information and coding theory pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:Jones, Gareth A.; Jones, J. Mary;

出品人:

頁數:210

译者:

出版時間:

價格:265.20元

裝幀:平裝

isbn號碼:9781852336226

叢書系列:Springer Undergraduate Mathematics Series

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼理論
• 通信理論
• 數據壓縮
• 信道編碼
• 糾錯碼
• 香農理論
• 信息安全
• 數字通信
• 算法

《信息與編碼理論》（Information and Coding Theory）是一本深入探討信息傳輸、存儲和處理的理論基礎的著作。本書將帶領讀者穿越信息論和編碼理論這兩個相互依存、共同發展的迷人領域。 信息論部分將首先奠定堅實的基礎，介紹信息的度量方式——熵（Entropy）。讀者將瞭解到，熵不僅僅是一個數學概念，它代錶瞭信息的不確定性，也決定瞭信源的壓縮極限。本書將詳細闡述各種熵的概念，包括聯閤熵（Joint Entropy）、條件熵（Conditional Entropy）和互信息（Mutual Information），並通過實例說明它們在理解和量化信息之間的關係中的作用。 隨後，本書將深入探討信道容量（Channel Capacity）這一核心概念。信道容量定義瞭在有噪聲乾擾的情況下，信息能夠可靠傳輸的最高速率。讀者將學習到香農（Shannon）關於信道編碼定理的開創性工作，理解為什麼存在一個理論上的極限，以及如何通過編碼來逼近這個極限。噪聲信道模型、不同的噪聲類型（如加性高斯白噪聲）以及它們對傳輸速率的影響也將被詳細分析。 在信息論的框架下，本書還會討論信息傳輸中的關鍵瓶頸和挑戰，包括信息失真、數據壓縮和源編碼。讀者將瞭解不同類型的壓縮技術，如無損壓縮（Lossless Compression）和有損壓縮（Lossy Compression），以及它們在實際應用中的權衡，例如在音頻、視頻編碼中的應用。霍夫曼編碼（Huffman Coding）、算術編碼（Arithmetic Coding）等經典壓縮算法的原理和性能分析也將包含在內。 編碼理論部分則將聚焦於如何設計有效的編碼方案，以實現信息在有噪聲信道中的可靠傳輸或高效存儲。本書將從編碼的基本原理開始，介紹編碼器（Encoder）和譯碼器（Decoder）的作用，以及它們在編碼過程中扮演的關鍵角色。 首先，本書將深入介紹綫性分組碼（Linear Block Codes）。讀者將學習到如何構造和分析這些具有良好代數結構的編碼，如捲積碼（Convolutional Codes）的生成過程、碼字（Codeword）的性質以及它們在海明距離（Hamming Distance）等度量下的性能。海明碼（Hamming Codes）作為一種簡單而有效的糾錯碼，將作為入門案例進行詳細講解。 接著，本書將引導讀者探索更強大的編碼技術，包括捲積碼（Convolutional Codes）。讀者將理解捲積碼如何利用滑動窗口的編碼方式，以及它們在不同約束長度（Constraint Length）下的糾錯能力。捲積碼的譯碼算法，特彆是維特比算法（Viterbi Algorithm），將得到詳細的推導和分析，展示其在實際應用中的高效性。 此外，本書還會介紹循環碼（Cyclic Codes），如BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes）。這些碼字具有特殊的代數結構，能夠糾正多位錯誤，因此在數據存儲（如CD、DVD）、通信係統（如衛星通信）和數字電視廣播等領域有著廣泛的應用。讀者將學習到這些碼的生成多項式（Generator Polynomial）、校驗多項式（Parity-Check Polynomial）以及它們高效的譯碼算法。 本書還將介紹Turbo碼（Turbo Codes）和低密度奇偶校驗碼（LDPC Codes）等現代現代編碼技術。這些先進的編碼方案在接近香農極限的性能上取得瞭巨大突破，大大提高瞭信息傳輸的可靠性和效率。讀者將理解它們的設計思想、編碼和譯碼的迭代過程，以及它們在無綫通信、深空通信等領域的巨大成功。 貫穿全書的是理論與實踐的結閤。本書不僅會闡述各種編碼方案的數學原理，還會通過實際例子展示它們在現代通信係統中的應用，例如在Wi-Fi、4G/5G移動通信、數據存儲設備和衛星通信中的作用。讀者將瞭解到，信息與編碼理論是構建現代數字世界不可或缺的基石，深刻影響著我們生活和工作的方方麵麵。 本書適閤於信息科學、通信工程、計算機科學以及對信息傳輸和存儲的理論基礎感興趣的研究者、工程師和學生。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解信息是如何被度量、壓縮、編碼和傳輸的，並為進一步研究和開發更高效、更可靠的信息係統打下堅實的基礎。

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本書在案例分析和應用拓展方麵的深度和廣度，遠超齣瞭我原先的預期。很多理論書籍往往在講完核心概念後就戛然而止，留下讀者在實際應用中兩眼一抹黑。但這本書不同，它非常注重理論與工程實踐的結閤。每一個重要的定理或算法，後麵都緊跟著一個或多個具體的應用場景。例如，在討論糾錯碼時，它不僅詳盡解析瞭伯恩斯坦（BCH）碼的結構，還穿插瞭它們在現代存儲設備和衛星通信中的實際應用圖景。更妙的是，作者並沒有止步於現狀，還對未來可能的發展方嚮進行瞭富有洞察力的展望，比如在量子計算背景下，現有編碼理論可能麵臨的挑戰與機遇。這種前瞻性，使得這本書不僅僅是一本迴顧既有知識的工具書，更像是一份指引未來研究方嚮的路綫圖。對於那些希望將理論知識轉化為實際産品或研究成果的讀者來說，這本書的價值不可估量，它提供瞭堅實的理論基石和豐富的實踐靈感。

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這本書的價值不僅僅在於它所承載的知識本身，更在於它建立起來的知識體係的韌性和完備性。它成功地構建瞭一個多層次、相互印證的知識網絡，使得讀者能夠從宏觀的學科格局到微觀的算法實現，都有一個清晰的坐標係。我發現，很多我先前零散學習的概念，在這本書中得到瞭係統的梳理和有機連接，它們不再是孤立的知識點，而是成為一個整體結構中不可或缺的組成部分。例如，作者在處理不同編碼方案的性能對比時，會巧妙地將信息論的極限作為參照係，這不僅解釋瞭“為什麼需要這個方案”，更闡明瞭“這個方案離最優解還有多遠”。這種體係化的思考方式，對於培養研究生的科研思維至關重要。讀完後，我感覺自己的知識結構得到瞭根本性的重塑和加固，看待信息處理問題時，視角也變得更加全麵和深刻，從工程實現的角度到理論邊界的探索，都有瞭更紮實的立足點。

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從排版的細節來看，編輯團隊顯然是下瞭大功夫的。字體選擇非常清晰易讀，尤其是一些數學符號和特殊標記，其清晰度在不同光綫下都保持瞭極高的可辨識度。公式的編號和引用係統做得非常齣色，當我需要迴溯某個引用的定義時，可以迅速定位到前文的具體位置，極大地減少瞭閱讀中斷的挫敗感。圖錶的繪製質量堪稱藝術品級彆，那些錶示信道模型、編碼結構或者性能比較的圖示，不僅準確無誤，而且設計得直觀且富有美感，幾乎不需要額外的文字解釋，圖錶本身就能傳達大量信息。這種對視覺呈現的重視，在技術書籍中是相對少見的，它充分尊重瞭讀者的閱讀體驗。坦率地說，在長時間的深度閱讀後，眼睛的疲勞感明顯低於閱讀其他印刷質量一般的教材，這無疑是長時間學習的有力保障。這本書在硬件層麵上對讀者的友好程度，值得點贊。

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這本書的封麵設計極具現代感，采用深邃的藍色調，配以流綫型的白色文字和一些幾何圖形，整體感覺既專業又前沿。拿到手裏，紙張的質感非常紮實，厚度適中，讓人有一種期待深入閱讀的衝動。包裝上沒有任何多餘的裝飾，直接點明瞭主題，這很對我的胃口，畢竟內容纔是王道。剛翻開目錄，就能感受到作者對這門學科的理解之深刻，章節安排邏輯清晰，從基礎概念的引入，到復雜算法的探討，再到實際應用案例的剖析，循序漸進，沒有絲毫的跳躍感。尤其是一些關鍵概念的提煉，用詞精準，讓人在初次接觸時就能迅速抓住要點。比如，對於信息熵的定義和推導，作者采用瞭多種視角進行闡述，即便是初學者，也能通過不同的解釋路徑建立起穩固的認知框架。這種對教學嚴謹性的追求，是優秀教材的必備素質，讓人對後續的學習內容充滿瞭信心。整體來看，這本書的排版和裝幀都透露著一股匠心，為知識的傳遞提供瞭絕佳的載體。

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這本書的寫作風格，簡直是一場與作者的思維漫步之旅。它不像傳統教材那樣乾巴巴地羅列公式和定理，而是充滿瞭啓發性和對話感。作者似乎總能預判到讀者在哪個知識點上會産生睏惑，並提前設置好“路標”進行引導。我特彆欣賞它在引入復雜數學工具時的手法，不是直接拋齣復雜的推導，而是先用一個生動的比喻或者一個現實世界中的小問題來鋪墊，讓讀者自然而然地意識到引入新工具的必要性。這種“問題驅動”的學習路徑，極大地激發瞭我主動探索的欲望。讀到關於信道容量的部分時，那種豁然開朗的感覺至今難忘，作者巧妙地將概率論和信息論的邊界融閤在一起，使得原本晦澀的極限理論變得可視化、可觸摸。閱讀過程中，我時常停下來，在草稿紙上跟著作者的思路重新畫圖、推導，每一次迴顧都像是完成瞭一次小小的智力挑戰，收獲感滿滿。如果說知識是海洋，這本書就像是一位經驗豐富的舵手，指引我穿越迷霧，抵達知識的彼岸。

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