Программа по дисциплине "Теория информации" для студентов специальности 090106
| Вид материала | Программа |
- Программа по курсу "Передача дискретных сообщений (Многоканальные цифровые системы, 90.29kb.
- Рабочая программа По дисциплине «Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных, 122.77kb.
- Рабочая программа По дисциплине Основы технической эксплуатации защищенных телекоммуникационных, 114.03kb.
- Программа по дисциплине "Теория и техника передачи информации" для студентов, 211.94kb.
- Рабочая программа По дисциплине Введение в специальность Для специальностей, 116.79kb.
- Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория инноваций», 284.66kb.
- Рабочая программа по дисциплине «система государственного управления», 182.78kb.
- Программа обучения студентов (Syllabus) по дисциплине Информационная безопасность, 350.16kb.
- Рабочая программа по дисциплине: Теория информации Для специальности: 230102 Автоматизированные, 90.58kb.
- Программа дисциплины сд. Ф. 2, Ен. Ф. 8 Теория принятия решений для студентов специальности, 191.87kb.
Федеральное агентство по образованию
Томский государственный университет систем управления и
радиоэлектроники (ТУСУР)
"УТВЕРЖДАЮ"
Проректор по учебной работе
____________ Л.А. Боков
"____" ________________ 2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине "Теория информации"
для студентов специальности 090106 “Информационная безопасность телекоммуникационных систем”.
Учебный план набора 2006 года и последующих лет, квалификация - специалист по защите информации.
Факультет радиотехнический
Профилирующая кафедра РТС
Курс третий
Семестр пятый
Распределение учебного времени
Лекций - 27 часов
Практических занятий - 27 часов
Самостоятельная работа - 46 часов
Всего - 100 часов
Зачет - 5 семестр.
2009 г.
Рабочая программа составлена на основании требований ГОС ВПО, утвержденного 05.04.2000, номер гос. регистрации 285 инф/сп для специальности 090106 (075600) “Информационная безопасность телекоммуникационных систем”.
Рассмотрена и утверждена на заседании кафедры РТС, протокол № от 2009 г.
Разработчик,
доцент кафедры РТС А.С. Бернгардт
Зав. обеспечивающей кафедрой РТС,
профессор Г.С. Шарыгин
Рабочая программа согласована с факультетом, профилирующей и выпускающей кафедрами
Декан РТФ, профессор А.С. Задорин
Зав. профилирующей и выпускающей
кафедрой РТС, профессор Г.С. Шарыгин
- ^ Цели и задачи дисциплины. Ее место в учебном процессе.
- Цели и задачи дисциплины
Дисциплина “Теория информации” (ТИ) относится к числу фундаментальных естественно-научных дисциплин. Объектом изучения дисциплины является информация -понятие, которое используется практически во всех областях знаний.
Цель преподавания дисциплины – ознакомить студентов с методами количественного описания информации, передачи, обработки и хранения сигналов – носителей информации и использования полученных знаний при решении практических задач исследования и защиты информационных систем.
^ Основными задачами изучения дисциплины является формирование знаний, навыков и умений, позволяющих самостоятельно проводить математический анализ информационных процессов и оценивать реальные и предельные возможности пропускной способности и помехоустойчивости информационных систем.
^ 1.2 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения курса студенты должны:
знать физические свойства сообщений, сигналов и помех в информационных системах; математические основы количественного описания информации; свойства количественных характеристик информации; принципы эффективного и помехоустойчивого кодирования.
уметь использовать статистические и информационные характеристики сообщений при исследовании реальных объектов средств защиты информации; строить и анализировать математические модели информационных систем и процессов; применять на практике методы эффективного и помехоустойчивого кодирования.
иметь представление о теоретико-информационной концепции криптозащиты сообщений в телекоммуникационных системах; получить навыки практической работы с современной измерительной аппаратурой, методами компьютерного моделирования физических процессов при передаче информации (в рамках группового проектного обучения).
^ 1.3 Перечень обеспечивающих дисциплин
В курсе ТИ принят единый методологический подход на основе вероятностных моделей сообщений, сигналов, помех и процессов в информационных системах.
Теоретической базой курса ТИ являются основные сведения из дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов: математики, информатики, физики, дискретной математики, теории вероятностей и математической статистики, основ теории радиотехнических цепей и сигналов, электроники.
^ 2. Содержание лекционных занятий (27 часов)
2.1. Введение - 1 час
Информация, сообщения, их источники и получатели. Сигнал как носитель сообщения. Случайный характер сообщений и сигналов. Примеры информационных систем и сигналов. Краткий исторический очерк. Обзор содержания курса.
^ 2.2. Информационные системы и их характеристики – 2 часа
Системы связи, канал связи, разновидности систем связи. Системы хранения информации. Преобразователи информации. Технические характеристики информационных систем.
^ 2.3. Математические модели сигналов - 4 часа.
Определение сигнала. Непрерывные, дискретные и цифровые сигналы. Символ, алфавит, основание кода. Вероятностное описание последовательности символов. Вероятностное описание непрерывных сигналов. Дискретные сигналы, цифровые сигналы. Дискретизация по времени и уровню, ошибки дискретизации.
^ 2.4. Количество информации и энтропия – 6 часов.
Собственная информация и энтропия. Избыточность и ее роль. Условная информация, условная энтропия, взаимная информация и ее свойства. Скорость создания и скорость передачи информации. Пропускная способность канала. Пропускная способность симметричного двоичного канала. Теоремы Шеннона о кодировании в дискретном канале с помехами. Информация в непрерывных сигналах. Дифференциальная энтропия, условная дифференциальная энтропия. Пропускная способность непрерывного канала с аддитивным белым гауссовским шумом.
^ 2.5. Эффективное кодирование - 4 часа.
Цель сжатия данных и типы систем сжатия. Теорема Шеннона о кодировании при отсутствии шума. Статистическое кодирование. Неравенство Крафта. Коды Шеннона-Фано, Хаффмана, блоковое кодирование. Метод Зива-Лемпела. Методы сжатия с потерей информации.
^ 2.6. Помехоустойчивое кодирование - 9 часов.
Принципы помехоустойчивого кодирования. Обнаружение и исправление ошибок. Кодовое расстояние. Классификация кодов. Систематические линейные коды. Матричное описание. Кодирование и декодирование линейных кодов. Коды Хэмминга. Циклические коды, порождающий полином, способы кодирования и декодирования, БХЧ-коды. Сверточные коды, структура и основные характеристики сверточных кодов. Понятие об итеративных и каскадных кодах.
^ 2.7 Заключение -1 час.
Возможность информационного подхода к оценке качества функционирования систем связи.
- Темы практических занятий (27 часов).
- Вероятностное описание сигналов и помех – 4 часа.
- Дискретизация по времени и уровню, ошибки дискретизации – 3 часа.
- Собственная информация, условная информация. Энтропия, скорость создания информации. Избыточность – 4 часа.
- Средняя взаимная информация, скорость передачи информации – 3 часа.
- Пропускная способность канала – 2 часа.
- Оптимальное кодирование. Коды Хафмана, Шеннона – Фано. Блоковое кодирование – 3 часа.
- Помехоустойчивое кодирование. Линейные блочные коды. Кодовое расстояние и корректирующие свойства кода. Кодирование и декодирование. Коды Хемминга. - 4 часа.
- Циклические коды – 4 часа.
^ 4. Самостоятельная работа (46 часов).
Самостоятельная работа студентов предполагает углубленное изучение тех разделов дисциплины, которые связаны с выполнением заданий на практических занятиях, а также выполнение творческого задания. Темы творческих заданий определяются программой курса.
| №п/п | ^ Наименование работы | Кол-во часов | Формы контроля |
| 1 | Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям и контрольным работам | 22 | Опрос и проверка на практ. занятиях |
| 2 | Выполнение индивидуальных домашних заданий | 16 | Проверка работ |
| 3 | Выполнение творческого задания | 8 | Презентация, реферат |
| | ВСЕГО | 46 | |
При подготовке студентов к практическим занятиям изучаются следующие разделы:
- Математические модели сигналов (п. 2.3.).
- Количество информации и энтропия(п. 2.4.).
- Оптимальное кодирование источника информации (п. 2.5.).
- Помехоустойчивое кодирование (п. 2.6.).
- ^ КОНТРОЛЬ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль осуществляется путем применения балльно-рейтинговой системы оценки успеваемости (см. Приложение А) и включает текущий контроль выполнения элементов объема дисциплины по элементам контроля с подведением текущего рейтинга. Учитываются:
- посещение лекций и практических занятий;
- выполнение самостоятельных домашних работ;
- контрольные работы, выполняемые на практических занятиях;
- выполнение творческого задания.
^ Темы творческих заданий определяются программой курса и согласуются с преподавателем.
Результаты контрольных точек в семестре выставляются на основе текущего рейтинга. Студент, набравший не менее 60 баллов, получает зачет “автоматом”. В то же время, независимо от набранной в семестре текущей суммы баллов обязательным условием для получения зачета является выполнение студентом необходимых по рабочей программе для дисциплины видов занятий: выполнение и защита результатов лабораторных работ, выполнение домашних и контрольных работ. Преподаватель имеет право не учитывать набранную студентом сумму баллов до ликвидации студентом текущих долгов по дисциплине.
^ 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Рекомендуемая литература.
а) основная литература:
Теория информации: Учебное пособие для вузов/ А.С. Котоусов.- М: Р и С, 2003.-77с.
- Тарасенко Ф.П. Введение в курс теории информации. – Изд. ТГУ, 1963 – 238 с.
- Акулиничев Ю.П., Дроздова В.И. Сборник задач по теории информации. - Томск, ТГУ, 1976.
б) дополнительная литература:
1. Теория электрической связи: учебное пособие/ Ю.П. Акулиничев. - Томск : Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007, 214с.
2. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение: Учебное пособие для вузов: Пер. с англ./ Р. Морелос – Сарагоса; пер. В.Б. Афанасьев. – М.: Техносфера, 2006. – 319 с.
3.Теория информации: учебное пособие/Акулиничев Ю.П., Дроздова В.И.-Томск: ТМЦДО, 2005.
^ 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.
1. Макеты для моделирования устройств формирования, детектирования и преобразования сигналов.
3. Компьютерные программы для проведения практических занятий в дисплейном классе.
4. Кафедральный банк программ для индивидуальных заданий студентов.
5. Средства статической проекции для использования при чтении лекций.
^ 7. Методические указания
Основная рекомендация сводится к обеспечению равномерной активной работы студентов над курсом в течение учебного года: они должны прорабатывать курс прослушанных лекций, самостоятельно решать задачи на практических занятиях, глубоко осмыслить содержание расчетов курсового проекта.
При изучении курса следует периодически отмечать то общее, что объединяет рассматриваемые вопросы. Так, для методов передачи сигналов ключевым является понятие избыточности и ее роль при передаче информации.
^
Приложение А
(обязательное)
Применение балльно-рейтинговой системы в 5 семестре
Распределения баллов по элементам контроля
| Элементы учебной деятельности | Кол-во элементов | Длитель-ность эле- мента, час. | Элемент контроля | Срок контроля,неделя с начала семестра | Кол - во баллов (всего) |
| Посещение лекций | 13 | 2 | Журнал | 1-17 | 13 |
| Активность на практических занятиях | 13 | 2 | Журнал | 1-17 | 20 |
| Выполнение индивидуальных заданий | 4 | 3 | Отчет | 5,8, 13, 16 | 12 |
| Выполнение контрольных работ | 3 | 1 | Работа | 6, 11, 16 | 21 |
| Выполнение творческого задания (презентация, реферат) | 1 | 4 | Выступление, файл | 1-16 | 15 |
| Итоговое собеседование | 1 | 0,5 | Беседа | 17 | 10 |
| Компонент своевременности | | | | Семестр | 9 |
| Итог | | | | | 100 |
Распределение баллов в течение семестра
| Элементы учебной деятельности | Максимальный балл на 1-ую КТ с начала семестра | Максимальный балл за период между 1КТ и 2КТ | Максимальный балл за период между 2КТ и на конец семестра | Всего за семестр |
| Посещение лекций | 8 | 3 | 2 | 13 |
| Активность на практических занятиях | 12 | 4 | 4 | 20 |
| Выполнение индивидуальных заданий | 3 | 6 | 3 | 12 |
| Выполнение контрольных работ | 7 | 7 | 7 | 21 |
| Выполнение творческого задания | | | 15 | 15 |
| Итоговое собеседование | | | 10 | 10 |
| Компонент своевременности | 3 | 3 | 9 | 9 |
| Итого максимум за период: | 33 | 23 | 44 | |
| Нарастающим итогом | 33 | 56 | 100 | 100 |
Составил доц. Бернгардт А. С. «_01_» ___09___ 2009г.