信息论、编码与密码学

信息论、编码与密码学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:田丽华 编
出品人:
页数:391
译者:
出版时间:2008-4
价格:36.00元
装帧:
isbn号码:9787560619675
丛书系列:
图书标签:
  • 信息论
  • 信息论
  • 编码学
  • 密码学
  • 通信
  • 数据压缩
  • 信息安全
  • 算法
  • 数学
  • 计算机科学
  • 理论基础
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具体描述

《信息论:编码与密码学》系统地介绍了信息理论、信源的压缩编码、信道的纠错编码、加密编码学组合编码等内容的基本原理及应用,同时简单介绍了学习《信息论:编码与密码学》需要的数论及控代数的相关知识。《信息论:编码与密码学》力求物理概念清晰、通俗易懂、由浅入深、循序渐进、重点突出,对基本概念和基本原理的阐述清晰明了,实用性强。《信息论:编码与密码学》可作为电子信息类、信息工程类、计算机等专业本科生和研究生的教材或参考书,也可供人事电子、信息、通信、计算机、自动化等 专业的科技人员参考。

《编码的艺术:从数字信号到信息安全》 这是一本深入探索编码技术及其在现代数字世界中应用的书籍。从最基础的数字信号处理原理出发,逐步揭示编码是如何构建我们所依赖的通信系统和信息安全屏障的。本书旨在为读者提供一个清晰、详实的知识体系,帮助理解数据在传输、存储过程中如何被精确地表示、保护和恢复。 第一部分:数字信号的编码基础 本部分将从信息的最基本形式——比特流入手,详细介绍如何将模拟信号转换为数字信号,并在此基础上探讨各种基本的编码方法。 模拟到数字转换 (ADC): 我们将深入讲解采样定理,理解采样频率、量化深度等关键概念如何影响数字信号的保真度。讨论过采样、欠采样以及它们在不同应用场景下的优势与局限。 波形编码: 介绍脉冲编码调制 (PCM) 的原理,包括线性PCM和非线性PCM(如μ律和A律)。分析PCM在语音、音频数字化中的应用,以及其带来的数据量问题。 信源编码 (数据压缩): 探讨如何减少数据冗余,提高信息传输效率。 无损编码: 霍夫曼编码 (Huffman Coding): 详细阐述基于概率的变长编码方法,讲解如何构建最优编码树,并提供实际编码解码的算例。 算术编码 (Arithmetic Coding): 介绍比霍夫曼编码更高效的编码方式,它将整个消息映射到一个概率区间内的单个实数,实现更高的压缩比。 LZ 系列算法 (LZ77, LZ78, LZW): 解释这些字典式编码算法的原理,分析它们如何在文本、图像等数据中查找重复模式并进行高效编码,如DEFLATE算法(ZIP、PNG所用)。 有损编码: 介绍在允许一定信息损失的情况下实现更高压缩比的方法。 变换编码: 以离散余弦变换 (DCT) 为例,讲解如何将数据转换到另一个域(如频率域),从而更容易地分离重要信息和冗余信息,如JPEG图像压缩。 量化: 讨论如何将连续的数值或高精度数值近似为较低精度的数值,并分析量化误差对数据质量的影响,如标量量化和矢量量化。 感知编码: 探讨如何利用人眼的视觉特性或人耳的听觉特性来去除人类感知不到的信息,实现更高效的压缩,如MP3音频编码。 第二部分:信道编码与纠错 即使在理想的信道中,信号传输也可能受到噪声干扰导致错误。本部分将聚焦于信道编码技术,旨在提高数据的可靠性,使其能够在嘈杂的环境中准确传输。 错误检测码: 介绍一些简单的方法来检测传输过程中是否发生了错误。 奇偶校验码 (Parity Check Codes): 从最基础的单比特奇偶校验到更复杂的纵向和横向奇偶校验,解释其工作原理和局限性。 循环冗余校验码 (CRC): 详细讲解CRC的工作原理,包括生成多项式、模2除法等,分析其强大的错误检测能力,及其在网络通信中的广泛应用。 错误纠正码 (ECC): 探讨如何不仅检测错误,还能主动纠正错误。 线性分组码: 汉明码 (Hamming Codes): 深入分析汉明码的构造原理,包括校验矩阵、伴随式等,展示如何用最小的开销实现单比特错误的纠正。 BCH码 (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes): 介绍能够纠正多比特错误的线性分组码,分析其纠错能力与码率的关系,以及在CD、DVD等存储介质中的应用。 里德-所罗门码 (Reed-Solomon Codes, RS Codes): 重点讲解RS码的原理,它是一种非二元分组码,能够纠正突发错误,因其强大的纠错能力在CD、DVD、条形码、卫星通信等领域得到广泛应用。 卷积码 (Convolutional Codes): 介绍编码器如何将当前输入比特与历史输入比特结合产生输出码字,及其解码算法(如维特比算法 Viterbi Algorithm)。分析卷积码在移动通信(如2G/3G)和卫星通信中的重要性。 现代纠错码: 简要介绍LDPC码 (Low-Density Parity-Check Codes) 和Turbo码等更先进的编码技术,它们在性能上接近香农极限,是现代通信系统(如4G/5G)的关键技术。 第三部分:信息安全基础 在数字化时代,信息的保密性、完整性和可用性至关重要。本部分将揭示编码技术如何在信息安全领域发挥核心作用。 对称加密: 介绍使用同一密钥进行加密和解密的算法。 分组密码: 讲解DES、3DES、AES等对称分组密码的工作原理,包括替换(Substitution)、置换(Permutation)、混淆(Confusion)、扩散(Diffusion)等基本密码学操作,以及它们在数据加密中的应用。 序列密码: 介绍流密码的概念,如RC4,以及它们在实时加密场景中的使用。 非对称加密 (公钥加密): 介绍使用不同密钥(公钥和私钥)进行加密和解密的算法。 RSA算法: 详细讲解RSA的数学原理,基于大数分解的困难性,以及其在密钥交换、数字签名等方面的应用。 椭圆曲线密码学 (ECC): 介绍ECC的优势,即在同等安全强度下使用更短的密钥长度,以及其在移动设备和资源受限环境中的应用。 哈希函数: 介绍单向函数,用于生成固定长度的消息摘要,保证数据的完整性。 MD5、SHA系列: 分析MD5、SHA-1、SHA-256等哈希函数的原理、特性(雪崩效应、抗碰撞性),以及它们在密码存储、文件校验、数字签名中的作用。 数字签名: 结合非对称加密和哈希函数,讲解如何验证消息的来源和完整性。 密钥管理: 探讨安全地生成、分发、存储和销毁加密密钥的重要性,以及相关的协议和技术。 身份认证: 介绍如何验证用户或设备身份的方法,如密码、生物特征、数字证书等。 本书通过系统性的梳理,将抽象的编码理论与实际应用紧密结合,力求使读者在掌握基础知识的同时,也能洞察其在通信、存储、安全等前沿领域的核心价值。无论是对计算机科学、通信工程、网络安全感兴趣的学生,还是希望提升自身数字素养的从业人员,都能从中获益。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这是一本让我重塑对“信息”认知的书。作者从最基础的信息量概念讲起,循序渐进,将抽象的数学理论与实际应用巧妙地结合。我记得在讲到“信源编码”时,作者详细阐述了霍夫曼编码的构造过程,以及算术编码如何通过概率模型实现极高的压缩率。这让我明白了,如何用最有效的方式来表示信息,如何“瘦身”信息,让它在传输和存储时更加经济。而当书本转向“信道编码”时,我才真正体会到信息在充满不确定性的世界里如何生存。作者对纠错码的讲解,包括线性分组码、循环码,以及卷积码,都辅以清晰的数学推导和图示。我印象最深刻的是,作者通过对“汉明距离”的解释,让我理解了检测和纠正错误的基本原理。而且,作者并没有止步于理论,而是结合了大量的实际应用案例,比如卫星通信、移动通信中的纠错技术,这让我看到了理论的强大生命力。书中的数学公式推导严谨而完整,作者的讲解也颇具条理,即使是对于初学者,也能够逐步理解。我尤其欣赏作者在讲解过程中,对于一些关键概念的强调,以及对不同编码方法优缺点的深入分析,这帮助我形成了一个全局观。读完这本书,我感觉自己仿佛掌握了一套“解读”和“保护”信息的工具,这对于我理解现代数字世界至关重要。

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这本书就像一个知识的宝库,每一次翻阅都能发现新的闪光点。作者以一种极其严谨而又生动的笔触,带领我们深入探索信息论、编码与密码学的奥秘。我记得在介绍“信息熵”时,作者不仅给出了数学定义,还用许多形象的比喻,比如预测天气、解读一段文字,来阐释信息熵与不确定性的关系。这让我明白了,熵并非一个抽象的数学概念,而是对信息内在价值的一种衡量。随后,书本进入到“信源编码”的部分,作者详细介绍了霍夫曼编码、算术编码等方法,并对其压缩效率进行了深入的对比分析。我被算术编码那种接近理论极限的压缩能力深深吸引,仿佛看到了信息被压缩到极致的奇迹。而当书本转向“信道编码”时,我才真正体会到信息传输的挑战与智慧。作者对纠错码的讲解,从基础的线性分组码到复杂的卷积码,都辅以清晰的数学推导和图示。我尤其欣赏作者在解释“汉明距离”和“最小汉明距离”时,那种逻辑上的严谨性,它直接揭示了纠错码的核心原理。而且,作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的数学公式,而是通过循序渐进的推导,让我们能够一步步地理解其精髓。我感觉这本书不仅传授了我知识,更教会了我一种解决问题的思维方式,一种用数学工具来分析和解决现实世界中信息问题的能力。

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不得不说,这本书的体量确实不小,但正如一本厚重的史诗,它所承载的知识分量也同样惊人。当我第一次翻开这本书,脑海里闪过的第一个念头就是:“我要如何消化这么多内容?”然而,随着阅读的深入,我发现作者的叙述方式极具感染力,他善于将枯燥的数学理论与生动的现实场景相结合。尤其是在讲到信息冗余的概念时,作者没有简单地给出定义,而是通过日常生活中语言的重复性、图画的重复性等例子,来解释冗余为何存在,以及它在信息传播中的作用。这种方式让我感到亲切,也更容易理解信源编码为何要“消除”冗余。而当进入到信道编码的部分,我才真正体会到“编码”的魅力。作者对纠错码的阐述,我记得有一个关于“海明码”的例子,通过一个非常巧妙的设计,能够在传输过程中检测并纠正单个比特错误,这让我对信息传输的可靠性有了全新的认识。书中的图表和流程图清晰地展示了编码和解码的过程,配合作者的文字解释,即使是像卷积码这样复杂的编码,也能够逐渐理解其内在的逻辑。而且,作者并没有止步于理论,而是详细介绍了各种编码方案的优缺点,以及它们在不同应用场景下的适用性。我尤其喜欢书中关于“纠错能力”和“编码效率”的权衡分析,这让我明白,在信息传输中,并没有银弹式的解决方案,而是需要在不同的约束条件下做出最优的选择。整本书给我一种感觉,它不仅仅是在教我知识,更是在培养我解决问题的能力,让我学会如何用数学的语言去分析和解决信息传输中的难题。

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这本书的精髓,在于它将信息、信息传输、以及信息安全这三个看似独立的领域,用一条清晰而又坚固的线索串联了起来。当我读到关于“纠错码”的部分,我仿佛看到了一个信息世界的守护者。作者非常细致地介绍了各种纠错码的原理,包括线性分组码、循环码,以及更复杂的卷积码。特别是对于卷积码的Viterbi译码算法,书中给出了详细的图解和步骤,虽然初看有些复杂,但随着阅读的深入,我渐渐体会到它在实际应用中的强大威力,它能够有效地从带有噪声的信号中恢复出原始信息。我记得作者在解释“信息熵”时,用了大量生动有趣的例子,比如抛硬币、猜谜语,来帮助读者理解信息量与不确定性的关系。这让我明白了,信息熵并非仅仅是数学上的一个度量,它更是对信息价值的一种衡量。而当书本进入到“密码学”的部分,我才真正理解了信息论在现代安全体系中的核心地位。公钥密码体制,RSA算法的数学原理,这些曾经只在新闻中听过的名词,如今在我眼前变得清晰可见。作者通过深入浅出的讲解,揭示了这些加密算法背后的数学奥秘,让我明白了为什么我们能够安全地进行网上交易,为什么我们的通信能够得到保护。书中的一些小插画和例子,虽然简单,却能极大地帮助理解,例如用钥匙比喻公钥和私钥,让我这个非专业人士也能快速抓住核心概念。

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读完这本书,我对“信息”这个词有了全新的认知。它不再仅仅是文字、图像或声音,而是一种可以被量化、传输、编码、甚至加密的抽象概念。书的开篇就让我对“信息量”有了深刻的理解,作者通过对事件发生概率的分析,解释了信息熵为何能够衡量一个事件的不确定性。我特别欣赏作者在介绍信源编码时,对各种编码方法的详细对比,例如霍夫曼编码的变长特性,以及算术编码的近乎理想的压缩效率。这些讲解不仅仅是停留在理论层面,而是提供了许多实际应用场景的参考,让我明白了为何在文件压缩、图像传输等领域,这些编码技术如此重要。当书本转向信道编码时,我才真正体会到“可靠传输”的意义。作者对纠错码的讲解,从简单的汉明码到复杂的卷积码,都辅以清晰的数学推导和图示。我记得有关于“码率”和“纠错能力”之间的权衡,让我明白了在设计通信系统时,需要在效率和可靠性之间找到一个平衡点。而且,作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的数学公式,而是通过循序渐进的推导,让我能够一步步地理解其原理。这种严谨的学术态度,让我对书中的知识深信不疑。这本书的价值,不仅仅在于它提供了丰富的理论知识,更在于它教会了我如何用一种系统性的、数学化的思维方式去分析和解决信息传输中的问题,这对于任何一个从事相关行业的人来说,都是宝贵的财富。

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这本书的逻辑严谨程度,绝对是我读过的技术书籍中数一数二的。从信息的度量单位“比特”开始,作者就构建了一个坚实的基础,然后层层递进,将我们引向信息论的殿堂。我记得在讲到“信道容量”的时候,作者花了大量篇幅来解释香农-哈特利定理,并且通过一些直观的类比,比如一个水管能输送多少水,来帮助读者理解这个抽象的概念。这让我意识到,信息传输并不是无限的,存在一个理论上的上限,而达到这个上限需要付出巨大的代价,那就是更高的信噪比或者更大的带宽。这种对极限的探索,对理论边界的追寻,本身就充满了哲学意味。而进入到编码部分,我才真正领略到信息理论的实用价值。信源编码,在我看来,就是如何用最少的比特来表示最多的信息,如何“压缩”信息。霍夫曼编码的构建过程,虽然需要一些计算,但其贪婪算法的原理却非常巧妙,能够找到最优的前缀码。而算术编码,则更是将编码的效率推向了极致,几乎可以将信息压缩到其熵的理论极限。在说到信道编码时,我印象最深刻的是关于“汉明码”的构建和纠错过程。作者通过一个简单的例子,展示了如何通过增加校验比特,使得接收端能够检测到错误,甚至纠正单个比特的错误。这对于我这样一个对通信系统不太了解的人来说,简直是醍醐灌顶。书中的公式推导清晰流畅,作者也很有耐心地解释了每一步的含义,使得我可以跟随他的思路,一步步地理解这些复杂的数学模型。

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这本书的价值,在于它不仅仅是一本技术手册,更是一次思维的启蒙。作者以深厚的学术功底和清晰的逻辑思维,为我们构建了一个关于信息的世界。我记得在介绍“信息熵”时,作者用了许多生活化的例子,比如抛硬币、猜谜语,来阐释信息量与不确定性的关系,这让我对这个抽象的概念有了更直观的理解。随后,书本进入到“信源编码”的部分,作者详细介绍了霍夫曼编码、算术编码等方法,并对其压缩效率进行了深入的对比分析。我被算术编码那种接近理论极限的压缩能力深深吸引,仿佛看到了信息被压缩到极致的奇迹。当书本转向“信道编码”时,我才真正体会到信息传输的挑战与智慧。作者对纠错码的讲解,从基础的线性分组码到复杂的卷积码,都辅以清晰的数学推导和图示。我尤其欣赏作者在解释“汉明距离”和“最小汉明距离”时,那种逻辑上的严谨性,它直接揭示了纠错码的核心原理。而且,作者在讲解过程中,并没有回避那些复杂的数学公式,而是通过循序渐进的推导,让我们能够一步步地理解其精髓。我感觉这本书不仅传授了我知识,更教会了我一种解决问题的思维方式,一种用数学工具来分析和解决现实世界中信息问题的能力。

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这是一本让我对信息传递的底层逻辑产生颠覆性认识的书。作者以一种极其细腻且严谨的方式,将信息论、编码和密码学的精髓一一展现。我清晰地记得,在阐述“信息熵”时,作者并没有简单地给出定义,而是通过对“不确定性”的深入剖析,引出了信息量与概率之间的关系,让我对“信息”的度量有了全新的理解。书中关于“信源编码”的部分,对于霍夫曼编码和算术编码的介绍,让我看到了如何通过巧妙的算法,将信息压缩到理论的极限,这对于我理解数据压缩技术有了本质上的飞跃。而当书本进入到“信道编码”的领域,我才真正领略到信息在不确定的环境中生存的智慧。作者对纠错码的讲解,从简单的线性分组码到复杂的卷积码,都伴随着清晰的数学推导和直观的图示。我特别欣赏作者对“码率”和“纠错能力”之间权衡的讨论,这让我明白了在实际通信系统中,需要在效率和可靠性之间做出精妙的取舍。而且,作者在讲解过程中,并非照本宣科,而是穿插了许多富有洞察力的分析,让我能够从更宏观的角度理解这些技术的重要性。这本书不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维的训练,它教会了我如何用数学的语言来描述和解决信息传输中的难题,让我对这个数字化的世界有了更深层次的理解。

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这本书的阅读体验,就像是经历了一场严谨的学术探索之旅。从信息论的基础概念——信息熵、互信息,到信源编码的各种高效算法,再到信道编码的纠错机制,作者的讲解层层递进,逻辑清晰。我记得在介绍“信道容量”时,作者通过对不同信道模型(例如加性高斯白噪声信道)的深入分析,让我明白了信息传输的理论极限。这种对极限的探索,让我对信息通信的可能性有了更深刻的理解。而当书本进入到编码部分,我才真正领略到信息论的实用价值。信源编码,作者详细介绍了霍夫曼编码、算术编码等方法,并对其压缩效率进行了对比分析,这让我明白了为何我们可以用更少的空间来存储和传输信息。更让我印象深刻的是信道编码,它解决的是信息在传输过程中如何保持可靠的问题。作者对线性分组码、卷积码的讲解,特别是对Viterbi算法的阐述,让我看到了信息在“噪声”环境中生存的智慧。书中的数学公式推导严谨而清晰,作者的解释也恰到好处,不会过于晦涩,也不会过于肤浅。我尤其喜欢作者在讲解复杂概念时,会穿插一些生活化的比喻,比如用“打包行李”来比喻信源编码,用“给信件加上防盗锁”来比喻信道编码,这大大降低了理解门槛。这本书不仅让我学到了知识,更让我对信息传播的底层逻辑有了更深入的洞察。

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这本书的封面设计就透露着一股严谨而深邃的气息,深蓝色搭配银色的字体,仿佛夜空中闪烁的星辰,又暗示着信息在黑暗中的传递与守护。我拿到它的时候,就预感到这趟旅程不会轻松,但一定会收获满满。翻开第一页,陌生的符号和公式扑面而来,仿佛置身于一个由纯粹逻辑构建的宇宙。从信息量的概念入手,作者以一种极其耐心的方式,层层剥茧,将原本抽象的概念具象化。我尤其欣赏其中关于熵的解释,它不仅仅是一个数学公式,更是一种对信息不确定性的深刻理解,一种对信息价值的衡量标准。当我读到信源编码的部分,像是打开了一个新的维度。香农的信源编码定理,那句“信息量不能小于其熵”,如同灯塔般指引着我在冗余的海洋中找到最精炼的表达方式。霍夫曼编码、算术编码,这些名字曾经只出现在学术论文的标题里,如今却在我眼前变得生动具体,我仿佛能看到数据被一层层压缩,效率不断提升的奇妙过程。书中对于不同编码方法的对比分析,不仅仅停留在理论层面,还穿插了许多实际应用的例子,例如文件压缩、图像传输,这些都让我对信息论有了更直观的感受。读到后面,关于噪声信道编码的讨论,更是让我惊叹于人类智慧的极限。纠错码的设计,不仅仅是为了弥补传输中的错误,更是为了在充满不确定性的世界里,尽可能地保证信息的可靠性。线性分组码、卷积码,这些复杂的结构在我看来,就像是为信息穿上了坚不可摧的铠甲,让它能够抵御外界的干扰。书中的图示和推导过程都非常清晰,虽然有时需要反复研读,但每攻克一个难点,都会有一种豁然开朗的喜悦。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一次思维的洗礼,让我重新审视我们每天都在接触和使用的信息。

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不是给学生最佳学习路径与方法, 而是简单堆积繁琐的定义与数学公式

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