Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Teoria informacji i kodowania:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Teoria informacji i kodowania | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Grzegorz Ulacha <Grzegorz.Ulacha@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Grzegorz Ulacha <Grzegorz.Ulacha@zut.edu.pl>, Cezary Wernik <wc26668@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 2 | Grupa obieralna | 4 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka stosowana ze statystyką 1 |
| W-2 | Programowanie 1 |
| W-3 | Algorytmy 1 |
| W-4 | Architektura systemów komputerowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie wiedzy na temat podstaw teorii informacji i kodowania. Zapoznanie się z podstawowymi kodami źródłowymi i ich cechami (kod Huffmana i jego odmiany, kody przecinkowe, kody arytmetyczny, Eliasa, Fibonacciego, Rice’a, Golomba, przykłady technik i transformacji bezstratnych i kodowania strumieni danych różnego typu (metody BWT, MTF, RLE, LZ)), podstawy kodowania stratnego i korekcyjnego/detekcyjnego. |
| C-2 | Praktyczna realizacja i testowanie efektywności omawianych kodów. Pozyskanie wiedzy i umiejętności dotyczących implementacji kodowania danych i form praktycznego wykorzystania tych kodów. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Analiza podstawowych twierdzeń z teorii informacji (pomiar entropii, kodowanie różnicowe) | 4 |
| T-L-2 | Implementacja podstawowych kodów źródłowych (odmiany kodu Huffmana) | 4 |
| T-L-3 | Implementacja specyficznych kodów źródłowych dla nieskończonej liczby symboli źródła | 4 |
| T-L-4 | Implementacja innych, specyficznych kodów (kody Rice’a, Golomba) | 8 |
| T-L-5 | Analiza technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody MTF, RLE) | 2 |
| T-L-6 | Implementacja innych, specyficznych kodów (drzewa czwórkowe) | 4 |
| T-L-7 | Badania subiektywnej jakości stratnego kodowania danych multimedialnych (PSNR) | 2 |
| T-L-8 | Testowanie kodów korekcyjnych (Hamminga). | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowa wiedza na temat podstaw teorii informacji i kodowania (pojęcie informacji, informacja wzajemna i nadmiarowość, entropia warunkowa, złożoność informacyjna Kołmogorowa) | 4 |
| T-W-2 | Podstawowe kody źródłowe (kod Huffmana i jego odmiany, kod Tunstalla, kod arytmetyczny) | 8 |
| T-W-3 | Specyficzne kody źródłowe (kody przecinkowe, kody Eliasa, Fibonacciego, Rice’a, Golomba) | 5 |
| T-W-4 | Przykłady technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody BWT, MTF, RLE, LZ) | 2 |
| T-W-5 | Przykłady bezstratnych technik kodowania strumieni danych różnego typu (kodowanie drzew czwórkowych) | 2 |
| T-W-6 | Zdefiniowanie kodowania kanałowego, pojęć: szum transmisyjny, binarny kanał symetryczny, przepustowość kanału, główne twierdzenie Shannona o optymalnym przesyłaniu informacji | 2 |
| T-W-7 | Omówienie kodowania detekcyjnego i korekcyjnego, ich zastosowań we współczesnych systemach komputerowych i transmisyjnych | 2 |
| T-W-8 | Sprawność kodowania, odległość i waga Hamminga, kody powtórzeniowe, iterowane, kody cykliczne (postać wielomianowa i macierzowa), transmisja z przeplotem | 3 |
| T-W-9 | Pasmo a subiektywna jakość transmisji danych multimedialnych (PSNR) | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Udział w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Uczestnictwo w konsultacjach | 2 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 16 |
| A-L-4 | Uczestnictwo w zaliczeniu | 2 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnitwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Uczestnictwo w konsultacjach | 2 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 16 |
| A-W-4 | Uczestnictwo w zaliczeniu | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z elementami ćwiczeń obliczeniowych |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena zaliczająca wykład na podstawie egzaminu pisemnego, którego istotną częścią są zadania obliczeniowe. |
| S-2 | Ocena formująca: Oceny cząstkowe dotyczące sprawozdań z wykonania zadań laboratoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_C15.3_W01 Posiada poszerzoną wiedzę w zakresie metod przechowywania, przetwarzania oraz przesyłania danych oraz modelowania systemów umożliwiającą rozwiązywanie rzeczywistych problemów związanych z archiwizacją i efektywną transmisją danych różnego typu | I_1A_W03 | — | — | C-2, C-1 | T-W-5, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-1, T-W-6 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_C15.3_U01 Potrafi implemenować podstawowe metody kodowania danych, analizować wyniki przy zmianach parametrów kompresji i dokonywać ich analizy, formułować wynikające z nich wnioski | I_1A_U03 | — | — | C-2 | T-W-5, T-W-7, T-W-9, T-W-2, T-W-3, T-L-2, T-L-6, T-L-7, T-L-8 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_C15.3_W01 Posiada poszerzoną wiedzę w zakresie metod przechowywania, przetwarzania oraz przesyłania danych oraz modelowania systemów umożliwiającą rozwiązywanie rzeczywistych problemów związanych z archiwizacją i efektywną transmisją danych różnego typu | 2,0 | Brak spełnienia dostatecznego warunku zaliczenia którejkolwiek z form zaliczenia |
| 3,0 | Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 3,5 | Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 4,0 | Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu dobrym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 4,5 | Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu dobrym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 5,0 | Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu wyróżniającym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_C15.3_U01 Potrafi implemenować podstawowe metody kodowania danych, analizować wyniki przy zmianach parametrów kompresji i dokonywać ich analizy, formułować wynikające z nich wnioski | 2,0 | Brak spełnienia dostatecznego warunku zaliczenia którejkolwiek z form zaliczenia |
| 3,0 | Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 3,5 | Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 4,0 | Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu dobrym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 4,5 | Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu dobrym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). | |
| 5,0 | Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu wyróżniającym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych). |
Literatura podstawowa
- Ulacha G., Wybrane zagadnienia kodowania źródłowego, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2007, 1
- Abramson N., Teoria informacji i kodowania, PWN, Warszawa, 1969, Dostępna kserokopia w blibliotece WI
- Sayood K., Kompresja danych — wprowadzenie, Wydawnictwo RM, Warszawa, 2002, 2
- Przelaskowski A., Kompresja danych: podstawy, metody bezstratne, kodery obrazów, Warszawa, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2005, 1
Literatura dodatkowa
- Wesołowski K., Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2003
- Drozdek A., Wprowadzenie do kompresji danych, WNT, Warszawa, 1999
- Heim K., Metody kompresji danych, Wydawnictwo MIKOM, Warszawa, 2000
- Skarbek W. i inni, Multimedia i standardy kompresji danych, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 1998
- Skarbek W., Metody reprezentacji obrazów cyfrowych, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 1993