本书是"十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，且为教育部评选的"2008年度普通高等教育精品教材”。 本书系统地论述了香农信息论基本理论及某些应用问题，基本覆盖了信息论的各个方面的内容。内容包括：信息的定义和度量；各类离散信源和连续信源的信息熵；有记忆、无记忆、离散和连续信道的信道容量；香农信息论的三个基本定理：无失真信源编码定理、限失真信源编码定理和信道编码定理；网络信息理论及保密系统的信息理论。本书还介绍了无失真数据压缩(即无失真信源编码)的实用的编码算法与方法，以及信道纠错编码的基本内容和分析方法；最后简要地介绍了信息论与热力学、光学、统计学、生物学和医学等其他学科交叉结合的应用内容。尤其是新增第13章,介绍量子力学与信息理论交叉结合而飞速发展起来，又极具诱人前景的量子信息科学。
傅祖芸 女 1956年入北京大学物理系，1960年抽调北大无线电系任教，1963年毕业于北京大学无线电电子学系无线电物理专业。曾任教于中国科学技术大学，中国科学院研究生院，现任中国科学院大学教授。中国通信学会中国通信理论委员会第二、三、四届委员。享受国务院政府特殊津贴。并2008年荣获中国科学院研究生院杰出贡献教师表彰。曾为本科生和研究生讲授脉冲与数字电路、信息论、编码理论、信息论与编码、信源编码与数据压缩等多门课程。主要从事信源压缩编码及图像与信息处理应用于生物医学领域的研究。发表论文近20篇。主要著作：《信息论基础》 、《信息论——基础理论与应用》 、《信息论与编码》 、《信息论与编码学习辅导及习题详解》 、《信息理论与编码学习辅导及精选题解》 。翻译十余本计算机应用软件的书籍。
目录
第1章绪论
11信息的概念
12信息论研究的对象、目的和内容
13信息论发展简史与信息科学
第2章离散信源及其信息测度
21信源的数学模型及分类
22离散信源的信息熵
221自信息
222信息熵
23信息熵的基本性质
24信息熵的唯一性定理
25离散无记忆的扩展信源
26离散平稳信源
261离散平稳信源的数学定义
262二维离散平稳信源及其信息熵
263离散平稳信源的极限熵
27马尔可夫信源
271马尔可夫信源和m阶马尔可夫
信源的定义
272马尔可夫信源和m阶马尔可夫
信源的信息熵
28信源剩余度与自然语言的熵
29意义信息和加权熵
小结
习题
第3章离散信道及其信道容量
31信道的数学模型及分类
311信道的分类
312离散信道的数学模型
313单符号离散信道的数学模型
32平均互信息及平均条件互信息
321信道疑义度
322平均互信息
323平均条件互信息
33平均互信息的特性
34信道容量及其一般计算方法
341离散无噪信道的信道容量
342对称离散信道的信道容量
343准对称信道的信道容量
344一般离散信道的信道容量
35信道容量的迭代算法
351信道容量的迭代算法
352信道容量迭代算法的收敛性
36离散无记忆扩展信道及其信道容量
37独立并联信道及其信道容量
38串联信道的互信息和数据处理定理
39信源与信道的匹配
小结
习题
第4章波形信源和波形信道
41波形信源的统计特性和离散化
42连续信源和波形信源的信息测度
421连续信源的差熵
422连续平稳信源和波形信源的差熵
423两种特殊连续信源的差熵
43连续信源熵的性质及最大差熵定理
431差熵的性质
432具有最大差熵的连续信源
44连续信源熵的变换
441坐标变换后概率密度函数的变化
442坐标变换后差熵的变化
45熵功率
46连续信道和波形信道的分类
461按信道输入和输出的
统计特性分类
462按噪声的统计特性分类
463按噪声对信号的作用功能分类
47连续信道和波形信道的信息传输率
471基本连续信道的平均互信息
472多维连续信道的平均互信息
473波形信道的信息传输率
474连续信道平均互信息的特性
48连续信道和波形信道的信道容量
481单符号高斯加性信道
482单符号非高斯加性信道
483多维无记忆高斯加性连续信道
484多维有记忆高斯加性连续信道
485限带高斯白噪声加性波形信道
486有色高斯加性波形信道
487香农公式的重要实际指导意义
小结
习题
第5章无失真信源编码定理
51编码器
52等长码
53渐近等分割性和ε典型序列
54等长信源编码定理
55变长码
551唯一可译变长码与即时码
552即时码的树图构造法
553克拉夫特(Kraft)不等式
554唯一可译变长码的判断法
56变长信源编码定理
小结
习题
第6章有噪信道编码定理
61错误概率和译码规则
62错误概率与编码方法
63联合ε典型序列
64有噪信道编码定理
65联合信源信道编码定理
小结
习题
第7章保真度准则下的信源编码
71失真度和平均失真度
711失真度
712平均失真度
72信息率失真函数及其性质
721信息率失真函数
722信息率失真函数的性质
73二元信源和离散对称信源
的R(D)函数
731二元对称信源的R(D)函数
732离散对称信源的R(D)函数
74信息率失真函数的参量表述及其计算
75信息率失真函数的迭代算法
76连续信源的信息率失真函数
761连续信源的信息率失真函数
762高斯信源的信息率失真函数
763连续信源R(D)函数的参量
表述及其计算
77保真度准则下的信源编码定理
771失真ε典型序列
772保真度准则下信源编码定理
的证明
78联合有失真信源信道编码定理
79限失真信源编码定理的实用意义
小结
习题
第8章无失真的信源编码
81霍夫曼（Huffman）码
811二元霍夫曼码
812r元霍夫曼码
813霍夫曼码的最佳性
82费诺（Fano）码
83香农-费诺-埃利斯码
84游程编码和MH编码
841游程编码
842MH编码
85算术编码
86字典码
861LZ77编码算法
862LZ78编码算法
863LZW编码算法
864LZ码复杂度和性能分析
小结
习题
第9章信道的纠错编码
91差错控制的基本形式
92纠错码分类及基本概念
921纠错码分类
922纠错码的基本概念及其
纠错能力
93线性分组码
931一致校验矩阵和生成矩阵
932伴随式及标准阵列译码
933汉明码
94循环码
941循环码结构及其多项式描述
942循环码的生成多项式和
生成矩阵
943循环码的校验多项式和伴随式
944循环码的编、译码器
95卷积码
951卷积码的解析表示
952卷积码的图解表示
953卷积码的维特比译码
小结
习题
第10章网络信息论
101通信网信道的分类
102多个随机变量的联合典型序列
103相关信源编码
104多址接入信道
1041离散多址接入信道
1042多址接入高斯噪声信道
105相关信源和多址接入信道
1051相关信源和多址接入
信道的对偶性
1052相关信源的多址接入信道
106广播信道
107中继信道
108具有边信息的信源编码
109具有边信息的数据压缩
小结
习题
第11章保密系统的基本信息理论
111保密学的基本概念
112保密系统的数学模型
113古典密码体制
1131单表密码
1132移位代换密码
1133乘数密码
1134固定周期d的位移置换
1135多表代换密码
114完全保密性
115理论保密性
116实际保密性
小结
习题
第12章信息论与其他学科的关系和
应用
121信息熵与热力学熵
122信息论与光学
1221光学信息量
1222光量子信道的信道容量
1223最大熵光学图像恢复
123最大熵原理与谱估计
1231高斯随机过程的熵率
1232伯格的最大熵定理
124信息论与生命科学
1241DNA到蛋白质的通信系统
1242信息系数与信息分类
1243医学中的信息分析
小结
第13章量子信息科学简介
131量子力学的基本概念
1311波粒二重性和光量子
1312波函数和量子态
1313量子态叠加原理
1314量子测量与量子态塌缩
1315测不准原理
1316量子纠缠和纠缠态
1317量子隐形传态
132量子通信与量子保密通信
1321量子通信的基本概念
1322量子通信的优越性
1323量子通信密钥分发和量子
隐形传态
1324量子通信的发展现状与前景
133量子信息论
1331量子比特
1332量子信息中的冯·诺依曼熵
1333量子信源编码定理
1334量子信道的信道编码
附录
附录A凸函数和詹森不等式
附录B马尔可夫链
B1马尔可夫链的定义
B2转移概率和转移矩阵
B3各态历经定理
附录C熵函数的函数表
附录D所用符号及编写说明
参考书目和文献
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