Wydział Elektryczny - Teleinformatyka (S2)
specjalność: Systemy transmisyjne
Sylabus przedmiotu Teoria informacji i kodowania:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Teleinformatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Teoria informacji i kodowania | ||
| Specjalność | Systemy transmisyjne | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Roman Kaszyński <Roman.Kaszynski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Sławomir Kocoń <Slawomir.Kocon@zut.edu.pl>, Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstawowych pojęć z zakresu analizy matematycznej i algebry liniowej. |
| W-2 | Znajomość podstawowych pojęć rachunku prawdopodobieństwa. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapozananie studenta z podstawowymi pojęciami i modelami systemów informacyjnych, przekształcaniami sygnałów w systemach informacyjnych oraz optymalizacją systemów informacyjnych. |
| C-2 | Nauczenie studenta wybranych metod kodowania i dekodowania ciągów informacyjnych. |
| C-3 | Zapoznanie studenta ze źródłami informacji ziarnistej, miarą nieokreśloności statystycznej, ilością informacji statystycznej. |
| C-4 | Zapoznanie studenta z podstawowymi pojęciami kodowania informacji oraz z wybranymi metodami kodowania. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Wprowadzenie do ćwiczeń. Przypomienie zagadnień matematycznych niezbędncych do samodzielnego rozwiązywania ćwiczeń. | 1 |
| T-A-2 | Wstęp do teorii informacji: informacja, niepewność, entropia, obliczanie entropii. | 2 |
| T-A-3 | Przekształcanie sygnałów w systemach informacyjnych. Optymalizacja systemów informacyjnych. | 4 |
| T-A-4 | Kanały informacyjne, przepustowość, źródła Markowa. | 2 |
| T-A-5 | Kodowanie źródłowe, kody Huffmana, kompresja. | 2 |
| T-A-6 | Kody detekcyjne, kody korekcyjne, kody blokowe, kresy. | 2 |
| T-A-7 | Kody liniowe, kody Hamminga. | 2 |
| T-A-8 | Podstawowe modyfikacje kodów liniowych, kody łączone, kody iterowane, kody Reeda-Mullera, kody wielomianowe. | 4 |
| T-A-9 | Poszukiwanie wielomianów generujących kodów cyklicznych, test parzystości kodu cyklicznego, kody sympleksowe, korekcja błędów pojedyńczych. | 4 |
| T-A-10 | Kody splotowe: podstawowe parametry, reprezentacja, wykrywanie, dekodowanie. | 4 |
| T-A-11 | Turbokody: dekodowanie. | 2 |
| T-A-12 | Zaliczenie formy zajęć. | 1 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Systemy Informacyjne: podstawowe pojęcia i modele systemów informacyjnych, przekształcanie sygnałów w systemach informacyjnych. Optymalizacja systemów informacyjnych: parametry charakteryzujące systemy informacyjne, sformułowanie problemu optymalizacyjnego, systemy adaptacyjne. | 4 |
| T-W-2 | Źródła informacji ziarnistej: modele informacji i ich klasyfikacja, modele informacji ziarnistej, zmienne losowe, rozkłady prawdopodobieństw, łańcuchy stochastyczne, łańcuchy Markowa, stacjonarność łańcuchów. | 4 |
| T-W-3 | Miara nieokreśloności statystycznej: entropia jednej zmiennej i jej właściwości, entropia wielu zmiennych losowych, entropia ciągów zmiennych losowych. Ilość informacji statystycznej: definicja i właściwości. | 4 |
| T-W-4 | Wprowadzenie do teorii niezawodności. Elementy teorii decyzji. | 4 |
| T-W-5 | Przetwarzanie informacji: Kodowanie i dekodowanie, podstawowe pojęcia, dekodowanie jednoznaczne, kody blokowe i natychmiastowe | 2 |
| T-W-6 | Kody jednoznacznie dekodowalne, kody optymalne, kodowanie Shannona-Fano, kodowanie Huffmana, nadmiar kodu. | 2 |
| T-W-7 | Kody liniowe: definicja algebraiczna i własności, kody łączone, kody iterowane, kody Reeda-Mullera. Kody cykliczne: podstawy algebraiczne kodów cyklicznych, wykrywanie błęów w kodach cyklicznych, cykliczne kody Hamminga, kody CRC, korygowanie błędów. | 4 |
| T-W-8 | Kody splotowe: definicja, parametry, wielomiany generujące, struktura kodera. Dekodowanie kodów splotowych: definicje i algorytmy Wozencrafta i Viterbiego. | 4 |
| T-W-9 | Turbokody: zasada tworzenia, dekodowanie, przeplot. | 1 |
| T-W-10 | Zaliczenie formy zajęć. | 1 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Obecność na zajęciach. | 30 |
| A-A-2 | Samodzielne rozwiązywanie zadań. | 10 |
| A-A-3 | Przygotowanie do zaliczenia. | 5 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie tematyki zajęć. | 10 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia. | 5 |
| 45 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład z krótkimi pytaniami kontrolnymi na początku wykładu |
| M-2 | Wykład informacyjny |
| M-3 | Samodzielne rozwiązywanie ćwiczeń rachunkowych |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Na podstawie zaliczenia pisemnego wykładów. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Na podstawie sprawozdań i kolokwium zaliczającego ćwiczenia audytoryjne. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TI_2A_D08-ST_W01 Student posiadł wiedzę o podstawowych pojęciach teorii informacji i kodowania. | TI_2A_W01, TI_2A_W06 | T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07 | — | C-3, C-1, C-4 | T-W-9, T-W-1, T-W-7, T-W-8, T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-6, T-W-5 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TI_2A_D08-ST_U01 Student potrafi posługiwać się pojęciami i twierdzeniami z zakresu teorii informacji oraz kodowania oraz wykorzystywać je do kodowania i dekodowania ciągów informacyjnych. | TI_2A_U01 | T2A_U08 | — | C-2, C-3, C-4, C-1 | T-A-4, T-A-3, T-A-5, T-A-2, T-A-7, T-A-6, T-A-10, T-A-1, T-A-9, T-A-11, T-A-8 | M-1, M-3 | S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TI_2A_D08-ST_W01 Student posiadł wiedzę o podstawowych pojęciach teorii informacji i kodowania. | 2,0 | |
| 3,0 | Student posiadł wiedzę o podstawowych pojęciach teorii informacji i kodowania. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TI_2A_D08-ST_U01 Student potrafi posługiwać się pojęciami i twierdzeniami z zakresu teorii informacji oraz kodowania oraz wykorzystywać je do kodowania i dekodowania ciągów informacyjnych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi posługiwać się pojęciami i twierdzeniami z zakresu teorii informacji oraz kodowania oraz wykorzystywać je do kodowania i dekodowania ciągów informacyjnych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Jan Chojcan, Jerzy Rutkowski, Zbiór zadań z teorii informacji i kodowania., Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1997
- Krzysztof Wesołowski, Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2003
- Wojciech Sobczak, Elementy teorii informacji, Wiedza powszechna, Warszawa, 1973
Literatura dodatkowa
- Thomas M. Cover, Joy A. Thomas, Elements of information theory, Wiley, Hoboken, NJ, 2006
- Simon Haykin, Communication systems, Wiley, 2001