УТВЕРЖДАЮ Директор ИК _______________ Захарова А.А. «___»__________2015 г.

УТВЕРЖДАЮ
Директор ИК
_______________ Захарова А.А.
«___»__________2015 г.
БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Основы теории передачи информации
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 09.03.01 Информатика и вычислительная техника
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ Вычислительные машины, комплексы, системы и сети
Квалификация (степень)
Базовый учебный план приема
КУРС 3 СЕМЕСТР 5
Количество кредитов
Код дисциплины
Виды учебной деятельности
бакалавр
2015 г.
3 кредита ECTS
Б1.ВМ5.1.1
Временной ресурс по очной форме обучения
Лекции, ч
Лабораторные занятия, ч
Аудиторные занятия, ч
Самостоятельная работа, ч
ИТОГО, ч
16
16
32
76
108
Вид промежуточной аттестации
Обеспечивающее подразделение
зачет
кафедра ВТ
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ВТ ____________ Марков Н.Г., профессор
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
____________ Рейзлин В.И., доцент
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
____________ Осокин А.Н., доцент
2015 г.
1. Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Теория информации» относится к числу дисциплин математического и естественнонаучного цикла направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника».
Цель данной дисциплины – дать студенту знания о спектрах сигналов,
согласовании характеристик сигнала и канала, о дискретизации и квантовании сигналов, модуляции сигналов, эффективном использовании линий связи, обеспечении верности передаваемых данных.
Дисциплина «Теория информации» определяет профессиональную подготовленность. Поставленные цели соответствуют целям (Ц1 - Ц3).
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Основы теории передачи информации» (Б1.ВМ5.1.1) является вариативной частью блока (Б1) вариативного междисциплинарного
профессионального модуля (ВМ5) профиля (1) «Вычислительные машины,
комплексы, системы и сети».
Для её успешного усвоения необходимы знания дифференциального и
интегрального исчисления, базовых понятий физики (магнетизм, волны, оптика), информатики (алгоритмы, системы счисления), языка программирования высокого уровня; умения применять эти знания для решения практических задач. Владеть навыками работы на персональном компьютере.
Пререквизитами данной дисциплины являются дисциплины: «Информатика 1.2» (Б1.БМ2.4), «Математика 2.3» (Б1.БМ2.3), «Физика 3.2» (Б1.БМ2.7),
«Программирование» (Б1.ВМ4.7).
3. Результаты освоения дисциплины
В соответствии с требованиями ООП освоение дисциплины направлено
на формирование у студентов следующих компетенций, в т. ч. в соответствии
с ФГОС:
Таблица 1
Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной дисциплины
Результаты
обучения
Р2 (ОК-7,
ОПК-2, 5,
ПК-1, 3)
Составляющие результатов обучения
Код
Умения
Код
Код
Знания
З.2.3.1
основы теории
информации, методы эффективного и помехоустойчивого кодирования информации,
методы аналогоцифрового преобразования сигналов, основные системы цветообразования, методы
сжатия цифровых
У.2.3.1
производить подсчет
количества информации в сообщениях; кодировать цифровые данные; определять частоту квантования и число
двоичных разрядов
при аналогоцифровом преобразовании сигналов с
заданными параметрами
В.2.3.1
Владение опытом
использования методики
эффективного кодирования по Хаффману; кодирования данных в помехоустойчивом коде Хэмминга
данных
В результате освоения дисциплины студентом должны быть достигнуты следующие результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины
№ п/п
Результат
РД1
Знать структурные, статистическую и алгоритмическую меры
информации. Уметь подсчитывать количества информации
структурными, статистической и алгоритмической мерами количества информации
РД2
Знать основные виды датчиков, спектральную временную форму описания сигналов, критерии выбора шага дискретизации
аналогового сигнала по времени, шага квантования по уровню,
основные виды импульсной и непрерывной модуляции. Уметь
рассчитывать спектры сигналов и определять требующуюся
полосу пропускания по энергетическому критерию. Определять
требующуюся частоту дискретизации и число разрядов.
РД3
Знать модели каналов, теоремы Шеннона для каналов, пропускную способность каналов, методы сжатия цифровых данных, методы повышения достоверности передачи и приёма
данных. Уметь производить сжатие и распаковку данных с помощью алгоритмов Хаффмена и RLE, разрабатывать структуру
кода Хэмминга и БЧХ-кода для различного количества передаваемых символов и исправляемых ошибок.
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:
1.Универсальные (общекультурные):
- владение основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации (ОК-11 ФГОС);
- владение навыками работы с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13 ФГОС).
2. Профессиональные:
- Осваивать методики использования программных средств для решения
практических задач (ПК-2 ФГОС);
- способность инсталлировать программное обеспечение и подключать
аппаратные средства информационных и автоматизированных систем
(ПК-11 ФГОС).
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины:
Раздел 1. Этапы обращения информации в автоматизированных системах.
Сообщения и информация. Передача информации. Методы и модели
оценки количества информации: структурные меры информации, статистическая мера информации, количество алгоритмической информации
Раздел 2. Восприятие информации в современных информационных системах.
Общие сведения о датчиках. Физические датчики. Химические сенсоры.
Биологические сенсоры. «Умные» датчики. Временная и спектральная формы описания сигналов. Спектры некоторых сигналов. Теоремы о спектрах.
Использование вейвлет-функций для описания сигналов. Квантование сигналов по уровню. Дискретизация по времени. Классификация видов модуляции. Аналоговая модуляция. Импульсная модуляция.
Раздел 3. Передача информации.
Основные задачи, решаемые при передаче информации. Виды физических
линий связи: акустические, электрические, радиолинии, оптические. Концепция структурированных кабельных систем. Разделение каналов. Постановка
задачи. Частотное разделение. Временное разделение. Кодовое разделение.
Фазовое разделение. Разделение по форме. Согласование характеристик сигнала и канала. Обобщенная информационная модель канала. Понятие канала
без помех. Пропускная способность дискретного канала без помех. Теорема
Шеннона о кодировании для дискретного канала без помех (без доказательства). Эффективное кодирование. Классификация алгоритмов сжатия данных. Обобщенная оценка алгоритмов сжатия. Алгоритм Хаффмена, алгоритм
арифметического кодирования, сжатие исключением повторов, JPEG. Дискретный канал с помехами. Пропускная способность дискретного канала с
помехами. Теорема Шеннона о кодировании для дискретного канала с помехами (без доказательства). Методы повышения помехоустойчивости передачи и приема. Классификация помехоустойчивых кодов. Общие принципы использования избыточности в блоковых кодах. Связь корректирующей способности кода с кодовым расстоянием. Коды Хэмминга. Циклические коды.
Код Боуза-Чоудхури-Хоквингема Рекомендации по выбору помехоустойчивых кодов для конкретных условий применения.
5. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
5.1 Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и творческую проблемно-ориентированную.
Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным работам, опережающая самостоятельная работа;
самостоятельное изучение и сдача коллоквиумов по темам, излагаемым на
лекциях обзорно, изучение материала по рекомендованной литературе, мультимедийному электронному учебнику, нахождение информации в Internet;
подготовка к зачету.
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) – поиск и анализ информации по современным системам связи,
устройствам представления информации.
5.2 Содержание самостоятельной работы студентов по модулю
Самостоятельная работа студентов заключается в проработке тем (подготовка ответов на контрольные вопросы к темам), подготовке к лабораторным работам, подготовке докладов по темам, написание рефератов.
5.3 Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство
двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя:
- контроль за своевременным и правильным выполнением лабораторных
работ, сдачей и защитой отчетов; при выполнении лабораторных работ
предусмотрен режим тестирования знаний теоретического материала, который выполняется компьютером (режим “допуск”), пока студент не ответил
на все поставленные вопросы, он не допускается к выполнению лабораторной работы;
- контроль усвоения теоретического материала - проведение контрольной
работы.
По результатам текущего и рубежного контроля формируется допуск студента к зачету. Зачет проводится в письменной форме и оценивается преподавателем.
6 Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам
следующих контролирующих мероприятий:
Контролирующие мероприятия
Результаты обучения по дисциплине
Контрольная работа по разделу «Восприятие информации в РД2
современных информационных системах»
Передача информации
РД3
Защита отчётов по лабораторным работам
РД1-РД3
Итоговая контрольная работа
РД1-РД3
Для организации текущего контроля полученных студентами знаний по
данной дисциплине проводятся 2 контрольные работы. Контрольная работа
пишется в течение 2-х академических часов по билетам. Каждый билет содержит 4 вопроса – 2 теоретических и 2 практических.
Вопросы для контрольной работы №1
1.Вы купили накопитель на жестких магнитных дисках, в характеристиках которого указана емкость 200 Гбайт. При подключении к компьютеру
операционная система указала емкость 186,2645 Гбайт. В чем причина расхождения значений емкости?
2.Сформулируйте определение физического датчика!
3.Какие физические явления используются при создании физических
датчиков?
4. Сформулируйте определение химического сенсора!
5. Сформулируйте принцип работы химического сенсора на основе ионселективного полевого транзистора!
6. Сформулируйте определение биологического сенсора!
7. Укажите основные требования к биологическим сенсорам!
8. Дайте определение градуировочной кривой!
9. Дайте определение «умного» датчика!
10. Дайте определение обобщенного ряда Фурье!
11. Какие ортогональные системы функций называются полными?
12. Какие полные ортогональные системы функций Вам известны?
13. Что является основой спектрального представления?
14. Приведите примеры амплитудного спектра периодического сигнала,
амплитудного спектра почтипериодического сигнала, амплитудного спектра
непериодического сигнала!
15. С датчика снимается сигнал, описываемый следующим образом:
F (t )  C1 cos 2 f1  C2 cos 4 f1  C3 cos 6 f1  C4 cos8 f1
F1 = 100 Гц. Приведите амплитудный спектр этого сигнала! Это спектр
какого сигнала (периодического, почтипериодического, непериодического)?
16. С датчика снимается сигнал, описываемый следующим образом:
F (t )  C1 cos 2 f1  C2 cos 2 f 2  C3 cos 2 f3  C4 cos 2 f 4 .
F1 = 100 Гц, f2 = 150 Гц, f3 = 250 Гц, f4 = 380 Гц.
Приведите амплитудный спектр этого сигнала! Это спектр какого сигнала (периодического, почтипериодического, непериодического)?
17. По линии связи, имеющей полосу пропускания 0÷100 МГц, нужно
передавать прямоугольный импульс длительностью 1 нс. Можно ли организовать неискаженную передачу по такой линии связи указанного сигнала?
Поясните Ваш ответ.
18. Каким образом определяется практическая ширина спектра прямоугольного импульса с использованием равенства Парсеваля? Приведите аналитическое выражение этого равенства!
19. Сформулируйте и докажите теоремы о спектре суммы сигналов, о
спектре сигнала, сдвинутого во времени, спектре сигнала при изменении
масштаба времени!
20. Поясните, как меняется спектр при интегрировании и дифференцировании сигнала!
21. Чем отличается вейвлет-представление сигнала от Фурье-представления сигнала?
Сформулируйте преимущества цифровой передачи данных!
22. Почему используется равномерная дискретизация аналогового сигнала во времени?
23. Какие факторы влияют на выбор частоты дискретизации во времени
аналогового сигнала?
24. Определите требующееся число двоичных разрядов при равномерном квантовании по амплитуде, если требуется относительный шаг квантования по амплитуде, равный 0,1 %.
25.Необходимо преобразовать в цифровую форму аналоговый сигнал,
имеющий частоту среза 15 кГц. Определите требующуюся частоту дискретизации во времени: а) по теореме Котельникова (восстановление с помощью
функции отчетов), б) при восстановлении с помощью ступенчатой аппроксимации (∆b/|Uвх. max (t)|= 0,01), при восстановлении с помощью линейной аппроксимации (∆b/|U вх. max (t)|= 0,1).
26. Аналоговый сигнал имеет параметры: Umax = 10 В, Umin = 0 B,
∆U = 0,1 В. Определите требующееся число двоичных разрядов при равномерном квантовании по амплитуде.
27. Кроме двоичного кода, получающегося при квантовании сигнала по
амплитуде, что необходимо знать для определения амплитуды в точке преобразования?
28.Приведите определение функции «модуляция»!
29. Укажите первоначальную цель модуляции!
30. Перечислите известные Вам виды непрерывной модуляции!
31. Перечислите известные Вам виды манипуляции!
32. Приведите временные диаграммы АМ-сигнала при гармоническом
модулирующем сигнале!
33. Каково должно быть соотношение частот несущего и модулирующего сигналов?
34. Чем отличается частотная модуляция от фазовой?
35. Перечислите известные Вам виды импульсной модуляции!
36. Приведите временные диаграммы основных видов импульсной модуляции!
37. Чем отличается спектр амплитудно-импульсного сигнала от спектра
АМ-сигнала при одной и той же модулирующей функции?
38. Полоса частот, занимаемая модулирующим сигналом, – от 0 до 15
кГц. Укажите полосу частот, которую будет занимать АМ-сигнал? Какую
полосу частот будет занимать ЧМ-сигнал при том же модулирующем сигнале, и при условии, что для него соотношение сигнал/помеха в 330 раз больше, чем для АМ-сигнала?
39. Для обеспечения многоканальности в телефонной линии используется частотное разделение. Речевой сигнал имеет амплитудный спектр, приведенный на рис. (полоса занимаемых частот от 300 до 3400 Гц).
Частота несущего колебания 120 кГц. Приведите спектр АМ-сигнала
40. Какой вид модуляции имеет наивысшую помехоустойчивость? Приведите временную диаграмму данного вида модуляции при линейновозрастающем модулирующем сигнале!
41. Приведите временные диаграммы ОШИМ-1 и ОШИМ-2 сигналов
для приведенных модулирующего сигнала Х(t) и периодической последовательности прямоугольных импульсов F(kT).
Пример билета на контрольную работу № 1
1. Сформулируйте принцип работы химического сенсора на основе ионселективного полевого транзистора!
2. Перечислите известные Вам виды непрерывной модуляции!
3. Полоса частот, занимаемая модулирующим сигналом, – от 0 до 15
кГц. Укажите полосу частот, которую будет занимать АМ-сигнал? Какую
полосу частот будет занимать ЧМ-сигнал при том же модулирующем сигнале, и при условии, что для него соотношение сигнал/помеха в 330 раз больше, чем для АМ-сигнала?
4. С датчика снимается сигнал, описываемый следующим образом:
F (t )  C1 cos 2 f1  C2 cos 2 f 2  C3 cos 2 f3  C4 cos 2 f 4 .
F1 = 100 Гц, f2 = 150 Гц, f3 = 250 Гц, f4 = 380 Гц.
Приведите амплитудный спектр этого сигнала! Это спектр какого сигнала (периодического, почтипериодического, непериодического)?
Вопросы для контрольной работы № 2
1.Приведите определение линии связи, канала связи.
2. Каким образом передаются данные при последовательной форме
передачи?
3. Каким образом передаются данные при параллельной форме
передачи?
4. По последовательной линии связи с помощью амплитудной манипуляции передается код 10011101. Нарисуйте временную диаграмму сигнала в
линии связи.
5. По последовательной линии связи с помощью частотной манипуляции
передается код 10011101. Нарисуйте временную диаграмму сигнала в линии
связи.
6. Запишите условие возможности неискаженной передачи сигнала по
каналу.
7. Вам доступен канал, имеющей полосу пропускания 0÷4 кГц в течение
1 мин, нужно передавать сигнал, занимающий полосу частот от 0 до 16 кГц,
длительностью 15 сек. Можно ли организовать неискаженную передачу по
такой линии связи указанного сигнала, если можно то каким образом? Приведите соответствующую теорему о преобразования сигнала.
8. Вам доступен канал, имеющей полосу пропускания 0 ÷ 16 кГц в течение 15
c, нужно передавать сигнал, занимающий полосу частот от 0 до 4 кГц, длительностью 1 мин. Можно ли организовать неискаженную передачу по такой
линии связи указанного сигнала, если можно то каким образом? Приведите
соответствующую теорему
8. Перечислите известные Вам линии связи по виду используемого
сигнала. Перечислите их
достоинства и недостатки. Какие среды
используются в них для передачи сигналов.
9. Дайте описание витых пар.
10. Приведите упрощенную структурную схему радиолинии.
11. Дайте определение пространственных и поверхностных радиоволн и
приведите траектории их распространения.
12. Высота передающей антенны над уровнем моря 100 м, высота принимающей антенны над уровнем моря 2 м. Определите дальность прямой видимости для УКВ линии связи? Какой тип распространения радиоволн характерен для УКВ?
10. Для чего предназначена глобальная система ориентации?
Перечислите известные Вам глобальные системы ориентации и дайте им
краткую характеристику. Физические и геометрические принципы действия
глобальных навигационных спутниковых систем (ответ дать с
использованием рисунков).
13. Перечислите достоинства и недостатки радиосвязи с помощью геостационарных спутников Земли по сравнению с другими типами спутников!
Поясните смысл термина «геостационарный»! Кто впервые предложил использовать такие спутники для связи?
14. Перечислите известные Вам радиоинтерфейсы и дайте им краткую
характеристику! Дайте определение понятия Hot Spot!
15. Перечислите известные Вам типы оптических линий связи. Перечислите их достоинства и недостатки.
16. Приведите структурную схему ВОЛС. Опишите назначение элементов схемы.
17. Какие типы оптических волокон используются для передачи оптических сигналов. Приведите их краткую характеристику.
18. Перечислите известные Вам типы кварцевого оптического волокна
(GOF), нарисуйте путь распространения в них оптического сигнала, какой
полосой пропускания, затуханием и максимально возможной дальностью
связи они характеризуются?
19. Как FSO различают в зависимости от типа используемых оптических
излучателей? Перечислите их достоинства и недостатки!
20. Приведите общие сведения и состав структурированной кабельной
системы согласно международному стандарту ISO/IEC 11801!
21. При каком соотношении объёма линии связи и объёма сигналов,
подлежащих передаче, возможно разделение линии связи?
22. Для чего между выделяемыми полосами частот при частотном
разделении оставляют неиспользуемые полосы частот?
23. Приведите структурную схему линии связи с частотным
разделением.
24. Укажите основные недостатки частотного разделения.
25. Приведите структурную схему линии связи с временным
разделением.
26. Укажите основные недостатки временного разделения.
27. Приведите структурную схему линии связи с кодовым разделением.
28. Перечислите достоинства кодового разделения.
29. Какая минимальная полоса частот требуется для организации
20 каналов с шириной полосы частот 15 кГц, если используется частотное
разделение? С помощью какой процедуры можно осуществить эту
операцию?
30. Вам доступна линия связи с полосой пропускания от 2,4 ГГц до 2,7
ГГц. Какое максимальное количество каналов, шириной 15 кГц, можно обеспечить на данной линии связи при частотном разделении? Как реализовать
технически?
31. Приведите обобщенную модель канала по Шеннону, кратко опишите
назначение каждого блока.
32. Какие цели преследуются при преобразовании символов сообщения
в сигналы?
33. Что является целью эффективного кодирования?
34. Приведите определение пропускной способности канала.
35. Какие теоретические модели каналов используют при анализе?
36. Приведите определение дискретного канала без помех.
37. Приведите формулу подсчёта пропускной способности канала без
помех.
38. Приведите определение процесса сжатия данных.
39. Приведите определение неискажающего сжатия цифровых данных
(сжатие без потерь).
40. Приведите определение сжатия цифровых данных с регулируемыми
потерями.
41. Приведите определение архиватора. Приведите примеры
распространенных архиваторов.
42. Приведите формулы подсчета коэффициента сжатия, степени
сжатия.
43. Приведите формулу подсчета симметричности по времени алгоритма
сжатия. В каких случаях оправдано применение несимметричных по времени
алгоритмов сжатия данных?
44. Поясните смысл термина «масштабирование изображений» при
использовании архиваторов.
45. В рекламе на архиватор А указано, что он имеет коэффициент сжатия 20, в рекламе на архиватор В указано, что он обеспечивает степенно сжатия 80. Какой из архиваторов формирует более компактный файл сжатых
данных?
46. Какие алгоритмы сжатия без потерь Вам известны?
47. Сформулируйте идею сжатия данных статистическими алгоритмами.
48. Сформулируйте понятие префиксного кода. Почему при сжатии данных должен формироваться префиксный код?
49. Закодируйте по алгоритму Хаффмена следующие символы:
Символ Вероятность Код
z1
0.160
z2
0.164
z3
0.039
z4
0.226
Символ
z5
z6
z7
z8
Вероятность
0.045
0.101
0.132
0.133
Код
50. Чем отличается алгоритм Хаффмена от алгоритма арифметического
кодирования?
51. Какой принцип положен в основу алгоритмов RLE?
52. Сжать алгоритмом RLE следующие данные:
00000000000001CA352266664832BF1654194089431694694043241099087
0679006469408940480DAEBFA
53.
Распаковать
сжатые
алгоритмом
RLE
данные:
CF363523C6C2C0B5D012
54. Сформулируйте особенности растровых статических изображений.
55. Перечислите известные Вам алгоритмы сжатия растровых
статических изображений.
56. Перечислите основные этапы работы алгоритма JPEG. Кратко
сформулируйте, что делается на каждом этапе.
57. Сформулируйте основные недостатки алгоритма JPEG. Какой
алгоритм заменяет его?
58. Сформулируйте теорему Шеннона о кодировании для дискретного
канала без помех. Что следует из теоремы?
59. Сформулируйте теорему Шеннона о кодировании для дискретного
канала с помехами. Что следует из теоремы?
60. Сформулируйте понятие дискретного канала с помехами.
61. Запишите выражение для определения пропускной способности
канала с помехами.
62. Запишите выражение для определения пропускной способности
двоичного симметричного канала с помехами. Укажите, при каких условиях
пропускная способность минимальна и максимальна.
63. Сформулируйте теорему Шеннона о кодировании для дискретного
канала с помехами. Что следует из теоремы?
64. Сформулируйте понятие непрерывного канала с помехами.
65. Приведите формулу для подсчета пропускной способности
непрерывного канала с помехами.
66. Какие методы повышения помехоустойчивости передачи и приема
Вам известны?
67. Опишите метод повышения помехоустойчивости передачи и приема
с использованием фильтрации.
68. Опишите метод повышения помехоустойчивости передачи и приема
с использованием каналов с обратной связью.
69. Какие методы повышения помехоустойчивости передачи и приема
пригодны для аналоговых линий связи?
70. Какие методы повышения помехоустойчивости передачи и приема
пригодны для цифровых линий связи?
71. Приведите определение помехоустойчивого кода.
72. За счет чего код приобретает свойства помехоустойчивости?
73. Приведите определение алгебраического помехоустойчивого кода.
74. Чем отличается блоковый помехоустойчивый код от непрерывного
помехоустойчивого кода?
75. Приведите определение равномерного блокового кода.
76. Чем отличается разделимый блоковый код от неразделимого
блокового кода?
77. Приведите определение взаимнонезависимой ошибки.
78. Приведите определение кратности ошибки.
79. Приведите определение пакета (пачки) ошибок.
80. Дайте определение понятию «Расстояние Хэмминга». Как оно
подсчитывается?
81. Приведите формулу для подсчета минимального расстояния
Хэмминга, если код должен обнаруживать ошибки кратности r?
82. Приведите формулу для подсчета минимального расстояния
Хэмминга, если код должен исправлять ошибки кратности s?
83. Приведите формулу для подсчета минимального расстояния
Хэмминга, если код должен обнаруживать ошибки кратности r и исправлять
ошибки кратности s?
84. Приведите формулу для определения количества контрольных
разрядов для кода Хэмминга, исправляющего однократную ошибку.
Поясните, почему формула верна?
85. Составьте структуру кодовой группы (сосчитайте требующееся число информационных и контрольных символов, определите их положение в
кодовой группе, запишите выражения для подсчета значений контрольных
символов) для кода Хэмминга, исправляющего однократную ошибку, если
нужно передавать 295 знаков.
86. Из канала принята кодовая посылка, закодированная в коде Хэмминга, исправляющего однократную ошибку: 001000110001. Запишите выражение для подсчета указателя ошибки, сосчитайте его. Прокомментируйте получившийся результат.
87. Закодируйте в коде Хэмминга, исправляющем однократную ошибку,
знак, представленный следующим двоичным кодом: 100110011001 (составьте
структуру кодовой группы, определите требующееся число контрольных
символов, запишите выражения для подсчета значений контрольных символов, сосчитайте их, запишите знак, представленный в коде Хэмминга).
88. Составьте структуру кодовой группы (определите требующееся число контрольных символов, их место в кодовой группе, запишите выражения
для подсчета значений контрольных символов) для кода Хэмминга, исправляющего однократную ошибку, если длина кода информационной посылки
равна 1,5 октета.
89. Приведите определение двоичного циклического кода.
90. Сформулируйте правила сложения, вычитания, умножения и деления
в арифметике по модулю 2.
91. Приведите определение неприводимого минимального многочлена.
92. Приведите определение образующего многочлена.
93. Что называется весом кодовой комбинации.
94. Приведите процедуру кодирования разделимым циклическим кодом.
95. Приведите процедуру декодирования разделимым циклическим кодом.
1.
2.
3.
Пример билета на контрольную работу № 2
Перечислите основные этапы работы алгоритма JPEG. Кратко
сформулируйте, что делается на каждом этапе.
Запишите условие возможности неискаженной передачи сигнала
по каналу.
Закодируйте по алгоритму Хаффмена следующие символы:
Символ Вероятность Код
z1
0.160
z2
0.164
z3
0.039
z4
0.226
4.
Символ
z5
z6
z7
z8
Вероятность
0.045
0.101
0.132
0.133
Код
Вам доступен канал, имеющей полосу пропускания 0 ÷ 16 кГц в
течение 15 c, нужно передавать сигнал, занимающий полосу частот от 0 до 4 кГц, длительностью 1 мин. Можно ли организовать
неискаженную передачу по такой линии связи указанного сигнала, если можно то каким образом? Приведите соответствующую
теорему
7. Рейтинг качества освоения дисциплины (модуля)
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Руководящими материалами по текущему контролю успеваемости, промежуточной и
итоговой аттестации студентов Томского политехнического университета»,
утвержденными приказом ректора № 77/од от 29.11.2011 г.
В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:
 текущая аттестация (оценка качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы и др.) и результаты практической деятельности
(решение задач, выполнение заданий, решение проблем и др.) производится в течение семестра (оценивается в баллах (максимально 60 баллов), к моменту завершения семестра студент должен набрать не менее
33 баллов);
 промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце семестра (оценивается в баллах (максимально 40 баллов), на экзамене
(зачете) студент должен набрать не менее 22 баллов).
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов,
полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный
итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. Осокин А.Н. Теория информации: учебное пособие / А.Н. Осокин, А.Н.
2.
3.
4.
1.
2.
Мальчуков; Томский политехнический университет.– Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2014. – 208 с.
Литвинская, Ольга Сергеевна Основы теории передачи информации :
учебное пособие / О. С. Литвинская, Н. И. Чернышев. — Москва: КноРус, 2010. — 168 с.: ил.. — Библиогр.: с. 165.. — ISBN 978-5-406-000496.
Акулов, Олег Анатольевич Информатика : базовый курс : учебник / О.
А. Акулов, Н. В. Медведев. — 6-е изд., испр. и доп.. — Москва: ОмегаЛ, 2009. — 574 с.: ил.. — Высшее техническое образование. — Литература: с. 573-574.. — ISBN 978-5-370-01022-4.
Вернер, Мартин Основы кодирования : учебник для вузов : пер. с нем. /
М. Вернер; пер. Д. К. Зигангирова. — Москва: Техносфера, 2006. — 288
с.: ил.. — Мир программирования; 8-03. — Литература: с. 281-283. —
Предметный указатель: с. 284-286.. — ISBN 5-94836-019-9.
Дополнительная литература:
Морелос-Сарагоса, Роберт Искусство помехоустойчивого кодирования:
методы, алгоритмы, применение : учебное пособие : пер. с англ. / Р.
Морелос-Сарагоса. — Москва: Техносфера, 2006. — 320 с.: ил.. — Мир
связи; 9-05. — Литература: с. 307-315.. — ISBN 5-94836-035-0.
Джексон, Р. Г.Новейшие датчики : пер. с англ. / Р. Г. Джексон. —
Москва: Техносфера, 2008. — 400 с.: ил.. — Мир электроники. —
Предм. указ.: с. 375-380. — Библиографический указатель: с. 397.. —
ISBN 978-5-94836-168-0.
 программное обеспечение и Internet-ресурсы:
1. Автоматизированная обучающая система “Алгоритм кодирования
Хаффмана”. http://metod.vt.tpu.ru/lab/huffman/index.html
2. Автоматизированная обучающая система “Корректирующий код Хэмминга”: http:// metod.vt.tpu..ru/edu/df/ti/pri/lab2/index.html
3. Автоматизированная обучающая система “Циклический код БоузаЧоудхури-Хокмингема”:
http://metod.vt.tpu.ru/edu/df/ti/pri/lab3/index.html
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Основная часть лабораторных работ выполняется в компьютерном классе (ауд. 403Б 10-го корпуса), оснащенном 12-ю компьютерами на базе процессоров Intel Celeron.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению 09.03.01 «Информатика и вычисли-
тельная техника» и профилю подготовки «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».
Программа одобрена на заседании кафедры вычислительной техники
(протокол № 54 от «22» 06 2015 г.).
Автор – доцент кафедры вычислительной техники Осокин Александр Николаевич
Рецензент – профессор, зав. кафедрой вычислительной техники
Марков Николай Григорьевич