Форма № Н - 3.04

Луцький національний технічний університет

Кафедра компютерної інженерії

 

 

 

 

 

ЗАТВЕРДЖУЮ

Перший проректор ______________В.І. Талах

 

“______”_______________2016 року

 

 

 

 

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

 

ТЕОРІЯ ІНФОРМАЦІЇ ТА КОДУВАННЯ

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напрям підготовки  

6.050102 «Комп’ютерна інженерія»

 

(шифр і назва напряму підготовки)

 

факультет

Компютерних наук та інформаційних технологій

 

                              (назва  факультету)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Луцьк – 2016

 

 УДК 004.432



 

Робоча програма з дисципліни «Теорія інформації та кодування» для студентів, що навчаються за напрямом підготовки 6.050102 «Комп’ютерна інженерія»,              «____»_______________ 2016 р. , – 11 с.

 

 

Розробник:          Гринюк С.В., асистент кафедри комп’ютерної інженерії

 

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри комп’ютерної інженерії    Луцького національного технічного університету

 

Протокол від  «25» травня 2013 року  № 10

 

Завідувач кафедри

комп’ютерної інженерії

Луцького національного

технічного університету              ____________________ (       Пех П.А.           )

                                                                                                              (підпис)                                          (прізвище та ініціали)        

«___» ____________2013 року

 

 

Схвалено науково-методичною комісією факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій Луцького національного технічного університету

 

Протокол від  «18» червня  2013 року № 10

 

Голова науково-методичною комісії

факультету комп’ютерних наук та

інформаційних технологій

Луцького національного

технічного університету              _______________ (   Кузнєцов Р.М.   )

                                                                               (підпис)                              (прізвище та ініціали)

 

«___» ____________2013 року       

Ó ас. Гринюк С.В.,

                                                                     Луцький НТУ 2013 рік

 

1. Опис навчальної дисципліни

Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів – 3

Галузь знань

0501 – Інформатика та обчислювальна техніка

За вибором

 

Напрям підготовки

6.050102 – Комп'ютерна інженерія

Модулів – 2

 

Рік підготовки:

Змістових модулів – 2

2013/14-й

2013/14-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання   РГР  .

                          (назва)

Семестр

Загальна кількість годин – 108

1-й

2

Лекції

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 3

самостійної роботи студента – 3

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

бакалавр

18 год.

6 год.

Практичні, семінарські

0 год.

0 год.

Лабораторні

36 год.

8 год.

Самостійна робота

45 год.

94 год.

Індивідуальні завдання: 9 год.

Вид контролю: екзамен

 

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 54/54

для заочної форми навчання – 14/94

2. Мета та завдання навчальної дисципліни

Теорія інформації та кодування – це наукова дисципліна, яка вивчає способи передачі і зберігання інформації найбільш надійним та економічним методом.

Метою викладання дисципліни є оволодіння знаннями по теорії передачі інформації по каналах зв’язку для контролю і управління технологічними процесами.

            Положення цієї теорії можуть також використовуватися при розробці будь-яких цифрових пристроїв у різних галузях науки і техніки.

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати:

-          етапи обігу інформації;

-          проблеми передачі інформації;

-          кількісну оцінку інформації;

-          методи оцінки кількості оцінки інформації у повідомленні;

-          методи оцінки втрат інформації при передаванні по каналах звязку;

-          методи кодування інформації.

Основною умовою успішного засвоєння матеріалу є систематична і своєчасна підготовка до лабораторних занять.

 

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні вміти:

-          характеризувати основні проблеми утворення сигналів;

-          характеризувати основні проблеми передачі інформації по неперервних дискретних каналах звязку;

-          характеризувати зв'язок теорії інформації з практикою;

-          аналізувати неперервні та дискретні джерела інформації;

-          аналізувати канали зв’язку з перешкодами і без перешкод;

-          аналізувати принципи кодування інформації.

 

3. Програма навчальної дисципліни

І семестр

Змістовий модуль 1. Теорія інформації та ентропія джерела.

Тема 1. Інформація та інформаційні процеси.

Тема 2. Кількісна оцінка інформації.

Тема 3. Ентропія джерела та її властивості.

Тема 4. Умовна ентропія.

Змістовий модуль 2. Кодування інформації.

Тема 5. Характеристики дискретних джерел інформації.

Тема 6. Характеристики неперервних джерел інформації.

Тема 7. Оптимальні методи кодування інформації.

Тема 8. Застосування оптимальних методів кодування інформації.

Тема 9. Застосування статистичних алгоритмів кодування до блоків повідомлень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Структура навчальної дисципліни

Назви змістових модулів і тем

Кількість годин

денна форма

заочна форма

усього

у тому числі

усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

с.р.

л

п

лаб

інд

с.р.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

І семестр

Модуль 1

Змістовий модуль 1. Теорія інформації та ентропія джерела.

Тема 1. Інформація та інформаційні процеси.

9

2

-

2

-

5

 

-

-

-

-

11

Тема 2. Кількісна оцінка інформації.

11

2

-

4

-

5

 

1

-

-

-

11

Тема 3. Ентропія джерела та її властивості.

14

2

-

4

2

6

 

1

-

2

-

12

Тема 4. Умовна ентропія.

18

2

-

8

2

6

 

1

-

2

-

12

Разом за змістовим модулем 1

52

8

-

18

4

22

 

3

-

4

-

46

Модуль 2

Змістовий модуль 2 Кодування інформації.

Тема 5. Характеристики дискретних джерел інформації.

10

2

-

4

-

4

 

-

-

-

-

9

Тема 6. Характеристики неперервних джерел інформації.

10

2

-

4

-

4

 

-

-

-

-

9

Тема 7. Оптимальні методи кодування інформації.

13

2

-

4

2

5

 

1

-

2

-

10

Тема 8. Застосування оптимальних методів кодування інформації.

13

2

-

4

2

5

 

1

-

1

-

10

Тема 9. Застосування статистичних алгоритмів кодування до блоків повідомлень.

10

2

-

2

1

5

 

1

-

1

-

10

Разом за змістовим модулем 2

56

10

-

18

5

23

 

3

-

4

-

48

Усього годин за І семестр

108

18

-

36

9

45

 

6

-

8

-

94

ІНДЗ

-

 

-

-

9

-

 

-

-

-

-

-

Усього годин

108

18

-

36

9

45

 

6

-

8

-

94

5. Теми семінарських занять

N
з/п

Назва теми

Кількість годин

 

Не передбачені навчальним планом. 

 

6. Теми практичних занять

N
з/п

Назва теми

Кількість годин

 

Не передбачені навчальним планом. 

 

7. Теми лабораторних занять

N
з/п

Назва теми

Кількість годин

с/з

Модуль 1

1

Ансамблі та джерела повідомлень.

2/0

2

Кількісна міра інформації.

4/0

3

Безумовна ентропія.

4/2

4

Умовна ентропія.

4/2

5

Ентропія об’єднаних джерел.

2/0

8

Модульний контроль

2/0

Модуль 2

9

Характеристики дискретних джерел інформації.                       

4/0

10

Характеристики неперервних джерел інформації.

2/0

11

Методи кодування інформації Шеннона-Фано і Хаффмена.

4/2

12

Застосування статистичних алгоритмів стиснення до блоків повідомлення.

4/1

13

Арифметичне кодування.

2/1

14

Модульний контроль

2/0

 

Разом

36/8

8. Самостійна робота

N
з/п

Назва теми

Кількість годин

с/з

1

Інформація та інформаційні процеси.

5/11

2

Кількісна оцінка інформації.

5/11

3

Ентропія джерела та її властивості.

6/12

4

Умовна ентропія.

6/12

5

Характеристики дискретних джерел інформації.

4/9

6

Характеристики неперервних джерел інформації.

4/9

7

Оптимальні методи кодування інформації.

5/10

8

Застосування оптимальних методів кодування інформації.

5/10

9

Застосування статистичних алгоритмів кодування до блоків повідомлень.

5/10

 

Разом

45/94

 

 

 

 

 

 

9. Індивідуальні завдання

Об’єм та теми розрахунково-графічних робіт наведені у таблиці 9.1.

Таблиця 9.1

з/п

Назва теми

Кількість

годин

 

Модуль 1

 

1

РГР №1. Ентропія джерела.

4

 

Модуль 2

 

2

РГР №2. Кодування інформації.

5

 

Разом за семестр

9

 

Всього

9

10. Методи навчання

Вивчення предмета складається з лекційних та лабораторних занять. На лекціях висвітлюються загальнотеоретичні питання. На лабораторних заняттях відпрацьовують практичні навички роботи з пакетами, виконують навчальні завдання.

Методологія вивчення дисципліни ґрунтується на взаємозв'язку теоре­тичних відомостей та практичних навичок, які отримують студенти в результаті прослуховування лекцій, проведення лабораторних занять та самостійної роботи по поглибленому вивченню матеріалу дисципліни, а також перевірці глибини та міцності засвоєння матеріалу при написанні контрольних робіт, виконанні лабораторних робіт, захисті звітів та здачі заліку чи екзамену.

11. Методи контролю

При вивченні студентами дисципліни передбачається три види контролю: поточний, модульно-рейтинговий та підсумковий.

Поточний контроль здійснюється окремо у відповідності з теоретичним і практичним курсами.

Контроль теоретичного та практичного курсів здійснюється після завершення кожного лабораторного завдання по тематичному розділу шляхом виконання індивідуальних графічних аудиторних та самостійних завдань та у вигляді усного опитування розглянутого теоретичного матеріалу.

Модульно-рейтинговим, при умові проходження студентом всіх етапів поточного контролю, є тестові завдання, при рішенні яких студент набирає певну кількість балів згідно з критеріями оцінки кожного з модулів.

Підсумковим контролем, при умові проходження студентом всіх етапів поточного контролю, є залік.

 

 

 

 

 

 

12. Розподіл балів, які отримують студенти

Семестр 1

Поточне тестування та самостійна робота

Сума

Модуль № 1

Модуль № 2

 

Сума за модуль 1

Сума за модуль 2

100

ПК

20

20

МК

30

30

Шкала оцінювання: національна та ECTS

Сума балів за всі види навчальної діяльності

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену, курсового проекту (роботи), практики

для заліку

90 - 100

A

відмінно

зараховано

82 - 89

B

добре

74 - 81

C

64 - 73

D

задовільно

60 - 63

E

35 - 59

FX

незадовільно з можливістю повторного складання

не зараховано з можливістю повторного складання

0 - 34

F

незадовільно з обов'язковим повторним вивченням дисципліни

не зараховано з обов'язковим повторним вивченням дисципліни

 

Зараховано – «відмінно» - виставляється за глибоко проаналізовані всі питання, студент дає повні вичерпні відповіді на них, робить глибокі висновки та показує вміння користуватися підручником, довідковою і монографічною літературою, володіє навичками та вмінням застосовувати засвоєний матеріал на практиці.

Зараховано – «добре» -  виставляється,  коли студент проаналізувавши всі питання, дає відповіді на них, робить висновки та показує вміння користуватися підручником та довідковою літературою.

Зараховано – «задовільно» -  виставляється, коли студент дає в основному вірні відповіді, але допускає помилки та неточності під час викладу матеріалу.

Незараховано - виставляється, якщо студент не розкриває суті завдання, не може практично його виконати, показує відсутність навичок самостійної роботи.

 

 

 

 

13. Методичне забезпечення

1.     Теорія інформації та кодування. Методичні вказівки до лабораторних занять для студентів напряму «Комп’ютерна інженерія» денної форми навчання / К.Я. Бортник. - Луцьк: ЛНТУ, 2010. –62 с.

2.     Теорія інформації та кодування. Методичні вказівки до виконання контрольної роботи для студентів напряму «Комп’ютерна інженерія» заочної форми навчання /  К.Я Бортник. - Луцьк: ЛНТУ, 2011. –20 с.

3.     Теорія інформації та кодування. Конспект лекцій для студентів напряму «Комп’ютерна інженерія» денної та заочної форм навчання. / С.В. Гринюк. – Луцьк: ЛНТУ, 2013. – 52 с.

4.     Теорія інформації та кодування. Навчально-методичний комплекс з дисципліни «Теорія інформації та кодування» для студентів спеціальності КСМ денної та заочної форм навчання /  С.В. Гринюк, К.Я Бортник, Н.А. Христинець . - Луцьк: ЛНТУ, 2013..

 

14. Рекомендована література

Базова

1. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации.-М.: Высш.школа, 1989.-320 с.

2. Темников Ф.Е. и др. Теоретические основы информационной техники.-М.: Энергия, 1979.-512 с.

3. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов: Учебник для ву-зов.-М.: Сов.радио, 1979.-280 с.

4. Гаранин М.В., Журавлев В.Н., Кунеган С.В., Системы и сети передачи информации. –М.: Радио и связь, 2001.-336 с.

5. Галкин В.А. Григорьев Ю.А. Телекоммуникации и сети. –М.: МГТУ име-ни Баумана, 2003

6. Кедрус В.А.,.Кузьмин И.В. Основы теории информации и кодирования.- К.: Вища школа, 1986, 238с

 7. Жураковський Ю.П., Полторак В.П. Теорія інформації та кодування. Підручник. Київ: Вища школа,  2001, 255 с.

8. Кулик А.Я., Кривогубченко С.Г., Теорія інформації і кодування / Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2008. - 145 с.. –224 с.

Допоміжна

1.     Блейхер Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. – М.: Мир, 1986.

2.     Жураковський Ю.П., Полторак В.П. Теорія інформації та кодування: Підручник. – К.: Вища школа, 2001. – 255 с. 

3.     Кузьмин И. В. Основы теории информации и кодирования. – Минск: Вышэйшая школа,1986.

4.     Лидовский В.В. Теория информации: Уч. пособие. - М.: Компания Спутник+, 2004. - 111 с.

5.     Питерсон Р., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. – М.: Мир, 1976.

6.     Стратонович Р.Л. Теория информации. – М: Изд-во “Сов. Радио”, 1975.

7.     Хемминг Р.В. Теория информации и теория кодирования. – М. Радио и связь, 1983.

8.     Цымбал В.П. Теория информации и кодирование. – К. Вища школа, 1992. – 263 с.

9.     Чисар И., Кернер Я. Теория информации. – М.: Мир, 1985.

10. Шеннон К.-Э. Работы по теории информации и кибернетике. – М.: Изд-во иностр. Лит., 1963. 830 с.

11. Шульгин В. И. Основы теории передачи информации: Учебное пособие. Ч. I. Экономное кодирование. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2002. - 100 с.

12. Шульгин В. И. Основы теории передачи информации: Учебное пособие. Ч. II. Помехоустойчивое кодирование. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2002. – 90 с.

 

 

 

15. Інформаційні ресурси

Технічні засоби навчання

Персональні комп’ютери на базі процесорів Pentium IV (Celeron) – з розрахунку одна станція на одного студента.

Програмне забезпечення

Програмне забезпечення, яке використовується в навчальному процесі, розташовано на персональних комп’ютерах в лабораторіях комп’ютерної техніки (ауд.143, 145, 301, 303а, 39).

                                                                                                                                                                

Назва

1

2

1

Операційна система Windows 2000, Windows NT 4.0, Windows XP;

2

Табличний процесор Excel

3

Програмний пакет «Electronic Workbench»