信息论课程教学大纲-课程基本信息课程名称（中文）信息论课程名称（英文）Basics of Information Theory课程类别：专业主干课课程性质：必修授课语言中文授课学期4学分2课程学时及分配总学时讲课实验课外322480适用专业信息平安教材信息论与编码，曹雪虹，张宗橙，电子工业出版社，2016年第3版先修课程数字电子线路，信号与系统，概率与统计，线性代数，Matlab程序设计后续课程数字图像处理、智能信号处理、信号检测与估计等课程简介（中文300-500字）包括课程定位、课程内容、核心学习结果、主要教学方法 等。其中：课程定位：信息论课程是信息平安专业本科生的专业主干课，主要培养本 专业学生掌握信息传输和编码的基础理论和方法，并能深入运用相关知识、 方法和工具去分析/设计/研究与信息传输相关的复杂工程问题和解决方案的 能力，该课程是从事现代信息平安技术与研究人员所必备的基本专业能力课 程。课程内容：主要涉及内容包括：信源烯、信道编码、信道译码、信道容量等 基本概念、理论和方法；信源编码、信道编码的基本定理和方法；信道译码 的基本原理和方法；信息率失真函数的定义。核心学习结果：掌握信源与信道的基本理论、基本概念及其分析方法，能够 应用概率论和现代数理统计方法，分析/研究信息提取、传输和处理的一般规 律，实现信息系统传输和接收的最优化。具备从数学概念、物理概念及工程 概念去分析问题和解决问题的能力，通过本课程学习，具备为今后从事信息 传输技术领域的科研和工程工作。主要教学方法：基本概念、基本理论和基本分析方法以讲授和讨论为主，对 具体信源燧、信道容量等概念，以案例为主，以上机实验、习题讲解为辅。大纲更新时间2020.8二、课程目标及对毕业要求的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点达成途径1目标1：掌握单符号离散信源的数 学模型、信源增及其基本性质；掌 握多符号离散平稳无记忆、有记忆 信源靖;马尔可夫信源烯、极限幅。标点12具备扎实的信息平安基础知 识，了解通过计算机解决复杂工程问 题的基本方法，并遵循复杂系统开发 的工程化基本要求讲授，习题、讨 论2目标2：掌握无失真信源编码定理 及其几种信源编码方法;掌握互信 息量和平均互信息量的定义和性 质，信道容量的定义和特殊信道的 信道容量计算;掌握信道纠错编码 方法；掌握线性分组码、循环码； 掌握离散信源的信息率失真函数 的定义。指标点2.1：应用数学、自然科学和工 程科学的基本原理，针对一个系统或 者过程进行抽象、分析与识别，并进 行问题推理、求解和验证；案例、演示、讨 论、上机实验三、理论课程教学内容章标 题教学内容学 时思政融入点学生学习预期 效果教学方式课程目 标第一二早概论1、信息的概念和 分类1在讲解信息论 开展的历史时 引入典型人物 突出他们的贡 献，通过对这 些人物事迹的 挖掘，可以更 好地激发学生 的学习热情和 培养学生的爱 国情怀，以此 教育学生为国 争光。能认知通信系 统基本模型；能 认知消息、信息 和信号的区别。 以及信息论发 展的简史。通过讲授信息的 概念、开展和研 究内容，使学生 了解信息的含义 和研究意义。目标1目标22、信息论的起源 与开展3、信息论的研究 内容第二离散 信源 熠1、基本概念3具有理解单符 号离散信源嫡 定义及其性质； 理解多符号离 散平稳信源燃 的含义及其计 算；能应用概率 知识推导各种 端之间关系。通过讲授单符 号、多符号离散 信源的数学模 型、基本度量方 法，使学生能应 用基本定义和概 念分析信源牖的 计算和软件编程 方法。目标1目标22、离散信源端的 基本概念和性质3、多符号离散平 稳信源皤2第三 章 无失 真信 源编 码1、基本概念2以香农编码引 入课程思政内 容，引导学生 树立舍己为国 的正确价值 观。具有理解无失 真信源编码定 理；分析常用的 编码算法；能够 理解无失真信 源编码定理的通过讲授离散无 失真信源编码定 理、香农编码、 费诺编码和哈夫 曼编码方法，使 学生掌握编码的目标1目标22、离散无失真信 源编码定理3香农编码24、费诺编码5、哈夫曼编码推导。指导性定理，并 掌握编码方法及 其软件实现。第四早离散 信道 容量1、互信息量和平 均互信息量2具有理解互信 息与平均互信 息量的定义;分 析单符号离散 信道容量含义 及几种特殊离 散信道容量的 计算；理解多符 号离散信道的 信道容量定义。通过讲授互信量 定义，单符号、 多符号离散信道 容量的基本理 论，使学生掌握 计算离散信道容 量的方法，掌握 信道特性。目标1目标22、单符号离散信 道的信道容量23、多符号离散信 道的信道容量3第五 章.纠错 编码1、纠错编码的基本概念2、线性分组码2介绍各种赛事 引导学生参加 各类竞赛，提 高实践能力， 为社会创造价 值。能够理解线性 分组码的编码 含义，分析线性 分组码纠错译 码方法;具有认 知循环码的含 义。通过讲授纠错编 码分类、线性分 组码和循环码的 基本理论，使学 生掌握线性分组 码和循环码的生 成方法，学会应 用线性分组码性 质进行纠错译 码。目标23、循环码3第七 音信息 率失 真函 数1、基本概念2、离散信源信息率失真函数2具有理解信息 率失真函数定 义与性质；具有 认知离散信源 信息失真函数 的参量表达式。通过讲授离散信 源信息率失真函 数基本理论，使 学生能够理解信 息率失真函数的 含义与意义，进 而进一步理解无 失真编码定理的 含义。目标2注：1 ,思政融入点：至少写3条，简述该课程教学中将思政教育内容与专业教育内容有机融合的知识点（下 同）。2.学生学习预期成果：描述学生在学完本节内容后应获得的知识、能力或素养水平（下同）3.教学方式:包括讲授、讨论、案例、演示等，但不限于所列，根据课程实际需要列举四、实验教学内容注：实验类型包括基础类、专业类、综合类等。编 号实验工程 名称实验内容学时类型学生学习预期效果课程目 标1计算离散 信源的端写出计算自信息量的Matlab 程序；写出计算离散信源平 均信息量的Matlab程序；将 程序在计算机上仿真实现， 验证程序的正确性并完成习 题。2基 础 类具有认知离散信源焙的Matlab编程,应用Matlab编程计算离散信 源平均信息量的方法。目标22Shannon编码根据输入响应的信源个数与 概率，编写输出响应的香农 编码Matlab程序。2专 业 类具有认知香农编码的原 理与方法，分析Matlab 的基本命令，应用 Matlab 设计 Shannon 编 码的程序。口标23赫夫曼编 码设计根据输入响应的信源个数与 概率，编写输出响应的根据 输入响应的信源个数与概 率，编写输出响应的香农编 码Matlab程序。2专 业 类具有认知赫夫曼编码的 原理与方法，分析 Matlab的基本命令，应 用Matlab设计赫夫曼编 码的程序。目标24离散信道 容量的计 算方法设 计结合习题，理解信道容量的 计算方法源代码及其程序运 行。2综 合 类具有认知信道容量的原 理与方法，分析Matlab 的基本命令，理解信道 容量计算的程序。目标2五、课程评价（一）考核内容和考核方式与课程目标对应关系课程目标考核内容考核坏吊及占比（）（指标点）课后作 业实验期末考 试总比课程目标1（指标点1.2）单符号离散信源的数学模型、信 息量、信源燧及其基本性质；多 符号离散平稳无记忆、有记忆信 源炳；马尔可夫信源燧、极限燧。10%0%20%30%课程目标2 （指标点2.1）无失真信源编码定理及其三种 信源编码方法；互信息量和平均 互信息量的定义和性质；信道容 量的定义和特殊信道的信道容 量计算。信道纠错编码方法；线 性分组码、循环码。离散信源的 信息率失真函数的定义与计算。10%20%40%70%合计20%20%60%100%注：1.课程目标在考核方式及占比：主要根据课程目标自行设计和制定多元化考核方式，表中所列仅为参 考（红色数据可删除）。但所列考核方式必须覆盖全体学生，可根据当学期具体教学情况酌情调整。（二）考核方式评分标准评分标准总体说明：（a）课后作业、实验报告需要按时提交，迟交在原评分标准基础上降低2个评分等级（b）课后作业抄袭、实验报告作假或抄袭以及期末考试作弊，相关考核环节记。分课后作业评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1:（支撑毕业 要求指标点L 2）按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，字迹 清楚、答题或 计算过程的 思路清晰，结 论正确。按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，有答 题或计算过 程，结论正 确。按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，有答 题或计算过 程和结论，但 局部存在错 误问题。未能全部完 成教师布置 的作业题目 答题或答题 过程及答案 均错误。未交 作业为0分。10%目标2：（支撑毕业 要求指标点2.1）按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，字迹 清楚、答题设 计过程和思 路清晰，表达按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，答题 或设计的过 程和思路清 晰，设计结果按时完成教 师布置的等 数量作业题 目答题，有答 题或设计流 程，但结果不 符合要求。未能全部完 成教师布置 的作业题目 答题或答题 过程及结果 均存在错误。 未交作业为10%一定的创新 性，设计结果 符合要求。符合要求。0分。课内实验评分标准教学目标要求评分标准总权重（%）实验操作30%实验报告70%60-1000-5960-1000-59目标2：（支撑毕业 要求指标点2.1）能够正确理 解和编写信 源牖、香农编 码程序，运行 结果正确。能 够正确编写 赫夫曼编码、 离散信道容 量计算和信 息率失真函 数迭代计算 程序,运行结 果正确能够正确编 写信源燧、香 农编码程序， 但程序运行 结果不正确 或运行代码 有误。能够正 确编写赫夫 曼编码、离散 信道容量计 算和信息率 失真函数迭 代计算程序， 运行结果不 正确或代码 有误报告中原理 阐述正确，结 构完整，书写 规范，结论正 确，有合理性 分析。报告中 原理阐述正 确，结构完 整，书写规 范，结论正 确，有合理性 分析。报告中原理 阐述模糊，结 构不完整，书 写不规范，结 论正确，未做 有合理性分 析。报告中原 理阐述模糊， 结构不完整， 书写不规范， 结论正确，未 做有合理性 分析。20%期末考试评分标准信息论期末考试内容和考试题目针对课程目标设计,具体评分标准参考开课学期信 息论期末试卷答案评分标准。注：考核方式和课程目标在考核方式中占比应与“（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系” 一 致。所列考核环节，除了笔试类均须依次给出评分标准，格式同上。笔试类课程考核评分标准可以