为了适应科学技术发展的需要，迎接信息化社会的到来，一门新的科学正在迅速兴起，这就是广义信息论，或者叫做信息科学。信息科学是由信息论、控制论、计算机、人工智能和系统论等相互渗透、相互结合而形成的一门新兴综合性学科。信息科学登上现代科技舞台，与能量科学、材料科学鼎足而立，将为科学技术的发展作出贡献。

信息论

信息论内容：

信息论内容包括信息熵、信源编码、信道编码、信道容量、信息失真率理论、信号检测和估计等。

信息量：

信息的度量是信息论研究的基本问题之一。对于应用范围如此广泛的信息提出一个统一的度量是困难的。美国数学家C.E.香农在1948年提出信息熵作为信息量的测度。根据人们的实践经验，一个事件给予人们的信息量多少，与这一事件发生的概率(可能性)大小有关。一个小概率事件的发生，如“唐山发生七级以上大地震”使人们感到意外，它给人们的信息量就很多。相反一个大概率事件的出现，如“12月15日北京未下雪”给人们的信息量就很少。因此,用I(A)=-logP(A)〔P(A)表示事件A发生的概率〕来度量事件A给出的信息量，称为事件A的自信息量。若一次试验有M个可能结果(事件)，或一个信源可能产生M个消息（事件）, 它们出现的概率分别为，则用来度量一次试验或一个消息所给出的平均信息量。当对数取 2为底时,单位为比特；当对数取e为底时,则单位为奈特。H的表达式与熵的表达式差一个负号，故称负熵或信息熵。

信息传输模型：

信息传输系统主要由信源、信道和信宿组成，下图为信息传输系统的基本模型。信源是产生消息的系统。信宿是接受消息的系统，信道则是传输消息的通道。图中编码器、译码器的作用是把消息变换成便于传输的形式。

信源编码：

信源是产生消息（包括消息序列）的源。消息通常是符号序列或时间函数。例如电报系

信息论

统中的消息是由文字、符号、数字组成的报文（符号序列），称为离散消息。电话系统中的消息是语声波形(时间函数)，称为连续消息。消息取值服从一定的统计规律。因此,信源的数学模型是一个在信源符号集中取值的随机变量序列或随机过程。信源编码器将消息变换为一个数字序列(通常为二进制数字序列)。在离散情形,若信源产生M个可能消息,它们出现的概率分别为，每个消息由N个信源符号组成,便可取信源编码与数字序列一一对应。第i个消息对应的数字序列长(数字个数)为li，li相等的称等长编码，否则称变长编码。定义为编码速率，它表征平均每个信源符号要用多少个数字来表示。若取信源译码器为信源编码器的逆变换器，则在无噪信道(信源编码器的输出即为信源译码器的输入)情况下，消息可以正确无误地传送。这时信源编码问题是要找出最小的速率R及其相应的编码。已经证明,对于相当广泛的信源类,当N可以任意大时这个最小极限速率，称为信源的熵率,是信源的一个重要参数。对于固定的N,最优编码就是赫夫曼编码。在连续消息的情形，信息编码器不可能使消息与数字序列一一对应，因此译码也不是编码的逆变换。通常的方法是先对连续消息进行采样和量化，变为离散消息，再将离散消息变换为数字序列。信源译码器先将数字序列逆变换为离散消息，再用内插法求得连续消息。这样一来，即使在无噪信道的情况下，发送消息与接收消息之间也会产生误差，称为消息失真。可以用一个非负函数d(u，v)来度量消息 u，v之间的失真大小。这时信源编码问题是在保证平均失真不超过给定允许极限D 的条件下找出最小速率R 及其相应编码。求解这一问题导致熵推广到失真率函数，信源编码的失真率理论因而得到发展。

信道编码：

信道是传输信息的媒质或通道，如架空明线、同轴电缆、射频波束、光导纤维等。有时为研究方便将发送端和接收端的一部分如调制解调器也划归信道。信息论把信息传送过程中受各种干扰的影响都归入信道中考虑。根据干扰的统计特性,信道有多种模型。最简单的是离散无记忆恒参信道，它可以用信道入口符号集X、出口符号集Y和一组条件概率P(y|x)(x∈X，y∈Y)来描述。若信道输入信号x＝(x1,x2,„,xN),则相应的输出(受扰)信号y＝(y1,y2,„,yN)出现的概率为信道编码器将数字序列每K个一组变换为字长N 的信号（码字），称为分组编码。若数字和信道符号都是二进制的(可用0,1表示)，则R＝K/N 定义为编码速率，它表明每个信道符号表示多少个数字。N-K 称为编码冗余度。信道编码(纠错编码)的基本思想就是增加冗余度以提高可靠性。更确切地说，信道译码器可以利用编码冗余度将受扰信号变换为正确的发送数字序列。重复编码乃一简例。信道编码器将输入数字重复三次, 如将01011变换为***。信道译码器可用门限译码，即先将输入译码器的信道符号每三个一组地相加，再将结果逐个与阈值 2比较,小于阈值2的译为0,否则译为1。这样若受扰信号***虽然错了 5个符号,但译码仍为01011与发送数字序列完全相同。信息论得出的重要结论是:对于一个有噪信道,只要在信道编码中引入足够而有限的冗余度，或等价地说编码速率足够小，就

信息论

能通过信道渐近无误地传送消息。更确切地说，对充分长的数字序列，其接收错误概率可以任意小。信道编码问题是要找出使信道渐近无误地传输消息所能达到的最大编码速率R和相应的编码。已经证明，对于离散无记忆恒参信道，这个最大极限编码速率为它是对X上一切概率分布 p取极大值。p为信道转移概率(条件概率)，的重要参数。

。称为交互信息；C 称为信道容量，是信道信道编码概论：

通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。信息论的内容之一。信道编码大致分为两类 ：①信道编码定理，从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题，也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。编码定理的证明，从离散信道发展到连续信道，从无记忆信道到有记忆信道，从单用户信道到多用户信道，从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零，正在不断完善。编码方法，在离散信道中一般用代数码形式，其类型有较大发展，各种界限也不断有人提出，但尚未达到编码定理所启示的限度，尤其是关于多用户信道，更显得不足。在连续信道中常采用正交函数系来代表消息，这在极限情况下可达到编码定理的限度。不是所有信道的编码定理都已被证明。只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明；其他信道也有一些结果，但尚不完善。

数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。但信道编码会使有用的信息数据传输减少，信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，这就是我们常常说的开销。这就好象我们运送一批玻璃杯一样，为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况，我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来，这种包装使玻璃杯所占的容积变大，原来一部车能装5000各玻璃杯的，包装后就只能装4000个了，显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。同样，在带宽固定的信道中，总的传送码率也是固定的，由于信道编码增加了数据量，其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。将有用比特数除以总比特数就等于编码效率了，不同的编码方式，其编码效率有所不同。

数字电视中常用的纠错编码，通常采用两次附加纠错码的前向纠错（FEC）编码。RS编码属于第一个FEC，188字节后附加16字节RS码，构成（204，188）RS码，这也可以称为外编码。第二个附加纠错码的FEC一般采用卷积编码，又称为内编码。外编码和内编码结合一起，称之为级联编码。级联编码后得到的数据流再按规定的调制方式对载频进行调制。

前向纠错码（FEC）的码字是具有一定纠错能力的码型，它在接收端解码后，不

信息论

仅可以发现错误，而且能够判断错误码元所在的位置，并自动纠错。这种纠错码信息不需要储存，不需要反馈，实时性好。所以在广播系统（单向传输系统）都采用这种信道编码方式。

下面是纠错码的各种类型:

1、RS编码

RS码即里德-所罗门码，它是能够纠正多个错误的纠错码，RS码为（204，188，t=8），其中t是可抗长度字节数，对应的188符号，监督段为16字节(开销字节段）。实际中实施（255，239，t=8）的RS编码，即在204字节（包括同步字节）前添加51个全“0”字节，产生RS码后丢弃前面51个空字节，形成截短的（204，188）RS码。RS的编码效率是：188/204。

2、卷积码

卷积码非常适用于纠正随机错误，但是，解码算法本身的特性却是：如果在解码过程中发生错误，解码器可能会导致突发性错误。为此在卷积码的上部采用RS码块，RS码适用于检测和校正那些由解码器产生的突发性错误。所以卷积码和RS码结合在一起可以起到相互补偿的作用。卷积码分为两种：

(1)基本卷积码:

基本卷积码编码效率为，η＝1/2, 编码效率较低,优点是纠错能力强。

(2)收缩卷积码:

如果传输信道质量较好，为提高编码效率，可以采样收缩截短卷积码。有编码效率为：η＝1/

2、2/

3、3/

4、5/

6、7/8这几种编码效率的收缩卷积码。

编码效率高，一定带宽内可传输的有效比特率增大,但纠错能力越减弱。

3、Turbo码

1993 年诞生的Turbo 码，单片Turbo 码的编码/解码器，运行速率达40Mb/s。该芯片集成了一个32×32 交织器，其性能和传统的RS 外码和卷积内码的级联一样好。所以Turbo码是一种先进的信道编码技术，由于其不需要进行两次编码，所以其编码效率比传统的RS+卷积码要好。

4、交织

在实际应用中，比特差错经常成串发生，这是由于持续时间较长的衰落谷点会影响到几个连续的比特，而信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才最有效（如RS只能纠正8个字节的错误）。为了纠正这些成串发生的比特差错及一些突发错误，可以运用交织技术来分散这些误差，使长串的比特差错变成短串差错，从而可以用前向码对其纠错，例如：在DVB-C系统中，RS(204,188)的纠错能力是8个字节，交织深度为12，那么纠可抗长度为8×12＝96个字节的突发错误。

实现交织和解交织一般使用卷积方式。

交织技术对已编码的信号按一定规则重新排列，解交织后突发性错误在时间上被分散，使其类似于独立发生的随机错误，从而前向纠错编码可以有效的进行纠错，前向纠错码加交积的作用可以理解为扩展了前向纠错的可抗长度字节。纠错能力强的编码一般要求的交织深度相对较低。纠错能力弱的则要求更深的交织深度。

下图是交织的原理图：

一般来说，对数据进行传输时，在发端先对数据进行FEC编码，然后再进行交积处理。在收端次序和发端相反，先做去交积处理完成误差分散，再FEC解码实现数据纠错。另外，从上图可看出，交积不会增加信道的数据码元。

根据信道的情况不同，信道编码方案也有所不同，在DVB-T里由于由于是无线信道且存在多径干扰和其它的干扰，所以信道很“脏”，为此它的信道编码是：RS＋外交积＋卷积

信息论

码＋内交积。采用了两次交积处理的级联编码，增强其纠错的能力。RS作为外编码，其编码效率是188/204（又称外码率），卷积码作为内编码，其编码效率有1/

2、2/

3、3/

4、5/

6、7/8五种（又称内码率）选择，信道的总编码效率是两种编码效率的级联叠加。设信道带宽8MHZ，符号率为6.8966Ms/S，内码率选2/3，16QAM调制，其总传输率是27.586Mbps,有效传输率是27.586*(188/204)*(2/3)=16.948Mbps,如果加上保护间隔的插入所造成的开销，有效码率将更低。

在DVB-C里，由于是有线信道，信道比较“干净”，所以它的信道编码是：RS＋交积。一般DVB-C的信道物理带宽是8MHZ，在符号率为6.8966Ms/s，调制方式为64QAM的系统，其总传输率是41.379Mbps,由于其编码效率为188/204，所以其有效传输率是41.379*188/204=38.134Mbps。

在DVB-S里，由于它是无线信道，所以它的信道编码是：RS＋交积＋卷积码。也是级联编码。

参考文献

1)2)3)4)5)6)李立萍，张明友．信息论导引．成都：电子科技大学出版社，2005。田宝玉．工程信息论．北京：北京邮电大学出版社，2004。朱雪龙．应用信息论基础．北京：清华大学出版社，2000。李建东，王永茂，胡林敏．最大熵原理及其应用．信息科学。王 栋，朱元甡．最大熵原理在水文水资源科学中的应用．水科学进展，2001，12(3)。[6]董伟民等．最大熵原理在地震重现关系上的应用．地震工程与工程程动，1983，3(4)。

《二进制数 信息编码》说课稿 篇5

一、教学目标分析

依据《湖北省义务教育阶段信息技术课程指导意见（试行）》以及七年级信息技术课本的教学要求，结合学生实际，确立以下教学目标：

知识与技能：了解二进制的基本理念，能够实现二进制与十进制的相互转换。过程与方法：以具体任务制作自己的密码为主线，在教师引导、师生互动、生生交流、合作和探究的活动过程中，让学生经历和领悟运用信息技术解决实际问题的思想和方法，促使学生主动学习从而培养学生勇于探究的科学精神。情感态度与价值观：培养学生互相帮助、团结协作的良好品质和专业精神，提高学生的素质内涵。

二、课程分析

《二进制数 信息编码》是理论实践课，由四部分组成。第一部分认识二进制；第二部分认识数字化；第三部分各种信息在计算机中的编码；第四部分认识ASCII码。内容很多，为了让学生能够更好的学习比较枯燥的理论知识，本课教学内容分为2课时完成。第一课时，学习二进制也就是本节说课的内容；第二课时，学习后面三个部分。本课时的学习让学生充分理解二进制的特点以及二进制与十进制的相互转换，为后面学习各种编码奠定良好的基础。

三、教学重点和难点分析

教学重点：掌握二进制与十进制的相互转换。教学难点：二进制转换为十进制的方法。

四、学情分析

青春期的中学生好奇心强，接受新事物能力快。七年级学生自主性已经较强，有一定的探究发现能力。在学习本课时内容之前，学生已经掌握十进制的相关运算。本课时的学习让学生掌握二进制的相关知识，拓展自身知识面。

五、教法和学法分析

信息技术课程的主要任务之一就是要通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力，培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段。

1、说教法

根据指导意见的要求，增强教育的针对性、有效性和时代感，必须改进教学方法，教学方法是多种多样的，每位教师也都有自己的教学特色。基于学生对本课题认知的特点，本课中，我主要采用了以下的教学方法：（1）直观演示法 利用电子课堂软件，展示相关图片资料，激发学生兴趣，活跃课堂气氛，促进学生对知识的掌握。（2）任务驱动法

在本课时中，以完成一个任务——制作自己的密码，培养学生整合和运用知识完成“任务”以及自主思考、创作的能动性。（3）问题引导与启发引导相结合

通过学生在研究材料的过程中，自己发现并提出问题，让学生一起参与分析问题、解决问题，从而逐渐提高学生自行分析问题解决问题的能力，使学生养成一种积极面对问题、探索解决问题的积极向上的良好习惯和团结协作的品质。

现代教育教学的目的不仅仅是教学生学会，更重要的是教会学生学，也就是“学会不如会学”。由此可知，指导学生掌握必要的学习方法是极其重要的。

2、说学法

针对学生实情，从学生的角度出发，这节课在指导学生的学习方法和培养学生的学习能力方面主要采取以下方法：（1）自主探究法

对于基本问题的处理，采用自主探究法，以学生为主体，使学生的独立探索性得到了充分的发挥，培养学生的自学能力、思维能力和学习能动性。（2）发现探索法

信息技术课主要培养学生的实践能力，通过案例教学，使学生遇到问题，从而学习分析问题，思考解决问题的方法。（3）模仿学习法

根据学生的实际情况，对于小部分学习困难的学生，采取模仿学生或老师的方法，从而达到学会新知识并学着应用的目的。（4）合作学习法

将学生进行分组协作学习，学生在小组中进行讨论、互相帮助，采用这样的同伴间学习的方式，可以充分发挥学生学习的积极性，弥补教师教学过程中的不足，并有助于团结协作的专业精神的培养。（5）动手实践法：

在信息技术教学中，以实践操作为主，理论知识同样需要学生动手实践，才能更好的掌握。此课题的重点也是让学生自主实践，在实践中获得新知，增强综合能力。(6)自我评价法；

自我评价表的使用，让课堂变的清晰，学习效果一目了然，更能提升学生的学习兴趣。

六、教学过程设计

合理的组织课堂教学是教育成功的关键。教学设计应注意围绕教学的重点和难点，充分调动学生的主观能动性，发挥出教师的主导作用和学生的主体作用，因此，本课时的教学过程设计如下：

1、创设情境、导入新课

请学生欣赏相关资料，了解有关密码的知识，激发兴趣、活跃气氛。提出目标制作自己的密码。

教材上本课时是日常生活中的一些数字信息导入，这样的导入比较平淡，引入密码的相关知识，让学生有种自己是小特工的代入感，这样更能够激发学生的学习兴趣。

2、提出问题、探索新知

请学生观察算式1+1=10，提出问题这个算式是正确的吗？

教师给出学习资料，让学生自主学习，得出结论，引出二进制的概念。

让学生观察的这个算式明显有悖于之前他们学习的数学知识，激发他们的好奇心，让他们更有兴趣去自主学习。根据信息技术新课标要求培养学生敏锐捕捉有用信息、主动获取相关信息、甄别筛选正确信息的能力，自主探索是这节课的一大重点，把课堂交给学生，给学生空间自主探究解决问题，培养学生主动学习勇于探究的科学精神。

3、任务驱动、生师讲解

教师提供材料，让学生自主完成1-10,10个十进制数转换成二进制。教师公布正确答案，学生自查结果正确与否。完成之后，请学生讲解解答过程，生师合作归纳总结出十进制转换二进制的规律。

教师在此期间观察学生实际应用情况，掌握学生接受程度。

师生间的交流体现了生生互动的理念，全员参与的学习过程，加深了学生的学习印象，让学生综合所学知识反思自己的创作，提高了学生信息技术技能、也培养了学生与他人交流沟通的能力。

4、巩固练习、学生自查

教师给出学习资料，学生自主完成密码对照表！

学生自主学习完成后，教师公布正确答案，学生自查！

理论知识的学习更需要反复的练习，学生才能更好的掌握。自查让学生直观的了解到知识点掌握程度如何。完成的好的学生自查让他更有成就感，完成的不理想的学生自查让他更直观的了解到自己还需要改进的地方。

5、知识拓展、小组交流

教师给出密码，请学生破译。完成之后教师提出问题：如果没有对照表，我们能破译密码吗？

给出学习材料，学生分组探究学习，请学生讲解小组探究成果，教师辅助，师生合作，得出二进制转换十进制的方法。

任务驱动法的运用培养了学生整合和运用知识来完成任务以及自主思考创作的能动性。现在的课堂学生才是主体，教师只是引导者，将课堂交给学生。学生的讲解可能不如教师讲解的准确，但是更能培养学生的综合素质，也能够激发学生的学习热情，对于学生而言“小老师”的效果有时更加突出。

6、实践练习、自查总结

教师提供材料，请学生自主使用二进制设计出一组密码。

完成自我评价表的统计。总结归纳本节课的学习成果。

本节课主要采用“任务驱动”的教学方法组织教学，在解决任务的过程中，通过学生的观察、分析、交流与操作来完成知识点的学习以及对知识的应用，整个教学过程既突出了学生的主体地位又发挥了教师的主导作用。这样的课堂设计既提高了学生的语言组织能力及表达能力，又巩固了所学知识点。为了检验和促进每个学生达到预期的目标，发现教学中的问题，对学生的学习效果进行评价是必须的，也是有效的。目的在于加深学生对知识的记忆、理解，完成真正意义上的知识建构。

7、知识延伸、融入生活

教师给出问题：密码能用于我们平常的生活中吗？

给出拓展资料，学生自行研究！

怎样运用学习到的知识改变生活，这个拓展问题的提出希望学生能更了解他们现在所处的生活环境，让我们的学习变得更有价值。

七、课后反思

信息技术课与其它课程有所不同，中小学信息技术课程是为了适应技术迅猛发展的信息时代对人才培养的新要求而设置的必修课程，是以培养学生信息素养和信息技术操作能力为主要目标，以操作性、实践性、探究性、创新性为特征的学习领域。能将信息技术应用到实际生活中解决实际问题，是信息技术老师努力的方向。结合我的教学实践，谈谈我的几点反思：

1、自我评价表的使用提高了学生的学习兴趣，完善了课堂结构。达到了预期效果；

2、在信息技术课堂教学中，教师应是课堂活动的组织者，起指导、启发的作用。应把更多的时间交给学生，让学生在实践中去亲身体验创新和自学的乐趣。这不仅能深化教学内容，发挥学生的主体性，把学生的兴趣推向高潮，而且还有利于拓展学生思维，培养学生的创新能力和自学能力；

格力空调遥控器编码分析总结 篇6

测试的遥控器型号：视贝 A10 GR

遥控器默认初始状态：24℃

制冷

扫风

三级风速 定时关 所对应的16进制编码：79 08 00 50 02 00

通过逐渐改变温度，其他条件不变的情况下很据编码分析发现： 温度是由编码中的第二个字节的低位控制，16℃对应“0”，30℃对应“E”，依次递增。

25℃下其他条件不变，模式由制冷变为除湿，编码为：5A 08 00 50 02，经过几次实验发现，“除湿”是一个固定编码，不受其他条件限制。“除湿”的默认状态是24℃，一级风速，扫风。

信息论与编码教学方法形象化探索 篇7

关键词：信息论与编码,理论教学,教学方法

随着人类社会进入信息时代,信息技术极大的改变着人们的生产生活方式。作为研究信息传输、存储和处理的科学,“信息论与编码”已成为大专院校电子、信息、通信类等专业本科生的一门重要专业基础课。

“信息论与编码”是信息科学和技术中的基本理论,在各个学科中的地位重要,该课程的分析方法主要有概率论及数理统计。该课程具有理论性强、概念抽象、涉及面[1]广、对数学基础要求高等特点[2]。但是,复杂的数学公式及推导过程和抽象的概念容易使学生产生厌倦心理,进而失去兴趣和学习的动力。针对上述提及的“信息论与编码”在理论教学上面临的一些问题,本文对该课程的一些形象化教学方法进行探索,以提高学生学习的兴趣和动力。

1 结合时代背景

紧密结合信息论产生的时代背景与当前信息时代的特点进行课堂授课。为了让学生对“信息论与编码”有一个总体的认识,从以下几个方面对该课程进行介绍:信息论产生的时代背景、信息论的研究内容、信息论的发展过程以及当前研究方向、信息论与哲学等。

首先介绍信息论产生的时代背景。1948年,美国科学家香农发表了题为“通信的数学理论”的学术论文,宣告了信息论的诞生[3]。第二年,他又发表了论文“噪声下的通信”。在这两篇论文中,香农建立了一般通信系统的模型,用数学表达式描述了信息量和信源熵,解决了信道容量、信源编码、信道编码等通信技术的关键问题。

其次介绍信息论的研究内容。与学生互动式讨论对信息的认识、信息的特点等,加深对信息的认识,使学生对信息的认识从感性上升为理性。更进一步,将信息论分为狭义信息论和广义信息论,并分别介绍各自的研究内容。

然后介绍信息论的发展过程以及当前研究方向。信息论要成为一门学科,需要很多的研究工作,香农的工作对信息论具有里程碑意义。但是,乃奎斯特、哈夫曼等很多人也作出了重要的贡献,介绍一些科学家的具体研究内容和贡献。接着,介绍信息论当前的一些研究方向,比如:在通信、信号压缩、信号传输等领域的研究动态。

最后,从哲学角度介绍对信息论的认识。探讨信息论与信息科学中的哲学与方法论问题[4]。从哲学角度来认识信息的实质,分析信息与能量、物质的关系,并分析信息与反映、意识、认识论的关系等。使学生的认识上升到哲学高度。

通过这个学习过程,教学生学会全面分析问题、认识食物,并把知识融会贯通,从而提高教学效果。同时还可让学生认识到从事科研的价值,并鼓励他们从事科研工作。

2 引导式提问与激发式提问相结合

为了吸引学生的注意力,加深对所学知识的掌握,可以采用一些问题作为导引,使学生能够抓住课题学习的重点。利用引导式提问,将理论知识与实际应用相结合。比如:在介绍信息量之前,对全体同学提一个问题,“找一个同学回答一个问题”请问这一句话的信息量是多少?如果对信息量的概念有所了解,那么这个问题很好回答。如果不了解,可能不知如何回答,但是带着这个问题,学习信息量时学生就会随学随用,很容易把刚才的问题给解决了。由于积极的思考,学生学得的知识将更深刻,应用会更灵活。

利用激发式提问,设置一些特殊情景,培养学生的创新意识,激发学生产生一些新的想法、主意等。比如:在介绍香农对信息论的贡献时,可以问学生“香农对信息论有重要贡献,在当今信息时代你能对该学科有何贡献?”或者“你能否成为一个学科的创始人?”等问题。

3 图片与视频

多媒体教学可以扩大课堂教学的信息量,节约传统板书的时间,有利于提高课堂教学的效率,增强课堂教学的生动性和形象性[5]。根据信息论与编码这么课程的学习,可知图片可以比文字提供更多的信息量。

虞湘宾等人[6]主张利用多媒体的优点,通过概念浏览、动态演示及典型例题分析等,将课程的教学难点和重点形象生动地展现在学生面前,以开阔学生思路与视野,提高学习兴趣与热情。

视频能够吸引学生的注意力,深受学生的喜爱。课上播放一些与课程有关的短小视频可以收到很好的效果,比如:可以播放一些知识大爆炸、无线通讯、深空探测等方面的小视频,并进行相关讲解。另外,在课间休息时,给大家播放一些小视频或有趣的ppt。在缓解大家的疲劳的同时,活跃课堂气氛。

4 与学生互动

让学生充分参与到课堂的教学过程,让其成为真正的教学主体。对于信息论与编码这门课,我们采用了两种方法与学生进行互动。一是在课上留出几分钟时间,让几个学生给大家复习以前学过的某些章节的知识。根据著名的艾宾浩斯遗忘曲线,学习的知识需要及时的复习。通过学生的复习,既可以检验教师讲课的效果,也是锻炼学生的总结能力,又可以督促学生课下及时复习。二是课上留出几分钟时间进行教师与学生角色互换,找学生针对特定的问题给大家进行讲解,或者针对某些章节的知识点发表自己的看法,老师则坐在下面听讲。这样,不仅可以锻炼学生的表达能力,还能够提高学生的自主学习能力。角色互换是一种教学方法,已成为一种教学理念。笔者曾在课堂上使用了此方法,效果很好,课堂气氛比较活跃。笔者对此进行了分析,认为学生站在讲台担当教师的角色,可以更好的吸引其它同学的注意力,拉近教师与学生之间的距离等好处。

5 结论

本文对信息论与编码教学方法形象化方法进行了探索,采用了与时代背景结合、引导式提问与激发式提问相结合、图片与视频相结合、与学生互动等方法。通过课堂实践,取得了一定的教学效果。上述方法是初步尝试,由于该课程的理论性很强,在今后的教学工作还需要探索更加有效的形象化教学方法。

参考文献

[1]沈希忠.信息论与编码教学改革[J].中国科教创新导刊,2012(11):186-187.

[2]郎东革,包妍.“信息论与编码”教学改革的探讨[J].中国电力教育,2010(34):72-73.

[3]陈运.信息论与编码[M].2版.北京:电子工业出版社,2002.

[4]王雨田.控制论、信息论、系统科学与哲学[M].2版.北京:中国人民大学出版社,1988.

[5]高博,钱志鸿,杨晓萍.“信息论与编码”理论与实验教学研究[J].中国电力教育,2012(4):100-101.

信息论与编码总结 篇8

关键词：信息；编码；体系

中图分类号：TP399

1 编码体系建设意义

信息编码工作是企业信息化建设的基础工作。信息编码工作的好坏直接影响企业信息系统的开发、运行和各系统之间的数据集成。实施企业信息化应用的前提条件就应该做好企业信息编码体系建设，制定满足企业需要的编码规则，将企业各类事物的特性和内容准确、唯一采集、标识，并加以分类和有规律的编排，同时用数字、符号或文字按照一定规则表示出来。因此建立科学、合理、结构清晰、实用有效的信息编码体系是企业实施信息化建设的基础工作，为各信息系统数据库开发、企业各项信息管理及各系统之间数据集成起到越来越重要的作用，是企业信息化建设的最基础工作。

2 编码体系建设实施思路

笔者认为信息编码体系建设应遵循统一思想认识、人员分工明确、编码对象采集、信息分类、信息编码、建立编码管理系统、对历史编码的处理等实施步骤。

由于企业技术、生产、管理等方方面面的工作都涉及信息分类与编码，所以企业内部统一思想非常关键，在整个信息编码实施过程中，企业应组建独立的信息编码机构，成立信息编码管理中心，明确各部门信息编码工作职责及分工，建立信息编码管理网络。让大家充分认识信息编码的重要性、信息分类与编码工作在信息化网络建设中的重要地位以及实施信息分类编码的必要性，大家共同克服困难，协助实施人员做好每一项工作。

组成信息编码人员、信息化人员及各单位业务人员的编码团队，对企业所有业务系统进行梳理，对企业各类事物加以分析，对业务活动进行分析，把共性的信息抽取出来作为分类与编码的主要对象。根据信息内容的本质属性或特征，按照信息分类稳定性、确定性、可扩延性、系统性、综合实用性及兼容性等原则对编码对象进行区分和归类，再按照信息编码唯一性、不变性、稳定性、合理性、可扩充性、简单性、适用性和规范性等原则和方法将编码对象赋予一定规律性的、易于计算机和人识别与处理的符号，即对编码对象进行编码。具体说是根据企业现状将收集到的信息特征确定分类清单，进行分类论证，对不全的信息进行补充，最终完成信息分类与编码过程。

信息分类和编码之后，企业需建立编码管理系统。按照编码规则对编码对象进行代码编制。在实施过程中，还要考虑历史数据的处理问题，不能全盘否认历史编码的不足，对暂时无需进行信息交换的编码数据可以采取暂时保留不变，新数据按照新规则等办法。对需进行信息交换的编码最好采用对照表的形式转换，配合系统数据库的开发，达到编码统一。

3 编码体系建设原则

建立信息编码体系是保证信息编码工作能够有序、顺利、稳步开展的关键，其标准化水平的高低直接影响信息化建设的水平与成败。开展信息编码体系建设应遵循以下原则：

3.1 注重信息分类编码标准化顶层规划

企业信息分类与编码工作与行业、集团信息分类编码工作密切相关，一定要符合行业、集团的编码规划，并根据自己企业的特点及现状制定本企业的编码规划。

3.2 加强信息分类编码标准化宣传和培训

结合信息系统建设，以报道、培训、看板等各种方式进行宣传教育，让各级领导和员工了解信息编码的重要性，提高他们的编码意识，建议他们支持并参与编码工作的自觉性。

3.3 遵循信息分类编码基本原则

要做到科学分类的主要原则有科学性、系统性、可扩延性、兼容性、易实施性、综合实用性、唯一性、可扩展性、简短性、格式一致性、便于数据库管理等。

3.4 集中管理编码系统并动态维护

信息编码建设的重要环节之一是代码管理，企业集中对信息编码管理非常关键，必须建立编码系统，并及时动态进行维护。

4 编码体系建设作用

信息编码体系建设是实现信息系统共享的前提，是系统之间互操作的基础，是各信息系统之间信息一致性传输交换的基石。其作用可归结为：

4.1 指导信息化建设

建设信息编码体系框架，制定企业急需的统一信息分类编码标准，同时建立企业编码管理系统，按照编码标准中编码规则动态管理企业信息编码，实现与应用信息系统之间的集成。

4.2 减少信息的重复录入

建立信息编码体系可以减少一码多物、一物多码，对同一名称的分类和描述的不同，以及同一信息内容具有不同代码等现象，使事物的名称和术语统一化、规范化。[1]

4.3 提高系统运行效率

由主管部门采集系统内所需的通用信息，提供给相关的部门使用，使原始信息保持一致，建立统一的信息采集语言，综合信息便可直接取自相应的信息系统，从而提高系统运行效率。

5 企业编码体系建设分析

根据信息编码体系建设实施思路，企业已按照各项要求开展了信息编码管理体系建设工作，它是产品数据管理PDM、资源计划管理ERP、制造执行管理MES实施与集成的前提。近几年来，随着信息化建设飞速发展，企业构建了公司信息分类与编码标准体系，在此基础上制定了企业信息分类编码标准编写规定，并以此来指导信息编码标准编制，编制了若干企业信息编码标准，基本覆盖了公司技术、生产、管理全过程资源。

制定编码標准还需建立编码资源管理系统，统一管理公司编码规则，且在编码资源管理系统中赋予代码，才能将公司物资、设备、文件等代码集团管理起来。目前，公司已经建立了编码资源管理系统（见图1），并与公司PDM、ERP、MES、OA等系统进行了集成，在系统中管理人员、通用工装工具、物资、型号、工艺文件等编码规则90余项，产生代码11万余条。这些代码分布于公司各信息系统，应用于公司产品设计、研制、生产、使用各个环节。

图1 企业编码资源管理系统界面

6 结束语

信息编码体系建设是企业系统集成的前提，是企业主数据的基础，错误的数据不但没有任何意义，而且会干扰生产。因此，企业必须建设好信息编码体系，才能使各信息系统资源共享，保证数据库中代码真实、准确，发挥其在企业信息化中的重要性。

参考文献：

[1]王丙义.信息分类与编码[M].北京：国防工业出版社，2003.

作者简介：石微（1971-），女，辽宁沈阳人，高级工程师，现就职于黎明公司数据中心，2006年毕业于大连理工大学软件工程专业，工程硕士，研究方向：信息化编码；王欢（1979-），女，辽宁凤城人，高级工程师，现就职于黎明公司数据中心，2001年毕业于吉林大学计算机科学与工程专业，学士学位，研究方向：软件工程。