andrey

Путь к Файлу: /Таганрогский радиотехнический университет / Семестр3 / Теория информации / ТИ- РП (210403).doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   2
Пользователь:   andrey
Добавлен:   24.01.2015
Размер:   160.0 КБ
СКАЧАТЬ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТИ- РП (210403)ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

«СОГЛАСОВАНО»

Председатель методической комиссии

 по образовательной программе

___________________________

___________________________

___________________________

«____»____________2005/2006 учеб.год

«УТВЕРЖДАЮ»

          Декан факультета

         информационной безопасности                                                                            

           __________________________________

                __________________________________

            ____________________________

«____»___________2005/2006 учеб.год

 

Образовательная профессиональная программа (ОПП)

            _____________«Защищенные системы связи»____________________                   

Факультет информационной безопасности__________________________________

Выпускающая кафедра по ОПП радиоэлектронных средств защиты и сервиса_____

 

 

   РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Математика. Теория информации»

Кафедра _радиоэлектронных средств защиты и сервиса

Форма обучения __дневная________________ Срок обучения ____5 лет________________________

Технология обучения _________________________________________ Курс ____3___Семестр___5_________

 

 

Академические часы____

 

 

Зачетные единицы _____

Учебных занятий 

-

120час.

 

 

Учебных занятий 

-

    3.33 балла

Из них:

   лекций

   практических

   лабораторных

   самостоятельных

   индивидуальных

   курсовая работа

 

-

-

-

-

-

 

36 час.

18 час.

   __                 час.

     48 час.

18 час.

____ час.

 

 

Из них:

   лекций

   практических

   лабораторных

   самостоятельных

   индивидуальных

    курсовая работа

 

-

-

-

-

-

 

     1 балл.

    0.5 балл.

     __ балл.

  1.33 балл.

    0.5 балл.

____ балл.

Промежуточный рейтинг-контроль

5 семестр

 

 

Промежуточный рейтинг-контроль

  5 семестр

Итоговый рейтинг-контроль (экзамен)

5            семестр

 

 

Итоговый рейтинг-контроль (экзамен)

5 семестр

 

 

 

Таганрог 2005 г.


Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями

Государственного образовательного стандарта Российской Федерации

образовательной профессиональной программы (ОПП)

«Защищенные системы связи»

 индекс 210403

 

Составители:

 

Должность

Уч. степень

Звание

Ф.И.О.

Подпись

доцент

кандидат технических наук

доцент

Котенко  Владимир Владимирович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры ____________

радиоэлектронных средств защиты и сервиса___________________  ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

(название кафедры разработчика программы дисциплины)

_________________________ Зав. кафедрой _____________________Румянцев К.Е.

 

 

Согласовано с другими кафедрами и (или) структурными подразделениями:

(заполняется при необходимости)

 

Название структурного подразделения

Подпись

Ф.И.О. руководителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1. МЕСТО, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЕ,

реализуемой в университете

 

1.1. Место дисциплины в реализации основных задач образовательной профессиональной программы (ОПП).

Изучение дисциплины "Теория информации" обеспечивает подготовку к решению следующих профессиональных задач:

· организация и эффективное осуществление контроля за качеством функционирования систем коммутации и сетей связи, средств оптической связи, систем подвижной радиосвязи с применением современных информационных технологий;

· разработка проектов узлов и сетей электросвязи; оптических линий связи для телекоммуникационных сетей; многоканальных систем электросвязи; сетей, систем и устройств стационарной и подвижной радиосвязи с учетом оптимизации способов обработки и передачи информации;

· проектирование и модернизация отдельных устройств и блоков систем связи с применением информационных и компьютерных технологий;

· проектирование и внедрение специальных технических и программно-математических средств защиты информации в телекоммуникационных системах;

· планирование реализации проектов с учетом внедрения новых информационных технологий;

· сравнительный технико-экономический анализ различных вариантов построения и практического применения средств связи с позиций эффективности обработки и передачи информации;

проведение экспертной оценки технических предложений, технических заданий и других документов, связанных с проектированием средств связи с позиций информационного анализа. 

 

1.2. Место дисциплины в обеспечении образовательных интересов личности обучающегося студента по данной ОПП.

В соответствии с общими требованиями ГОС РФ к образованности лица, успешно завершившие обучение по дисциплине "Теория информации "отвечают следующим требованиям:

· умеют использовать методы решения задач на определение оптимальных соотношений параметров телекоммуникационных систем;

· способны к проектной деятельности в профессиональной сфере на основе системного подхода, умеют строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и информационный анализ;

· способны поставить цель и сформулировать задачи, связанные с реализацией профессиональных функций, умеют использовать для их решения методы теории информации;

методически готовы к работе над междисциплинарными проектами  

 

1.3. Место дисциплины в удовлетворении требований заказчиков выпускников университета данной ОПП.

Дисциплина должна обеспечить подготовку студента к решению следующих  профессиональных задач:

· выбирать принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств и их свойства;

· построение систем обработки и передачи информации, семантический подход к анализу информационных процессов;

 

1.4. Знания каких учебных дисциплин должны предшествовать изучению дисциплины в данной ОПП

            Изучение дисциплины " Теория информации " использует материал дисциплин "Математика" (ЕН.Ф.01), " Дискретная математика "(ЕН.Ф.06)," Теория вероятностей и математическая статистика" (ЕН.Ф.07), " Информатика " (ЕН.Ф.02) и требует:

· знать основные алгебраические структуры:  полугруппы,  группы, кольца, поля и их простейшие свойства. ЕН.Ф.01, ЕН.Ф.06;

· знать простые поля; поле разложения многочлена; конечные поля; многочлены над                конечными полями; нормальные формы матрицы над полем. ЕН.Ф.06;

· евклидовы и унитарные пространства. ЕН.Ф.06;

· знать операции над матрицами, уметь производить элементарные преобразования матриц, определять ранг матрицы над полем, решать системы линейных уравнений над полем. ЕН.Ф.06;

· .знать случайные величины и их распределения, закон больших чисел, уметь определять  сходимость последовательностей случайных величин. ЕН.Ф.07;

· знать стационарные случайные процессы, марковские процессы, дискретные цепи Маркова, уметь производить точечное и доверительное оценивание параметров распределений, анализ графа цепи Маркова. ЕН.Ф.07;

· знать общую характеристику процесса сбора, передачи, обработки и накопления информации ЕН.Ф.02;

· знать семантику и формализацию в информатизации  (источники информации,  потребительские свойства, семантико-лингвистические и терминологические  проблемы,  системы  классификации, кодирования и организации информации) ЕН.Ф.02.

 

1.5. Для изучения каких дисциплин будет использоваться материал дисциплины при реализации рассматриваемой ОПП.

            Дисциплина "  Теория информации " является одной из основ для дисциплин:

" Сети и системы радиосвязи и средства их информационной защиты ", " Многоканальные цифровые системы передачи и средства их защиты ", " Средства обеспечения информационной безопасности в сетях передачи данных ", "Основы организационно-правового обеспечения информационной безопасности", "Основы информационной безопасности", "Основы криптографии ", " Многоканальные цифровые системы передачи и средства их защиты ".

 

1.6. Цель преподавания дисциплины

Целью дисциплины "Теория информации"  является обучение студентов основным положениям теории информации, принципам  обработки и передачи информации, основам семантического подхода к анализу информационных процессов, формирование навыков  ценностно-информационного подхода к анализу и синтезу систем обработки передачи и защиты информации.

.

1.7. Задачи изучения дисциплины

            В результате изучения дисциплины "Теория информации" студенты должны:

· знать: математические основы количественного описания информации и свойства количественных характеристик информации; теоретические основы кодирования информации;

· ознакомится: с методами доказательства основных теорем кодирования; теоретическими основами защиты информации;

· приобрести умения: применять полученные знания для обеспечения информационной безопасности   телекоммуникационных систем; оценивать скорость передачи информации и пропускную способность каналов передачи информации при отсутствии и наличии помех;

· овладеть навыками: семантического подхода к анализу информационных процессов.

 

2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА.

 

 2.1. Основы теории информации.

Состояние и проблемы развития современной теории информации. Концепция теории информации, основные понятия и определения. Количественная оценка информации; количество информации; энтропия вероятностной схемы; аксиомы Хинчина и Фадеева. Взаимная информация для дискретных ансамблей; взаимная информация и условная собственная информация; средняя взаимная информация и условная энтропия; средняя условная взаимная информация; свойства средней взаимной информации для дискретных ансамблей. Взаимная информация для непрерывных ансамблей; проблемы определения энтропии для непрерывных ансамблей; дифференциальная энтропия; средняя взаимная информация и условная энтропия; свойства средней взаимной информации для непрерывных ансамблей

       4 часа (1,3,5,8)

 2.2. Источники информации. 

Представление источников информации; непрерывные и дискретные источники. Энтропия дискретных источников; дискретные источники без памяти; дискретные стационарные источники; эргодические стационарные источники; марковские источники. Энтропия непрерывных источников. Избыточность источников информации

                         2 часа (1,3,5,8)

       2.3. Кодирование дискретных источников.

Стратегия кодирования дискретных источников; теоремы Шеннона для источников. Теоремы кодирования для дискретных источников без памяти; коды с фиксированной длиной; неравномерные коды; префиксные коды; неравенство Крафта. Теоремы кодирования для дискретных источников с памятью; стационарные, эргодические и марковские источники. Информационная дивергенция; граница Симпсона. Стоимость и избыточность кодирования источников; теорема Шеннона.

                              4 часа (1,3)

2.4. Эффективное кодирование. Методы сжатия информации при кодировании дискретных  источников.

Побуквенное кодирование; префиксное кодирование, методы Шеннона, Гильберта – Мура, Шеннона – Фано; оптимальное кодирование, метод Хаффмана. Блочное кодирование. Неблочное кодирование; метод Ходака; методы арифметического кодирования. Универсальное кодирование; методы интервального кодирования; методы Лемпеля- Зива

                               4 часа (1,3)

       2.5. Шифрование. Защита информации при кодировании дискретных источников.

         Стратегия защиты информации при кодировании дискретных источников. Абсолютная и теоретическая недешифруемость, теорема шифрования для непрерывных источников. Эффективность и стойкость шифрования. Проблемы и пути обеспечения абсолютной недешифруемости при кодировании дискретных источников. Виртуальное шифрование; формирование виртуальных выборочных пространств ансамблей ключа; пределы сжатия исходной проекции виртуального выборочного пространства. Методы виртуального шифрования.

                        2 часа (1,9)

      2.6. Кодирование непрерывных источников.

 Цифровое представление непрерывных сообщений; дискретизация, теорема дискретизации; квантование; кодирование; особенности цифрового представления. Информационные характеристики точности цифрового представления непрерывных сообщений; стратегия оценки точности цифрового представления; эпсилон – энтропия квантования; эпсилон – энтропия цифрового представления  аудиоинформации; эпсилон – энтропия цифрового представления видеоинформации. Стратегия кодирования непрерывных источников. Относительная избыточность, теорема кодирования для непрерывных источников.

                        2 часа (1,2)

    

        

       2.7. Методы сжатия информации при кодировании непрерывных источников.

   Принципы сжатия информации при кодировании непрерывных источников; информационные пределы уменьшения избыточности; сжатие без потерь информации; сжатие с потерей информации. Информационное квантование. Дифференциальная импульсно – кодовая модуляция. Дельта –преобразования второго порядка. Вайвлет - преобразование. Параметрическое кодирование. Фрактальное кодирование. Методы сжатия речевой информации. Комплексирование методов сжатия при кодировании источников видеоинформации.

                       4 часа (1,2,6,7)

       2.8. Теоретические основы передачи информации.

 Стратегия кодирования для каналов. Математическая модель каналов связи. Пропускная способность канала связи и скорость передачи информации при отсутствии и наличии помех. Прямая и обратная теоремы кодирования Шеннона. Информационные пределы искусственной избыточности. Принципы помехоустойчивого кодирования. Алгебраическая теория кодирования; группы и подгруппы; поля и многочлены; поля Галуа; алгоритм Евклида. Представление помехоустойчивости кодов с использованием многочленов и матриц. Правила декодирования. Методика построения помехоустойчивых кодов. 

                     4 часа (3,4,6,7)

       2.9. Кодирование для дискретных каналов.

   Дискретные каналы без памяти; обращение теоремы кодирования; определение пропускной способности; теоремы кодирования для каналов без памяти. Дискретные каналы с памятью; неразложимые каналы; теоремы кодирования для каналов с памятью. Проблемы передачи непрерывной информации с оценкой ошибок дискретизации по времени и по амплитуде.

                      2 часа (3,4,6,7)

      2.10. Методы помехоустойчивого кодирования.

   Линейные коды; параметры кодов и их границы; корректирующие свойства кодов; коды с проверкой на четность; порождающие и проверочные матрицы; таблицы декодирования; коды Хэмминга. Циклические коды; коды максимальной длины; БЧХ – коды. Сверточные коды; пороговое и последовательное декодирование; каскадные коды. Синхронизируемые коды. Коды, исправляющие пакеты ошибок.

                      4 часа (3,4,6,7)

       2.11. Кодирование для непрерывных каналов.

 Взаимная информация для непрерывных каналов. Пропускная способность непрерывных каналов с аддитивным гауссовским шумом и ограничениями на полосу частот и по мощности. Прямая и обратная теорема  кодирования для непрерывных каналов.

                      2 часа (3,6,7)

       2.12. Информационный подход к оценке качества функционирования              телекоммуникационных систем.

   Возможности информационного подхода к оценке качества функционирования систем связи и защиты информации. Информационная оценка качества связи. Информационная оценка эффективности защиты систем связи и объектов информатизации. Стратегия научно - технического поиска с позиций теории информации. Виртуальный информационный подход к оптимизации процессов телекоммуникации.

                        2 часа (1,9)

 

 

 

 

 

 

3. Основная и дополнительная литература

 

3.1. Основная литература

 1.Котенко В.В. Теория информации. Часть 1. Кодирование источников информации: Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 140с.

2. Величкин А.И. Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам. М.: Радио и связь, 1983. 240с

3. Галлагер Р. Теория информации и надёжная связь. М.: Советское радио, 1974. 720с.

4.Котенко В.В. Теория информации. Часть 2. Кодирование для каналов: Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004. 48с.

 

3.2. Дополнительная литература

5. Колмогоров А.Н. Теория информации и теория алгоритмов. М.: Наука, 1987. 340с.

6. Теория информации. Электронная энциклопедия. Часть 1.ТРТУ,2004.CD-188.

7. Теория информации. Электронная энциклопедия. Часть 2.ТРТУ,2004.CD-190.

8. Шеннон (Shannon C.E.), 1948, A Mathematical Theory of Communication. Bell System Tech. J., 27, 379-423, (Part I), 623-656 (Part II). Русский перевод: Шеннон К. Математическая теория связи. Работы по теории информации и кибернетике. ИЛ. М. 1963.С.243−332. 9.В.В.Котенко, К.Е.Румянцев, С.В.Поликарпов. Новый подход к оценке эффективности способов шифрования с позиций теории информации. // Вопросы защиты информации. 2004. №1. С.16 − 22.

 

 

 

 

4. Практические занятия.

 

4.1. Информационные характеристики дискретных ансамблей.

Энтропия и условная энтропия. Средняя взаимная информация

2 часа (1,3,5,6)

4.2. Информационные характеристики дискретных источников.

Дискретный источник без памяти. Стационарный источник. Марковский источник           

2 часа (1,3,5,6)

4.3. Информационный анализ дискретных источников.

Энтропийное тестирование дискретных источников без памяти. Статистический анализ случайных последовательностей. Определение среднего количества информации.

2часа (1,3,5,6)

4.4. Эффективное кодирование дискретных источников.

Код Шеннона-Фано. Код Хаффмана. Код Ходака. Арифметическое кодирование.

2часа (1,3)

4.5. Качество защиты информации при кодировании дискретных источников.

Эффективность и стойкость шифрования. Информационный анализ методов шифрования.

2 часа (1,8)

4.6.Анализ потерь при кодировании непрерывной информации.

Эпсилон – энтропия  кодирования аудиоинформации. Эпсилон – энтропия  кодирования видеоинформации. Информация в непрерывных каналах.

2 часа (1,2,3)

4.7.Помехоустойчивое кодирование.

Линейные коды. Код с проверкой на четность. Код Хэмминга. Циклические коды. БЧХ  – коды

.      4 часа (3,4,5,6)

4.8.Информационный анализ качества функционирования телекоммуникационных систем и компьютерных сетей.

Комплексный анализ качества обработки и передачи информации. Анализ качества защиты информации..

       2 часа (1,8)

 

5. Лабораторные занятия

Лабораторные занятия по курсу не планируются

                           

                              6.Индивидуальные занятия

 

6.1.Исследование информационных характеристик дискретных источников без памяти. 2 часа

6.2. Исследование информационных характеристик дискретных марковских источников.2 часа           

6.3.Сравнительный анализ методов сжатия информации дискретных источников. 2 часа           

6.4. Исследование информационных характеристик качества шифрования. 2 часа

6.5. Анализ информационных характеристик источников аудиоинформации. 2 часа

6.6.Скорость передачи информации и пропускная способность каналов передачи       информации при отсутствии и наличии помех. 4 часа

6.7. Сравнительный анализ помехоустойчивых кодов. 4часа.

 

7. Курсовое проектирование

Выполнение курсовых работ не планируются.

 

8. Самостоятельная работа студентов

 

Самостоятельная работа студентов предусматривает их подготовку к  лекционным и  практическим  занятиям , а также выполнение заданий , полученных на  практических занятиях

 

8.1 Бюджет времени на самостоятельную работу

Виды подготовки

Семестр 5-й

Всего

к лекциям

 к практическим занятиям

 к лабораторным работам

24 ч.

24 ч.

0 ч.

24 ч.

24ч.

0 ч.

Итого

48 ч.

48 ч.

 

 

 

 

 

 

9. Форма итогового контроля

Форма итогового контроля — экзамен (5 семестр)

   В соответствии с учебным планом проводятся следующие виды занятий:

Виды занятий

Семестр 7-и

Всего

Лекции

36 ч.

36 ч.

Практические занятия

18ч.

18ч.

Лабораторные работы

0 ч.

0 ч.

Индивидуальные занятия

18 ч.

18ч.

Самостоятельная работа

48 ч.

48 ч.

Итого

120ч.

120ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

Текущий  рейтинг-контроль  осуществляется  без  прерывания   занятий, предусмотренных расписанием, на лекциях и практических занятиях путем собеседования и решения задач. Первый промежуточный рейтинг-контроль проводится на 10-й неделе, второй промежуточный рейтинг-контроль проводится на 18-й неделе. Итоговый рейтинг-контроль (экзамен) проводится в соответствии с расписанием.

Рейтинг-баллы по видам занятии распределяются следующим образом.

Первый модуль:

лекции - 10 баллов (1 балл за занятие);

       практические занятия – 9 баллов;                                         

       индивидуальные занятия- 6 баллов.

  Второй модуль:

лекции - 8 баллов (1 балл за занятие);

практические занятия - 6 баллов;

                               индивидуальные занятия- 6 баллов.

 Распределение рейтинг-баллов по модулям и итоговая оценка по дисциплине:

Оценка

1-й промежуточный

рейтинг-контроль

2-й промежуточный

рейтинг-контроль

Итоговый рейтинг-контроль (экзамен)

Суммарный рейтинг

макс.

мин.

макс.

мин.

Макс.

мин.

макс.

мин.

отлично

25

21

20

17

55

46

100

84

хорошо

20

17

16

14

45

38

83

69

удов.

16

13

13

11

37

30

68

54

неудов.

12

0

10

0

29

0

53

0

Максимально возможный рейтинг (Р) студента:

Р = Р1+Р2 +Р3 = 100б.

Суммарный рейтинг Р включает три составляющих:

Рейтинг первого модуля Р1: min –13 баллов, max – 25 баллов.

Рейтинг второго модуля Р2: min –11 баллов, max – 20 баллов.

Рейтинг экзамена Р3: min –30 баллов, max – 55 баллов.

Итоговая оценка:

Отлично         -                                 84-100.

Хорошо          -                                  70-83.

Удовлетворительно              -                      54-69.

Неудовлетворительно          -           <54.

 

Распределение баллов и тем по модулям:

1 модуль - min =16, мах =30 (Темы 1-6  лекционных занятий, темы 1–4 практических занятий);

2 модуль - min =11, мах =20 (Темы 7 - 12  лекционных занятий, темы 5–8 практических  занятий).

В билете экзамена 2 вопроса по темам лекционных и практических занятий (по 20 мин. подготовки)

 

 

Разработчик программы:

                                   Котенко В.В. – кандидат технических наук, доцент кафедры РЭС ЗиС  ТРТУ.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

    На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

    Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

    Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



    Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

    Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

    Яндекс.Метрика