Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (N1)
specjalność: Inżynieria oprogramowania

Sylabus przedmiotu Teoria informacji i kodowania:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
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

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW5 18 2,00,50zaliczenie
laboratoriaL5 18 2,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka stosowana ze statystyką 1
W-2Programowanie 1
W-3Algorytmy 1
W-4Architektura systemów komputerowych

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zdobycie 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-2Praktyczna 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

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Analiza podstawowych twierdzeń z teorii informacji (pomiar entropii, kodowanie różnicowe)2
T-L-2Implementacja podstawowych kodów źródłowych (odmiany kodu Huffmana)2
T-L-3Implementacja specyficznych kodów źródłowych dla nieskończonej liczby symboli źródła2
T-L-4Implementacja innych, specyficznych kodów (kody Rice’a, Golomba)6
T-L-5Analiza technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody MTF, RLE)1
T-L-6Implementacja innych, specyficznych kodów (drzewa czwórkowe)3
T-L-7Badania subiektywnej jakości stratnego kodowania danych multimedialnych (PSNR)1
T-L-8Testowanie kodów korekcyjnych (Hamminga).1
18
wykłady
T-W-1Podstawowa wiedza na temat podstaw teorii informacji i kodowania (pojęcie informacji, informacja wzajemna i nadmiarowość, entropia warunkowa, złożoność informacyjna Kołmogorowa)2
T-W-2Podstawowe kody źródłowe (kod Huffmana i jego odmiany, kod Tunstalla, kod arytmetyczny)5
T-W-3Specyficzne kody źródłowe (kody przecinkowe, kody Eliasa, Fibonacciego, Rice’a, Golomba)2
T-W-4Przykłady technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody BWT, MTF, RLE, LZ)2
T-W-5Przykłady bezstratnych technik kodowania strumieni danych różnego typu (kodowanie drzew czwórkowych)1
T-W-6Zdefiniowanie kodowania kanałowego, pojęć: binarny kanał symetryczny, przepustowość kanału, główne twierdzenie Shannona o optymalnym przesyłaniu informacji2
T-W-7Omówienie kodowania detekcyjnego i korekcyjnego, ich zastosowań we współczesnych systemach komputerowych i transmisyjnych2
T-W-8Sprawność kodowania, odległość i waga Hamminga, kody powtórzeniowe, iterowane, kody cykliczne (postać wielomianowa i macierzowa), transmisja z przeplotem1
T-W-9Pasmo a subiektywna jakość transmisji danych multimedialnych (PSNR)1
18

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach18
A-L-2Uczestnictwo w konsultacjach5
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia25
A-L-4Uczestnictwo w zaliczeniu2
50
wykłady
A-W-1Uczestnitwo w zajęciach18
A-W-2Uczestnictwo w konsultacjach5
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia25
A-W-4Uczestnictwo w zaliczeniu2
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny z elementami ćwiczeń obliczeniowych
M-2Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena zaliczająca wykład na podstawie egzaminu pisemnego, którego istotną częścią są zadania obliczeniowe.
S-2Ocena formująca: Oceny cząstkowe dotyczące sprawozdań z wykonania zadań laboratoryjnych

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_W03C-1, C-2T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9M-1, M-2S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_U03C-2T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-7, T-W-9, T-L-2, T-L-6, T-L-7, T-L-8M-1, M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium 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
2,0Brak spełnienia dostatecznego warunku zaliczenia którejkolwiek z form zaliczenia
3,0Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
3,5Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,0Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu dobrym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,5Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu dobrym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
5,0Zdobycie 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 kształceniaOcenaKryterium 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
2,0Brak spełnienia dostatecznego warunku zaliczenia którejkolwiek z form zaliczenia
3,0Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
3,5Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,0Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu dobrym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,5Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu dobrym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
5,0Zdobycie 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

  1. Ulacha G., Wybrane zagadnienia kodowania źródłowego, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2007, 1
  2. Abramson N., Teoria informacji i kodowania, PWN, Warszawa, 1969, Dostępna kserokopia w blibliotece WI
  3. Sayood K., Kompresja danych — wprowadzenie, Wydawnictwo RM, Warszawa, 2002, 2
  4. Przelaskowski A., Kompresja danych: podstawy, metody bezstratne, kodery obrazów, Warszawa, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2005, 1

Literatura dodatkowa

  1. Wesołowski K., Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2003
  2. Drozdek A., Wprowadzenie do kompresji danych, WNT, Warszawa, 1999
  3. Heim K., Metody kompresji danych, Wydawnictwo MIKOM, Warszawa, 2000
  4. Skarbek W. i inni, Multimedia i standardy kompresji danych, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 1998
  5. Skarbek W., Metody reprezentacji obrazów cyfrowych, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 1993

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Analiza podstawowych twierdzeń z teorii informacji (pomiar entropii, kodowanie różnicowe)2
T-L-2Implementacja podstawowych kodów źródłowych (odmiany kodu Huffmana)2
T-L-3Implementacja specyficznych kodów źródłowych dla nieskończonej liczby symboli źródła2
T-L-4Implementacja innych, specyficznych kodów (kody Rice’a, Golomba)6
T-L-5Analiza technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody MTF, RLE)1
T-L-6Implementacja innych, specyficznych kodów (drzewa czwórkowe)3
T-L-7Badania subiektywnej jakości stratnego kodowania danych multimedialnych (PSNR)1
T-L-8Testowanie kodów korekcyjnych (Hamminga).1
18

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowa wiedza na temat podstaw teorii informacji i kodowania (pojęcie informacji, informacja wzajemna i nadmiarowość, entropia warunkowa, złożoność informacyjna Kołmogorowa)2
T-W-2Podstawowe kody źródłowe (kod Huffmana i jego odmiany, kod Tunstalla, kod arytmetyczny)5
T-W-3Specyficzne kody źródłowe (kody przecinkowe, kody Eliasa, Fibonacciego, Rice’a, Golomba)2
T-W-4Przykłady technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody BWT, MTF, RLE, LZ)2
T-W-5Przykłady bezstratnych technik kodowania strumieni danych różnego typu (kodowanie drzew czwórkowych)1
T-W-6Zdefiniowanie kodowania kanałowego, pojęć: binarny kanał symetryczny, przepustowość kanału, główne twierdzenie Shannona o optymalnym przesyłaniu informacji2
T-W-7Omówienie kodowania detekcyjnego i korekcyjnego, ich zastosowań we współczesnych systemach komputerowych i transmisyjnych2
T-W-8Sprawność kodowania, odległość i waga Hamminga, kody powtórzeniowe, iterowane, kody cykliczne (postać wielomianowa i macierzowa), transmisja z przeplotem1
T-W-9Pasmo a subiektywna jakość transmisji danych multimedialnych (PSNR)1
18

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach18
A-L-2Uczestnictwo w konsultacjach5
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia25
A-L-4Uczestnictwo w zaliczeniu2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnitwo w zajęciach18
A-W-2Uczestnictwo w konsultacjach5
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia25
A-W-4Uczestnictwo w zaliczeniu2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_C15.3_W01Posiada 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
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W03Posiada poszerzoną wiedzę w zakresie metod przechowywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych oraz modelowania systemów umożliwiającą rozwiązywanie rzeczywistych problemów obliczeniowych.
Cel przedmiotuC-1Zdobycie 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-2Praktyczna realizacja i testowanie efektywności omawianych kodów. Pozyskanie wiedzy i umiejętności dotyczących implementacji kodowania danych i form praktycznego wykorzystania tych kodów.
Treści programoweT-W-1Podstawowa wiedza na temat podstaw teorii informacji i kodowania (pojęcie informacji, informacja wzajemna i nadmiarowość, entropia warunkowa, złożoność informacyjna Kołmogorowa)
T-W-2Podstawowe kody źródłowe (kod Huffmana i jego odmiany, kod Tunstalla, kod arytmetyczny)
T-W-3Specyficzne kody źródłowe (kody przecinkowe, kody Eliasa, Fibonacciego, Rice’a, Golomba)
T-W-4Przykłady technik i transformacji bezstratnych kodowania strumieni danych różnego typu (metody BWT, MTF, RLE, LZ)
T-W-5Przykłady bezstratnych technik kodowania strumieni danych różnego typu (kodowanie drzew czwórkowych)
T-W-6Zdefiniowanie kodowania kanałowego, pojęć: binarny kanał symetryczny, przepustowość kanału, główne twierdzenie Shannona o optymalnym przesyłaniu informacji
T-W-7Omówienie kodowania detekcyjnego i korekcyjnego, ich zastosowań we współczesnych systemach komputerowych i transmisyjnych
T-W-8Sprawność kodowania, odległość i waga Hamminga, kody powtórzeniowe, iterowane, kody cykliczne (postać wielomianowa i macierzowa), transmisja z przeplotem
T-W-9Pasmo a subiektywna jakość transmisji danych multimedialnych (PSNR)
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z elementami ćwiczeń obliczeniowych
M-2Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena zaliczająca wykład na podstawie egzaminu pisemnego, którego istotną częścią są zadania obliczeniowe.
S-2Ocena formująca: Oceny cząstkowe dotyczące sprawozdań z wykonania zadań laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak spełnienia dostatecznego warunku zaliczenia którejkolwiek z form zaliczenia
3,0Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
3,5Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,0Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu dobrym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,5Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu dobrym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
5,0Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej ocenić w stopniu wyróżniającym zdobytą wiedzę (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_C15.3_U01Potrafi implemenować podstawowe metody kodowania danych, analizować wyniki przy zmianach parametrów kompresji i dokonywać ich analizy, formułować wynikające z nich wnioski
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U03Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski.
Cel przedmiotuC-2Praktyczna realizacja i testowanie efektywności omawianych kodów. Pozyskanie wiedzy i umiejętności dotyczących implementacji kodowania danych i form praktycznego wykorzystania tych kodów.
Treści programoweT-W-2Podstawowe kody źródłowe (kod Huffmana i jego odmiany, kod Tunstalla, kod arytmetyczny)
T-W-3Specyficzne kody źródłowe (kody przecinkowe, kody Eliasa, Fibonacciego, Rice’a, Golomba)
T-W-5Przykłady bezstratnych technik kodowania strumieni danych różnego typu (kodowanie drzew czwórkowych)
T-W-7Omówienie kodowania detekcyjnego i korekcyjnego, ich zastosowań we współczesnych systemach komputerowych i transmisyjnych
T-W-9Pasmo a subiektywna jakość transmisji danych multimedialnych (PSNR)
T-L-2Implementacja podstawowych kodów źródłowych (odmiany kodu Huffmana)
T-L-6Implementacja innych, specyficznych kodów (drzewa czwórkowe)
T-L-7Badania subiektywnej jakości stratnego kodowania danych multimedialnych (PSNR)
T-L-8Testowanie kodów korekcyjnych (Hamminga).
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z elementami ćwiczeń obliczeniowych
M-2Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena zaliczająca wykład na podstawie egzaminu pisemnego, którego istotną częścią są zadania obliczeniowe.
S-2Ocena formująca: Oceny cząstkowe dotyczące sprawozdań z wykonania zadań laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak spełnienia dostatecznego warunku zaliczenia którejkolwiek z form zaliczenia
3,0Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
3,5Zdobycie dostatecznej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,0Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu dobrym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
4,5Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu dobrym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).
5,0Zdobycie odpowiedniej liczby punktów pozwalającej pozytywnie ocenić w stopniu wyróżniającym zdobyte umiejętności (w zależności od liczby punktów i oceny stanu prac na zajęciach laboratoryjnych).