教案-信息科學(xué)基礎(chǔ)

1、周次第1周，總第1次課備注章節(jié)名稱第一章、信息科學(xué)與信息技術(shù)概論講講為什么學(xué)習(xí)這門課，樹立學(xué)好這門課的信心教學(xué)目的及要求掌握基本的信息論概念，而且要求能夠和日常生活和學(xué)習(xí)結(jié)合起來，做到活學(xué)活用。掌握信息論基本理論和理想通信系統(tǒng)基本理論。教學(xué)內(nèi)容提要1、向?qū)W生聲明教學(xué)管理的各項(xiàng)規(guī)定及其學(xué)習(xí)本門課的方法2、介紹信息的基本概念3、講述信息論的起源、發(fā)展及應(yīng)用4、介紹信息技術(shù)和信息科學(xué)教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：1、信息的基本概念2、信息論的應(yīng)用處理方案方法設(shè)計(jì)作業(yè)練習(xí)特別提示周次第1周，總第2次課備注章節(jié)名稱第二章、信息的度量問題§2.1§2.2.2由于信息論是以概率論為基礎(chǔ)，學(xué)生在概率

2、論方面基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，所以需要對(duì)本堂課涉及的概率論知識(shí)加以補(bǔ)充。教學(xué)目的及要求理解信息的不確定性的含義、信息度量的原則、香農(nóng)熵及其產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容提要1、舉例介紹信息不確定性2、介紹信息量的基本度量3、介紹香農(nóng)熵4、證明香農(nóng)熵的定義公式教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：1、理解不確定性及其性質(zhì)2、理解信息基本度量的科學(xué)性和實(shí)用性難點(diǎn)：1、信息基本度量的理論依據(jù)2、香農(nóng)熵的產(chǎn)生處理方案方法設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際加強(qiáng)理解作業(yè)練習(xí)作業(yè)：P592特別提示周次第2周，總第3次課備注章節(jié)名稱2.3信源熵、條件熵、聯(lián)合熵、熵函數(shù)的性質(zhì)教學(xué)目的及要求理解熵的本質(zhì)、物理意義和熵的性質(zhì)，掌握各種熵的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以完成熵的基本運(yùn)算。教學(xué)內(nèi)容提要

3、1、信源熵2、條件熵3、聯(lián)合熵4、熵函數(shù)的性質(zhì),包括連續(xù)性、單調(diào)性、曲線特性、極值性教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：熵的運(yùn)算難點(diǎn)：熵的轉(zhuǎn)化關(guān)系處理方案方法設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際，并在課堂多做聯(lián)系題，鞏固知識(shí)。作業(yè)練習(xí)P2362.5（4）2.10特別提示周次第2周，總第4次課備注章節(jié)名稱2.4多符號(hào)離散平穩(wěn)信源教學(xué)目的及要求掌握多符號(hào)離散信源的熵的運(yùn)算規(guī)則，了解極限熵的求解過程。教學(xué)內(nèi)容提要1、離散無記憶擴(kuò)展信源2、離散平穩(wěn)信源的數(shù)學(xué)定義3、離散平穩(wěn)信源的信源熵和極限熵教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：極限熵的求解難點(diǎn)：有限階熵代替極限熵的思想處理方案及方法設(shè)計(jì)公式推倒要細(xì)致，講解速度要慢一點(diǎn)。作業(yè)練習(xí)P2362.7特別提示周次

4、第3周，總第5次課備注章節(jié)名稱2.5馬爾可夫信源教學(xué)目的及要求掌握馬爾可夫鏈的性質(zhì)、馬爾可夫鏈信源的定義和各態(tài)遍歷定理。教學(xué)內(nèi)容提要1、馬爾可夫信源定義2、各態(tài)遍歷定理教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：各態(tài)遍歷定理難點(diǎn)：各態(tài)遍歷定理的證明和應(yīng)用處理方案及方法設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際、加強(qiáng)理解作業(yè)練習(xí)P2362.7特別提示周次第3周，總第6次課備注章節(jié)名稱2.5馬爾可夫信源教學(xué)目的及要求掌握馬爾可夫信源熵的普通計(jì)算方法和分解方法教學(xué)內(nèi)容提要馬爾可夫信源熵的計(jì)算方法和分解方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：對(duì)信源分解方法的理解難點(diǎn)：應(yīng)用信源分解方法處理方案及方法設(shè)計(jì)結(jié)合其它信源進(jìn)行對(duì)比理解。作業(yè)練習(xí)P2382.24特別提示周次第4

5、周，總第7次課備注章節(jié)名稱2.6信源冗余度及信息變差教學(xué)目的及要求掌握冗余的概念，并理解。對(duì)信息變差的計(jì)算方法要熟悉。教學(xué)內(nèi)容提要信源冗余度的定義和計(jì)算方法信息變差的定義和計(jì)算方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：信源冗余度的應(yīng)用難點(diǎn)：信息變差的定義和計(jì)算方法處理方案及方法設(shè)計(jì)闡明信源冗余度與圖形、視頻壓縮的關(guān)系，對(duì)不同信源進(jìn)行對(duì)比，加深理解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第4周，總第8次課備注章節(jié)名稱2.7連續(xù)信源、連續(xù)信源的熵教學(xué)目的及要求理解連續(xù)信源與離散信源的區(qū)別，了解連續(xù)信源的工程應(yīng)用。掌握連續(xù)信源熵的計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容提要連續(xù)信源熵的定義特殊連續(xù)信源熵的計(jì)算連續(xù)信源熵的性質(zhì)和最大連續(xù)信源熵定理教學(xué)重點(diǎn)、

6、難點(diǎn)及重點(diǎn)：特殊連續(xù)信源熵的計(jì)算方法難點(diǎn)：特殊連續(xù)信源熵的積分求解處理方案及方法設(shè)計(jì)對(duì)語音、視頻等連續(xù)信源進(jìn)行舉例分析，加深理解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第5周，總第9次課備注章節(jié)名稱第3章無失真信源編碼3.1信源編碼概述教學(xué)目的及要求理解信源編碼的意義和分類，了解信源編碼基礎(chǔ)知識(shí)。掌握編碼譯碼過程。教學(xué)內(nèi)容提要1、信源編碼及分類2、信源編碼定義3、信源編碼基礎(chǔ)4、編碼譯碼過程教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：信源編碼的指導(dǎo)思想難點(diǎn)：編碼譯碼過程的系統(tǒng)理解。處理方案及方法設(shè)計(jì)結(jié)合通信系統(tǒng)模型圖講解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第5周，總第10次課備注章節(jié)名稱3.2定長(zhǎng)編碼教學(xué)目的及要求掌握定長(zhǎng)編碼的特點(diǎn)，分析定長(zhǎng)編碼

7、的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容提要定長(zhǎng)編碼定理定長(zhǎng)編碼方法和平均碼長(zhǎng)、編碼效率的計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：平均碼長(zhǎng)、編碼效率的計(jì)算難點(diǎn)：定長(zhǎng)編碼定理的理解處理方案及方法設(shè)計(jì)通過課堂練習(xí)掌握定長(zhǎng)碼的編碼方法。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第6周，總第11次課備注章節(jié)名稱3.3變長(zhǎng)編碼教學(xué)目的及要求掌握變長(zhǎng)編碼的特點(diǎn)，分析變長(zhǎng)編碼的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容提要變長(zhǎng)編碼定理的證明變長(zhǎng)編碼定理結(jié)論的應(yīng)用編碼方法的評(píng)價(jià)（編碼效率）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：變長(zhǎng)編碼定理結(jié)論的應(yīng)用難點(diǎn)：變長(zhǎng)編碼定理的證明處理方案及方法設(shè)計(jì)通過課堂習(xí)題理解變長(zhǎng)編碼的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)習(xí)題加以剖析。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第6周，總第12次課備注章節(jié)名稱3.4常用

8、的信源編碼教學(xué)目的及要求掌握香農(nóng)編碼、費(fèi)諾編碼、哈夫曼編碼的編碼思想和編碼方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、香農(nóng)編碼2、費(fèi)諾編碼3、哈夫曼編碼4、編碼的不同應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：哈夫曼編碼方法難點(diǎn)：哈夫曼碼樹的構(gòu)造方法處理方案及方法設(shè)計(jì)理論課學(xué)習(xí)方法，并在實(shí)驗(yàn)課上編寫編碼程序作業(yè)練習(xí)P2393.43.7特別提示周次第7周，總第13次課備注章節(jié)名稱3.4常用的信源編碼教學(xué)目的及要求掌握游程編碼、冗余位編碼的編碼思想和編碼方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、游程編碼2、冗余位編碼3、編碼的不同應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：冗余位編碼難點(diǎn)：冗余位編碼中的譯碼過程處理方案及方法設(shè)計(jì)理論課學(xué)習(xí)方法，并在實(shí)驗(yàn)課上編寫編碼程序作業(yè)

9、練習(xí)P2393.10特別提示周次第7周，總第14次課備注章節(jié)名稱第4章限失真信源編碼4.1失真測(cè)度與信息率失真函數(shù)教學(xué)目的及要求掌握限失真編碼、平均失真度的定義和信息率失真函數(shù)的定義和性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容提要1、限失真編碼簡(jiǎn)介2、平均失真度的定義3、信息率失真函數(shù)的性質(zhì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：理解平均失真度的定義難點(diǎn)：理解信息率失真函數(shù)的定義處理方案及方法設(shè)計(jì)結(jié)合無失真編碼進(jìn)行對(duì)比講解。作業(yè)練習(xí)P2404.34.4特別提示周次第8周，總第15次課備注章節(jié)名稱4.2信息率失真函數(shù)的計(jì)算教學(xué)目的及要求掌握平均失真度的取值區(qū)間和離散和連續(xù)信源信息率失真函數(shù)的計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、平均失真度的取值區(qū)間2、離

10、散信源信息率失真函數(shù)3、連續(xù)信源信息率失真函數(shù)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：平均失真度的取值區(qū)間難點(diǎn)：離散信源信息率失真函數(shù)處理方案及方法設(shè)計(jì)針對(duì)二元編碼進(jìn)行講解，有助理解。作業(yè)練習(xí)P2404.7特別提示周次第8周，總第16次課備注章節(jié)名稱4.3限失真信源編碼定理4.4編碼應(yīng)用介紹教學(xué)目的及要求掌握香農(nóng)第三編碼定理的判定作用，能夠應(yīng)用限失真信源編碼定理進(jìn)行編碼可行性的簡(jiǎn)單判定，掌握語音信號(hào)和圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)編碼技術(shù)教學(xué)內(nèi)容提要1、限失真信源編碼定理2、編碼可行性的簡(jiǎn)單判定3、預(yù)測(cè)編碼技術(shù)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：限失真信源編碼定理難點(diǎn)：預(yù)測(cè)編碼技術(shù)處理方案及方法設(shè)計(jì)通過課堂練習(xí)掌握限失真信源編碼定理作業(yè)練習(xí)

11、特別提示周次第9周，總第17次課備注章節(jié)名稱第5章信道及信道容量5.1信道模型及分類5.2容量計(jì)算教學(xué)目的及要求掌握信道模型及信道分類，信道容量的定義和它的意義，特殊單符號(hào)離散信道的容量計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、信道模型及信道分類2、信道容量的定義和它的意義3、特殊單符號(hào)離散信道的容量計(jì)算(一一對(duì)應(yīng)信道、擴(kuò)展信道、歸并信道)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：特殊單符號(hào)離散信道的容量計(jì)算難點(diǎn)：對(duì)信道容量的理解處理方案及方法設(shè)計(jì)結(jié)合限失真編碼中的R(D)函數(shù)進(jìn)行對(duì)比講解。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第10周，總第18次課備注章節(jié)名稱5.2容量計(jì)算教學(xué)目的及要求繼續(xù)學(xué)習(xí)三種特殊信道和信道容量的計(jì)算，要求掌握各種信道的特

12、征和其本身的信道容量的計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、強(qiáng)對(duì)稱信道和容量計(jì)算2、對(duì)稱信道和容量計(jì)算3、準(zhǔn)對(duì)陳信道和容量計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：強(qiáng)對(duì)稱信道和容量計(jì)算難點(diǎn)：準(zhǔn)對(duì)陳信道容量計(jì)算方法處理方案及方法設(shè)計(jì)課本理論與實(shí)際相結(jié)合，通過介紹各種信道的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。作業(yè)練習(xí)P2415.5特別提示周次第10周，總第19次課備注章節(jié)名稱5.2容量計(jì)算教學(xué)目的及要求在前期特殊信道容量的計(jì)算方法學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上，一般信道和信道容量的計(jì)算，要求掌握信道容量的普遍性計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、拉格朗日乘子法介紹2、信道容量普遍性表達(dá)式的構(gòu)造和容量求解3、針對(duì)2*2信道進(jìn)行容量計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：

13、信道容量普遍性表達(dá)式的構(gòu)造和容量求解難點(diǎn)：信道容量普遍性表達(dá)式的構(gòu)造和容量求解處理方案及方法設(shè)計(jì)課堂練習(xí)和教學(xué)相結(jié)合作業(yè)練習(xí)P2415.15特別提示周次第11周，總第20次課備注章節(jié)名稱第6章信道編碼6.1信道編碼的概念教學(xué)目的及要求掌握信道編碼的意義、分類、基本原理和檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力的計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、信道編碼的意義2、信道編碼的分類3、信道編碼的基本原理4、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：信道編碼的基本原理難點(diǎn)：信道編碼的基本原理處理方案及方法設(shè)計(jì)提出問提，引導(dǎo)學(xué)生思維，課堂練習(xí)和教學(xué)相結(jié)合作業(yè)練習(xí)P2456.1特別提示周次第12周，總第21次課備注章節(jié)名稱6.2信道編碼定理6.

14、3線性分組碼教學(xué)目的及要求掌握兩種譯碼規(guī)則（最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則、最大似然準(zhǔn)則）和錯(cuò)誤概率的計(jì)算方法，理解信道編碼定理的內(nèi)涵。學(xué)習(xí)檢錯(cuò)與糾錯(cuò)原理。漢明距離的作用。教學(xué)內(nèi)容提要1、譯碼規(guī)則（最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則、最大似然準(zhǔn)則）及錯(cuò)誤概率2、信道編碼定理3、檢錯(cuò)（奇偶校驗(yàn)、重復(fù)消息、非0符號(hào)個(gè)數(shù)）4、糾錯(cuò)原理（前向糾錯(cuò)、ARQ）5、漢明距離6、線性分組碼概述教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則、最大似然準(zhǔn)則、漢明距離難點(diǎn)：對(duì)信道編碼定理的理解處理方案及方法設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際的例子來分析信道編碼，可以生動(dòng)一些。作業(yè)練習(xí)P2456.2特別提示周次第12周，總第22次課備注章節(jié)名稱6.3線性分組碼教學(xué)目的及要求針對(duì)

15、線性分組碼分析其糾錯(cuò)能力，并能夠?qū)€性分組碼進(jìn)行譯碼。教學(xué)內(nèi)容提要1、生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣的作用和求解方法2、線性分組碼的糾錯(cuò)能力（三個(gè)定理）5、線性分組碼譯碼（譯碼準(zhǔn)則、伴隨式糾錯(cuò)、陪集糾錯(cuò)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣的作用和求解方法難點(diǎn)：線性分組碼譯碼處理方案及方法設(shè)計(jì)針對(duì)實(shí)例進(jìn)行理論學(xué)習(xí)。作業(yè)練習(xí)特別提示周次第13周，總第23次課備注章節(jié)名稱6.4循環(huán)碼教學(xué)目的及要求掌握循環(huán)碼的定義，介紹循環(huán)碼的碼多項(xiàng)式表示。給出碼多項(xiàng)式的性質(zhì)和通過碼多項(xiàng)式構(gòu)造系統(tǒng)碼的方法。掌握循環(huán)碼生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣的求解方法，依據(jù)例子進(jìn)行編碼和譯碼。教學(xué)內(nèi)容提要1、循環(huán)碼定義2、循環(huán)碼碼多項(xiàng)

16、式3、循環(huán)碼碼多項(xiàng)式基本性質(zhì)4、構(gòu)造系統(tǒng)碼的方法5、生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣（結(jié)合例題講解）6、編碼（利用生成矩陣）7、譯碼（利用多項(xiàng)式）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：生成矩陣和一致校驗(yàn)矩陣的作用和求解方法難點(diǎn)：循環(huán)碼的生成矩陣構(gòu)造處理方案及方法設(shè)計(jì)按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。作業(yè)練習(xí)P2456.3特別提示周次第13周，總第24次課備注章節(jié)名稱第7章網(wǎng)絡(luò)信息安全7.1密碼學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)目的及要求掌握網(wǎng)絡(luò)安全基本概念，信息安全含義，網(wǎng)絡(luò)安全的對(duì)策和傳統(tǒng)密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容提要1、密碼學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、密鑰熵理論2、傳統(tǒng)加密方法（單表密碼、代替密碼、多字母代替密碼、多表代替密碼）3、密碼體制

17、要求4、密碼體制功能5、加密算法分類教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：傳統(tǒng)加密方法難點(diǎn)：傳統(tǒng)加密方法處理方案及方法設(shè)計(jì)按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。實(shí)驗(yàn)課編寫保密程序。作業(yè)練習(xí)P2477.17.27.3特別提示周次第14周，總第25次課備注章節(jié)名稱7.2數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES）教學(xué)目的及要求掌握DES算法的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法。教學(xué)內(nèi)容提要1、DES概述2、DES算法實(shí)現(xiàn)3、DES的安全性教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：DES算法難點(diǎn)：DES算法處理方案及方法設(shè)計(jì)按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。實(shí)驗(yàn)課編寫保密程序。作業(yè)練習(xí)P2477.47.57.8特別提示周次第15周，總第26次課備注

18、章節(jié)名稱7.2公開密鑰加密算法（RSA）教學(xué)目的及要求了解RSA的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域，可以自己實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的RSA算法。教學(xué)內(nèi)容提要1、RSA概述2、RSA工作原理3、RSA安全性4、RSA應(yīng)用5、RSA簡(jiǎn)單實(shí)例的實(shí)現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及重點(diǎn)：RSA簡(jiǎn)單實(shí)例的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：RSA簡(jiǎn)單實(shí)例的實(shí)現(xiàn)處理方案及方法設(shè)計(jì)按照提出問題、分析問題、解決問題的思路引導(dǎo)學(xué)生。實(shí)驗(yàn)課編寫保密程序。作業(yè)練習(xí)P2477.67.7特別提示周次第16周，總第27次課備注章節(jié)名稱7.3數(shù)字簽名教學(xué)目的及要求了解數(shù)字簽名的工作原理和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)字簽名。教學(xué)內(nèi)容提要1、數(shù)字簽名及其原理2、哈希函數(shù)3、簽名標(biāo)準(zhǔn)DSS4、數(shù)字簽名的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)教學(xué)重