information and coding theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Jones, Gareth A.; Jones, J. Mary;

出品人:

页数:210

译者:

出版时间:

价格:265.20元

装帧:平装

isbn号码:9781852336226

丛书系列:Springer Undergraduate Mathematics Series

图书标签:

• 信息论
• 编码理论
• 通信理论
• 数据压缩
• 信道编码
• 纠错码
• 香农理论
• 信息安全
• 数字通信
• 算法

《信息与编码理论》（Information and Coding Theory）是一本深入探讨信息传输、存储和处理的理论基础的著作。本书将带领读者穿越信息论和编码理论这两个相互依存、共同发展的迷人领域。 信息论部分将首先奠定坚实的基础，介绍信息的度量方式——熵（Entropy）。读者将了解到，熵不仅仅是一个数学概念，它代表了信息的不确定性，也决定了信源的压缩极限。本书将详细阐述各种熵的概念，包括联合熵（Joint Entropy）、条件熵（Conditional Entropy）和互信息（Mutual Information），并通过实例说明它们在理解和量化信息之间的关系中的作用。 随后，本书将深入探讨信道容量（Channel Capacity）这一核心概念。信道容量定义了在有噪声干扰的情况下，信息能够可靠传输的最高速率。读者将学习到香农（Shannon）关于信道编码定理的开创性工作，理解为什么存在一个理论上的极限，以及如何通过编码来逼近这个极限。噪声信道模型、不同的噪声类型（如加性高斯白噪声）以及它们对传输速率的影响也将被详细分析。 在信息论的框架下，本书还会讨论信息传输中的关键瓶颈和挑战，包括信息失真、数据压缩和源编码。读者将了解不同类型的压缩技术，如无损压缩（Lossless Compression）和有损压缩（Lossy Compression），以及它们在实际应用中的权衡，例如在音频、视频编码中的应用。霍夫曼编码（Huffman Coding）、算术编码（Arithmetic Coding）等经典压缩算法的原理和性能分析也将包含在内。 编码理论部分则将聚焦于如何设计有效的编码方案，以实现信息在有噪声信道中的可靠传输或高效存储。本书将从编码的基本原理开始，介绍编码器（Encoder）和译码器（Decoder）的作用，以及它们在编码过程中扮演的关键角色。 首先，本书将深入介绍线性分组码（Linear Block Codes）。读者将学习到如何构造和分析这些具有良好代数结构的编码，如卷积码（Convolutional Codes）的生成过程、码字（Codeword）的性质以及它们在海明距离（Hamming Distance）等度量下的性能。海明码（Hamming Codes）作为一种简单而有效的纠错码，将作为入门案例进行详细讲解。 接着，本书将引导读者探索更强大的编码技术，包括卷积码（Convolutional Codes）。读者将理解卷积码如何利用滑动窗口的编码方式，以及它们在不同约束长度（Constraint Length）下的纠错能力。卷积码的译码算法，特别是维特比算法（Viterbi Algorithm），将得到详细的推导和分析，展示其在实际应用中的高效性。 此外，本书还会介绍循环码（Cyclic Codes），如BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes）。这些码字具有特殊的代数结构，能够纠正多位错误，因此在数据存储（如CD、DVD）、通信系统（如卫星通信）和数字电视广播等领域有着广泛的应用。读者将学习到这些码的生成多项式（Generator Polynomial）、校验多项式（Parity-Check Polynomial）以及它们高效的译码算法。 本书还将介绍Turbo码（Turbo Codes）和低密度奇偶校验码（LDPC Codes）等现代现代编码技术。这些先进的编码方案在接近香农极限的性能上取得了巨大突破，大大提高了信息传输的可靠性和效率。读者将理解它们的设计思想、编码和译码的迭代过程，以及它们在无线通信、深空通信等领域的巨大成功。 贯穿全书的是理论与实践的结合。本书不仅会阐述各种编码方案的数学原理，还会通过实际例子展示它们在现代通信系统中的应用，例如在Wi-Fi、4G/5G移动通信、数据存储设备和卫星通信中的作用。读者将了解到，信息与编码理论是构建现代数字世界不可或缺的基石，深刻影响着我们生活和工作的方方面面。 本书适合于信息科学、通信工程、计算机科学以及对信息传输和存储的理论基础感兴趣的研究者、工程师和学生。通过阅读本书，读者将能够深刻理解信息是如何被度量、压缩、编码和传输的，并为进一步研究和开发更高效、更可靠的信息系统打下坚实的基础。

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本书在案例分析和应用拓展方面的深度和广度，远超出了我原先的预期。很多理论书籍往往在讲完核心概念后就戛然而止，留下读者在实际应用中两眼一抹黑。但这本书不同，它非常注重理论与工程实践的结合。每一个重要的定理或算法，后面都紧跟着一个或多个具体的应用场景。例如，在讨论纠错码时，它不仅详尽解析了伯恩斯坦（BCH）码的结构，还穿插了它们在现代存储设备和卫星通信中的实际应用图景。更妙的是，作者并没有止步于现状，还对未来可能的发展方向进行了富有洞察力的展望，比如在量子计算背景下，现有编码理论可能面临的挑战与机遇。这种前瞻性，使得这本书不仅仅是一本回顾既有知识的工具书，更像是一份指引未来研究方向的路线图。对于那些希望将理论知识转化为实际产品或研究成果的读者来说，这本书的价值不可估量，它提供了坚实的理论基石和丰富的实践灵感。

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这本书的价值不仅仅在于它所承载的知识本身，更在于它建立起来的知识体系的韧性和完备性。它成功地构建了一个多层次、相互印证的知识网络，使得读者能够从宏观的学科格局到微观的算法实现，都有一个清晰的坐标系。我发现，很多我先前零散学习的概念，在这本书中得到了系统的梳理和有机连接，它们不再是孤立的知识点，而是成为一个整体结构中不可或缺的组成部分。例如，作者在处理不同编码方案的性能对比时，会巧妙地将信息论的极限作为参照系，这不仅解释了“为什么需要这个方案”，更阐明了“这个方案离最优解还有多远”。这种体系化的思考方式，对于培养研究生的科研思维至关重要。读完后，我感觉自己的知识结构得到了根本性的重塑和加固，看待信息处理问题时，视角也变得更加全面和深刻，从工程实现的角度到理论边界的探索，都有了更扎实的立足点。

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这本书的封面设计极具现代感，采用深邃的蓝色调，配以流线型的白色文字和一些几何图形，整体感觉既专业又前沿。拿到手里，纸张的质感非常扎实，厚度适中，让人有一种期待深入阅读的冲动。包装上没有任何多余的装饰，直接点明了主题，这很对我的胃口，毕竟内容才是王道。刚翻开目录，就能感受到作者对这门学科的理解之深刻，章节安排逻辑清晰，从基础概念的引入，到复杂算法的探讨，再到实际应用案例的剖析，循序渐进，没有丝毫的跳跃感。尤其是一些关键概念的提炼，用词精准，让人在初次接触时就能迅速抓住要点。比如，对于信息熵的定义和推导，作者采用了多种视角进行阐述，即便是初学者，也能通过不同的解释路径建立起稳固的认知框架。这种对教学严谨性的追求，是优秀教材的必备素质，让人对后续的学习内容充满了信心。整体来看，这本书的排版和装帧都透露着一股匠心，为知识的传递提供了绝佳的载体。

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这本书的写作风格，简直是一场与作者的思维漫步之旅。它不像传统教材那样干巴巴地罗列公式和定理，而是充满了启发性和对话感。作者似乎总能预判到读者在哪个知识点上会产生困惑，并提前设置好“路标”进行引导。我特别欣赏它在引入复杂数学工具时的手法，不是直接抛出复杂的推导，而是先用一个生动的比喻或者一个现实世界中的小问题来铺垫，让读者自然而然地意识到引入新工具的必要性。这种“问题驱动”的学习路径，极大地激发了我主动探索的欲望。读到关于信道容量的部分时，那种豁然开朗的感觉至今难忘，作者巧妙地将概率论和信息论的边界融合在一起，使得原本晦涩的极限理论变得可视化、可触摸。阅读过程中，我时常停下来，在草稿纸上跟着作者的思路重新画图、推导，每一次回顾都像是完成了一次小小的智力挑战，收获感满满。如果说知识是海洋，这本书就像是一位经验丰富的舵手，指引我穿越迷雾，抵达知识的彼岸。

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从排版的细节来看，编辑团队显然是下了大功夫的。字体选择非常清晰易读，尤其是一些数学符号和特殊标记，其清晰度在不同光线下都保持了极高的可辨识度。公式的编号和引用系统做得非常出色，当我需要回溯某个引用的定义时，可以迅速定位到前文的具体位置，极大地减少了阅读中断的挫败感。图表的绘制质量堪称艺术品级别，那些表示信道模型、编码结构或者性能比较的图示，不仅准确无误，而且设计得直观且富有美感，几乎不需要额外的文字解释，图表本身就能传达大量信息。这种对视觉呈现的重视，在技术书籍中是相对少见的，它充分尊重了读者的阅读体验。坦率地说，在长时间的深度阅读后，眼睛的疲劳感明显低于阅读其他印刷质量一般的教材，这无疑是长时间学习的有力保障。这本书在硬件层面上对读者的友好程度，值得点赞。

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