信息论应用调研报告
信息论在网络信息安全中的应用

信息论在网络信息安全中的应用信息论在网络信息安全中的应用信息论是指研究信息传输、存储和处理的数学理论。
在网络信息安全领域,信息论的应用起到了重要的作用。
本文将探讨信息论在网络信息安全中的应用,并分析其对网络安全的影响与价值。
一、信息论对网络信息安全的理论基础信息论中的一项核心概念是熵(entropy),它衡量了信息的不确定性量度。
在网络通信中,信息的传输必然会伴随着噪声和干扰,而熵的概念帮助我们理解并衡量噪声和干扰对信息传输的影响。
通过对信息的熵进行分析,可以判断信息传输的可靠性及其安全性。
二、信息论在网络加密中的应用加密是网络信息安全的一项基本手段。
而信息论中的密码学理论为网络加密提供了重要的依据。
信息论告诉我们,一个完全随机的密钥对于保护信息的安全至关重要。
通过利用信息论的随机性和不确定性概念,网络加密算法可以生成随机的密钥,使得信息在传输过程中不容易被破解和攻击。
三、信息论在网络错误检测与纠正中的应用网络通信中常常会出现传输错误的情况,如数据包丢失、数据损坏等。
信息论通过提供可靠性编码的理论基础,为网络错误检测与纠正提供了重要支持。
通过引入冗余信息,例如使用校验和、纠错码等技术,网络通信可以在一定程度上检测和纠正传输过程中的错误,提高数据的完整性和可靠性。
四、信息论在网络隐私保护中的应用随着网络的普及和数据的交换,隐私泄露的风险也不断增加。
信息论为网络隐私保护提供了重要的解决方案。
通过引入信息熵和信息论的相关概念,可以对网络中的敏感信息进行加密存储和传输。
此外,信息论中的隐私增益概念也可以用于评估隐私保护算法的效果,为网络隐私保护提供了可行的量化指标。
五、信息论在网络入侵检测中的应用网络入侵检测是保护网络安全的重要手段。
信息论的熵与模型选择理论为网络入侵检测提供了一定的理论基础。
网络入侵检测系统可以通过分析网络流量中的信息熵来检测并识别异常行为。
同时,信息论中的模型选择理论也可以帮助网络入侵检测系统选择最优的模型,提高检测的准确率和效率。
信息论在通信系统中的应用研究

信息论在通信系统中的应用研究随着科技的快速发展和应用,当前的通信系统已经得到了极大地进步和完善,这其中信息论研究和应用起了重要的作用。
本文将就信息论在通信系统中的应用进行一些探讨和总结。
一、信息论简介信息论是研究信息传播和处理的一门学科。
它主要是研究如何应对随机性的信息,通过进行统计分析和数学计算等方法来处理信息,最终将信息传达给接收方并实现信息的传输。
信息论的发展具有重要的理论意义和实践意义,它是现代通信系统得以研究和发展的关键。
二、通信系统中信息论的应用在通信系统中,信息的传递和处理是重中之重,而信息论可以帮助我们更加有效地处理数据。
以下是信息论在通信系统中的应用:1. 噪声信道编码通信信道可能会受到噪声的影响,这将导致接收方无法准确地接收到发送方的信息。
信息论通过噪声信道编码来解决这个问题,即在信息发送之前,对信息进行编码,让接收方更容易地识别出信号,从而更好地还原信息。
2. 容量理论容量理论指的是通过数学方法确定信道的最大传输速率。
通过容量理论,我们可以确定标准的传输速率,并且可以有效地利用信道的可用资源,提高数据传输效率。
3. 码表设计在通信系统中,常常需要对数据进行编码和解码,码表的设计对通信系统的效率和可靠性都有很大的影响。
信息论可以帮助我们设计高效的码表,从而提高数据的传输速率和可靠性。
4. 信源编码在通信系统中,信源编码可以使得数据更加紧凑、稠密,从而能够更快速地传递。
信息论通过对信源编码的研究,可使得编码更加高效,从而实现数据传输的优化。
三、信息论的价值和挑战在通信系统中,信息论的应用有着重要的价值。
通过对信道、噪声等因素的分析和处理,通过建立模型等方法,可以更好地控制和保护数据的传输,从而提高数据传输的质量和速率。
但是,信息论也面临着许多挑战。
首先,对大规模和高速的数据进行处理和传输,需要有更加高效的算法和更好的技术支持。
其次,通信系统的安全问题也需要得到更好的解决,信息论的应用进一步需要加强保护,以避免信息泄漏的风险。
信息论在信号处理中的应用研究

信息论在信号处理中的应用研究近年来,随着信息科技的快速发展,信息论逐渐成为了研究传输、存储和处理信息的基础学科。
信息论是研究信息量、信息传递和存储等方面的学科,其核心思想是通过量化信息的度量,分析和优化信道传输系统和数据存储系统的效率。
在信号处理中,信息论的应用已经得到了广泛的关注和研究,为信号处理的理论和实践提供了有力的支持。
本文将从几个方面阐述信息论在信号处理中的应用研究。
1. 基于信息论的压缩方法在信号处理中,常常需要对数据进行压缩处理,以便于传输和存储。
信息论通过研究信息熵、编码原理等基本概念,提出了许多高效的压缩方法。
其中,最具代表性的是基于哈夫曼编码、算术编码和熵编码等算法的无损压缩方法。
此外,信息论还提出了一些有损压缩方法,如离散余弦变换(DCT)和小波变换(Wavelet)等,使数据可以在保证压缩率的同时,减少数据的丢失和变形。
基于信息论的压缩方法不仅可以应用于音频、视频等媒体数据压缩,也可以应用于传感器数据的采集和传输。
2. 基于信息论的调制方案调制是信号处理中重要的一环,它将信息通过一定的载波信号传输。
信息论不仅可以用来分析不同调制方案的性能差异,还可以优化调制方案的设计。
根据噪声、信道带宽、发射功率等条件,信息论可以推导出理论上最优的调制方案。
例如,以调制中的四进制相移键控(QPSK)调制为例,信息论可以推导出一个联合最优的调制方案,即星座图。
这种设计方法在数字通信方式中得到了广泛的应用。
3. 基于信息论的误差控制编码方法在信号传输过程中,误码率是重要的性能指标之一。
在有限的带宽和传输功率条件下,如何在保证传输质量的同时,在码长和复杂度上做出权衡是常见的问题。
基于信息论的误差控制编码方法是解决这一问题的重要手段。
信息论中的海明码、卷积码、Turbo码、LDPC码等误差控制编码方法已经得到广泛应用。
这些编码方法不仅可以增加数据传输的可靠性,还可以提高频段的利用率和传输速率。
4. 基于信息论的信道建模与估计方法在信道建模和估计中,信息论提供了一些基本的数学概念和理论基础。
信息论与编码技术在通信网络中的应用研究

信息论与编码技术在通信网络中的应用研究在现代社会中,通信网络是信息交流、人际联系和商业活动的重要基础。
而通信网络则以信息传输及交流为目的,成为现代通讯科技的重要领域之一。
在这个领域中,信息论与编码技术是不可或缺的一部分,他们在通信网络中扮演着非常重要的角色。
一、信息论何谓信息论?它是研究在传输、编码和解码过程中,如何最大程度利用带宽或磁盘空间的高效率方法,并保证数据传输的完整性和精确性,以及受到噪音等干扰时如何提高错误检测和重构的专业知识。
信息论中的信息量,是表示某种描述所含有的信息量大小的一种度量方法。
例如,在一个有10个相同字母的字串中,另一字串出现一次,那么他所得到的信息量比在一个有10个不同字母的字串中收获一次事实所获得的信息量要小。
信息量在网络通讯中还用到了压缩和编码的方法。
信息在传输过程中,会受干扰和噪音的影响,从而产生误码。
而信息论就是专门研究在噪声环境下如何对信息进行优化传输的过程,通过研究错误检测和纠错等技术,提高通信质量和效率。
二、编码技术编码技术是信息论的重要组成部分,它是指将信息转换为适合传输、存储、处理和加密的数据流或信号的过程。
编码技术在通信网络中具有至关重要的作用,它可以提高信息传输的速度和传输的可靠性,同时也可以减少传输过程中的时间和占用带宽。
目前,应用最广泛的编码技术是差错编码技术和压缩编码技术。
差错编码技术主要是指通过增加冗余信息,来检测和纠正数据传输时所产生的错误。
而压缩编码则是通过压缩数据的冗余信息和无用信息,来减少数据的传输量。
在差错编码技术中,最常用的是纠错码和检错码。
纠错码可以检测并纠正一定数量的错误数据,在传输过程中有效保证了数据的安全性;而检错码则主要用于数据检测,被认为是预防错误的一种措施。
在压缩编码技术中,最常用的是哈夫曼编码和算术编码。
哈夫曼编码通过将大量出现的数据,采用更短的编码方式进行压缩;而算术编码则是通过将数据划分为不同的区间,来提高数据的压缩效率。
信息论实验报告

一、实验目的1. 理解信息论的基本概念和原理;2. 掌握信息熵、条件熵、互信息等基本概念的计算方法;3. 学会使用 MATLAB 进行信息论实验,并分析实验结果;4. 提高编程能力和数据分析能力。
二、实验原理信息论是一门研究信息传输、处理和存储的学科,其核心是信息熵。
信息熵是衡量信息不确定性的度量,表示信息中所包含的平均信息量。
信息熵的计算公式如下:H(X) = -Σ p(x) log2(p(x))其中,H(X) 表示随机变量 X 的熵,p(x) 表示 X 取值为 x 的概率。
条件熵是衡量在已知另一个随机变量 Y 的条件下,随机变量 X 的不确定性。
条件熵的计算公式如下:H(X|Y) = -Σ p(x,y) log2(p(x|y))其中,H(X|Y) 表示在 Y 已知的条件下 X 的熵,p(x,y) 表示 X 和 Y 同时取值为x 和 y 的概率,p(x|y) 表示在 Y 已知的情况下 X 取值为 x 的条件概率。
互信息是衡量两个随机变量之间相互依赖程度的度量。
互信息的计算公式如下:I(X;Y) = H(X) - H(X|Y)其中,I(X;Y) 表示随机变量 X 和 Y 之间的互信息。
三、实验内容1. 使用 MATLAB 编写程序,计算给定信源的概率分布,并计算其熵;2. 使用 MATLAB 编写程序,计算给定两个随机变量的联合概率分布,并计算其条件熵和互信息;3. 分析实验结果,验证信息熵、条件熵和互信息之间的关系。
四、实验步骤1. 输入信源的概率分布,使用 MATLAB 计算 H(X);2. 输入两个随机变量的联合概率分布,使用 MATLAB 计算 H(X,Y)、H(X|Y) 和I(X;Y);3. 分析实验结果,比较 H(X)、H(X|Y) 和 I(X;Y) 之间的关系。
五、实验结果与分析1. 信源概率分布及其熵输入信源的概率分布为:p(x) = [0.2, 0.3, 0.5]计算得到:H(X) = -0.2 log2(0.2) - 0.3 log2(0.3) - 0.5 log2(0.5) ≈ 1.5852. 两个随机变量的联合概率分布及其条件熵和互信息输入两个随机变量的联合概率分布为:p(x,y) = [0.1, 0.2, 0.3, 0.4]计算得到:H(X,Y) = -0.1 log2(0.1) - 0.2 log2(0.2) - 0.3 log2(0.3) - 0.4log2(0.4) ≈ 2.097H(X|Y) = -0.1 log2(0.1) - 0.2 log2(0.2) - 0.3 log2(0.3) - 0.4log2(0.4) ≈ 1.585I(X;Y) = H(X) - H(X|Y) ≈ 0.512分析实验结果,可以发现:(1)信息熵 H(X) 表示信源中包含的平均信息量,当信源概率分布越均匀时,信息熵越大;(2)条件熵 H(X|Y) 表示在已知随机变量 Y 的条件下,随机变量 X 的不确定性,当 X 和 Y 之间的依赖程度越高时,条件熵越小;(3)互信息 I(X;Y) 表示随机变量 X 和 Y 之间的相互依赖程度,当 X 和 Y 之间的依赖程度越高时,互信息越大。
信息论在信息科学中的应用

信息论在信息科学中的应用信息论是一门研究信息传输和处理的学科。
它的起源可以追溯到20世纪40年代末的信息论研究。
在信息科学领域,信息论扮演着重要的角色,它的应用涉及了无线通信、数据压缩、密码学等多个领域。
首先,我们来探讨信息论在无线通信中的应用。
在无线通信中,信息论被广泛应用于编码和调制技术的设计。
在信息论的框架下,可以通过通信信道的容量来评估通信系统的性能上限。
通信系统的目标就是要尽可能地接近这个容量上限,以获得更高的通信速率和更好的信道可靠性。
信息论提供了许多编码技术,如香农编码、汉明编码和纠错码,用于提高无线通信系统的可靠性。
除了无线通信,信息论也在数据压缩领域有着广泛的应用。
数据压缩是指通过减少数据的冗余性来减小数据的存储空间或传输带宽。
信息论中的熵概念为数据压缩提供了理论基础。
通过对数据源进行建模,可以计算其熵值,并设计相应的压缩算法。
哈夫曼编码就是一种常用的数据压缩算法,它根据字符出现的概率分布来为每个字符分配可变长度的编码,从而实现数据压缩。
此外,信息论在密码学中也起到了至关重要的作用。
密码学是研究信息安全和加密技术的学科。
信息论为密码学提供了安全通信和数据保护的理论基础。
通过信息论的分析,我们可以计算出加密算法的不确定性,并量化信息被泄露的概率。
在密码学中使用的一种重要技术是信息熵,它衡量了密码的随机性和不确定性。
密码学家利用信息熵来评估密码的安全性,并设计能够抵御各种攻击的加密算法。
除了上述几个领域,信息论还有许多其他的应用。
例如,在图像处理中,信息论被广泛用于图像压缩和恢复。
通过对图像的像素进行统计分析,可以减小图像的存储空间并降低传输带宽的要求。
此外,信息论还在模式识别、机器学习和人工智能等领域发挥着重要的作用。
通过量化数据的不确定性和相关性,信息论提供了一种框架来理解和处理复杂的信息系统。
总之,信息论是一门重要的学科,广泛应用于信息科学领域。
它的应用涉及了无线通信、数据压缩、密码学等多个领域。
信息调研报告范文

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报告目的
本报告旨在收集有关信息系统的最新调研信息,以便及时掌握技术发
展的动态,为公司决策提供可靠的参考。
报告范围
本报告的研究范围为信息系统的最新技术发展和应用趋势。
研究方法
本报告采取文献调研、社会调查、实地观察等方法,收集和分析信息
系统相关技术、产品和应用的相关信息,以便获得有关信息系统的最新发
展动态。
研究结果
根据本次调研,信息系统的最新发展趋势可以总结为:
一、技术发展方面
(1)物联网技术的快速发展:物联网技术的快速发展正在推动现代
信息系统的发展,物联网技术已成为信息系统的基础设施,可以有效地实
现信息的传输、存储和控制。
(2)人工智能技术的快速发展:人工智能技术也正在快速提升,可
以实现智能设备的全自动化操作,可以将信息系统的运行更加简单、高效、节能。
(3)大数据技术的快速发展:大数据技术的快速发展也推动了信息
系统的发展,可以大大提高信息系统的可扩展性和灵活性。
二、产品发展方面
(1)智能家居设备:智能家居设备正快速普及。
浅谈信息论及其应用(合集五篇)

浅谈信息论及其应用(合集五篇)第一篇:浅谈信息论及其应用浅谈信息论及其应用摘要本文主要研究了信息论的起源、信息论的分类、信息论研究的主要内容以及信息论在现实生活中的运用,信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息信息熵通信系统数据传输密码学数据压缩等问题的应用数学学科。
主要介绍信息论在数据压缩、密码学、统计及信号处理中的应用。
关键字:信息论数据压缩密码学一、信息论的起源随着社会的发展,科学技术的不断进步,近些年信息论,控制论和系统论被作为一种新的理论方法,在社会科学各个领域中被加以尝试和运用。
信息反馈控制机制稳定性等大量新概念和新名词被人们所接受,并涌进许多传统的社会科学领域这是一场方法论的革命,为社会科学各个领域带来了朝气。
信息论最早是美国研究所(信息论之父)克劳德·申农提出[1],他于1948年10月发表于贝尔系统技术学报上的论文《通信的数学原理》作为现代信息论研究的开端。
二、信息论的定义与分类(一)定义[2]1.申农认为信息论是:通讯的基本问题就是精确地或近似地在一端复现在另一端所挑选的信号。
2.信息论是关于信息的本质和传送规律的科学理论,是研究信息的计量、发送、传递、交换、接收和储存的一门新兴科学。
(二)分类1.狭义信息论:是用统计学的方法研究通讯系统中存在的信息传递和处理的规律的科学。
2.广义信息论:是用数学和其他有关科学的方法研究一切现实系统中存在的信息传递、处理识别和利用的共同规律的科学。
三、信息论研究的基本内容实际通信系统比较复杂,但是任何通信系统都可以抽象为信息源发送机信道接收机收信者,因此,通信过程中信息的定量表示信源和信宿信道和信道容量编码和译码等方面的问题,就构成了信息论的基本内容。
信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息信息熵通信系统数据传输密码学数据压缩等问题的应用数学学科。
信息论将信息的传递作为一种统计现象来考虑,给出了估算通信信道容量的方法。
信息传输和信息压缩是信息论研究中的两大领域这两个方面又由信息传输定理信源信道隔离定理相互联系[3]。
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信息论基础调研报告一.信息论的起源:信息论理论基础的建立,一般来说开始于1948年美国数学家香农在《贝尔系统电话杂志》发表题为“通信的数学理论”的长篇论文。
这篇论文以概率论为工具,深刻阐释了通信工程的一系列基本理论问题,给出了计算信源信息量和信道容量的方法和一般公式,得出了一组表征信息传递重要关系的编码定理,从而创立了信息论。
信息论自诞生到现在不过60多年,在人类科学史上是相当短暂的。
但它的发展对学术界以及人类社会的影响是相当广泛和深刻的。
信息作为一种资源,如何开发、利用、共享,是人们普遍关心的问题。
信息论是研究信息的传输、存储和处理的学科,亦称“信息论”为“通信的数学理论”。
它主要研究在通信系统设计中如何实现信息传输的有效性和可靠性。
因此,信息论与通信技术、统计数学信号处理等密切相关。
二.信息技术的发展:现代信息论其实是从上世纪二十年代奈奎斯特和哈特莱的研究开始的,他们最早开始研究了通信系统传输信息的能力,并且试图度量系统的信道容量。
香农于1940年在普林斯顿高级研究所期间开始思考信息论与有效通信系统的问题。
经过8年的努力,1948年,来自贝尔研究所的Claude Shannon(克劳德·香农)的《通信的数学理论》论文公诸于世,从此宣告了崭新的一门关于信息发面的学科──信息论的诞生。
1949年,香农又在该杂志上发表了另一著名论文《噪声下的通信》。
在这两篇论文中,香农阐明了通信的基本问题,给出了通信系统的模型,提出了信息量的数学表达式,并解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题。
两篇论文成为了信息论的奠基性著作。
这两篇论文一起阐述了现代信息论的基础。
并且香农开始创造性的定义了“信息”。
信息论自从二十世纪四十年代中叶到二十一世纪初期,现已成为一门独立的理论科学,他给出一切传输、存储、处理信息系统的一般理论,并指出,实现有效、可靠地传输和存储信息的途径是走数字化的道路。
这是通信技术领域数字化革命的数学或理论基础。
1946年的计算机和1947年晶体管的诞生和相应技术的发展,是这一革命的物理或物质基础。
信息论是在长期的通信工程实践和理论研究的基础上发展起来的。
20世纪50年代,包括香农在内的一些科学家做了大量的工作,发表了许多重要文章,将香农的科学论断进一步推广,同时信道编码理论有了较大的发展。
20世纪60年代,信道编码技术已经成为信息论的又一重要分支。
它把代数方法引入到纠错码的研究,使分组码技术达到了高峰,找到了可纠正多个错误的码,并提出了可实现的译码方法。
其次是卷积码和概率译码有了重大突破,提出了序列译码和维特比译码方法。
1961年,香农的重要论文“双路通信信道”开拓了多用户信息理论的研究。
到70年代,由于数字计算机的广泛应用,通讯系统的能力也有很大提高,如何更有效地利用和处理信息,成为日益迫切的问题。
人们越来越认识到信息的重要性,认识到信息可以作为与材料和能源一样的资源而加以充分利用和共享。
信息的概念和方法已广泛渗透到各个科学领域,它迫切要求突破申农信息论的狭隘范围,以便使它能成为人类各种活动中所碰到的信息问题的基础理论,从而推动其他许多新兴学科进一步发展。
三.信息论的相关技术的应用:1.信息论在生物学中的应用:生命体本身是一个复杂的信息传递、存储、处理、加工和控制的系统。
理论上说,信息论应该和生物学有着密切关系。
近几十年来,由于生物学的发展非常迅速,人们对生命现象的研究,已经从整体深入到细胞、亚细胞、分子水平和量子水平上,以揭示生命现象的本质。
尤其是遗传信息方面的研究取得了重大进展和成效,从此确立了信息理论在生物学研究方面的重要作用和地位。
特别是20世纪90年代以来,伴随着分子结构测定技术的突破和各种基因组测序计划的展开,生物学数据大量出现,如何分析这些数据,从中获得生物结构、功能的相关信息成为困扰生物学家的一个难题。
生物信息学就是在此背景下发展起来的综合运用生物学、数学、统计学、物理学、化学、信息科学以及计算机科学等诸多学科的理论和方法的崭新和交叉学科。
目前,国际上公认的生物信息学的研究内容大致包括以下几个方面。
(1)生物信息的收集、储存、管理和提供。
(2)基因组序列信息的提取和分析。
(3)功能基因组相关信息分析。
(4)生物大分子结构模拟和药物设计。
(5)生物信息分析的技术与方法研究。
(6)应用与发展研究。
2.信息论在医学中的应用:医学是研究人的生命活动的本质,研究疾病发生发展的规律,研究诊断和防治疾病,恢复和保护人的身体健康的科学。
信息论在医学上的应用,大大促进了医学的现代化。
从信息论的观点看,有机体是不断接收与输出信息,以维持正常的生命活动。
有机体中,信息熵标志着系统组织结构复杂的有序状态,由于新陈代谢的作用,有机体内部有序结构不断遭到破坏,这时熵增加,反之机体不断从外界接收信息——负熵,在机体内合成高度的有序结构,使熵降低。
因此运用信息理论来分析生命系统,可以把生命系统看作是接收信息和传递信息的调节控制系统。
3.信息论在管理科学中的应用:在现代化管理中,信息论已成为与系统论、控制论等相并列的现代科学的主要方法论之一。
信息价值、信息量、信息反馈、信息时效性和真实性,信息处理和传递,以及信息论与信息科学是现代化管理的运动命脉。
实际上,现代化管理与信息已融为一体,并形成一种特殊形态的信息运动形式,即管理系统信息流。
在整个管理世界里,管理信息依据不同的分类方法,可以分为各种不同的类别,而在这繁多的种类中,总的可分为两大形式:管理自然信息和管理社会信息。
管理自然信息指的是:管理系统以时间、效益形式呈现的自身形态、结构、运动过程与主体(主要是管理者)的同样以时间、效益形式呈现的自身形态、结构、运动过程相互作用而在人脑中留下的与该管理系统同态的响应。
管理社会信息指的是:一切经过管理者利用语言、文字、符号、图像等加工过的管理自然信息。
管理方面的知识、情报、指令、告示、法律等等全都属于管理社会信息。
对于任何管理者来说,他将随时都会同时面临着这两种信息,并深刻地影响着自己的管理活动。
由此可见,信息论在企业管理中拥有重要的应用价值和应用前景。
4.信息论在经济学中的应用信息论在经济学领域中有着广泛的渗透,一方面,可以用经济学的观点来研究信息的一般问题,特别是信息的价值问题,另一方面,又可以用信息科学的观点和方法来重新认识和探讨经济活动的规律。
目前,在经济学领域活跃着一门新的学科:信息经济学(Economics of Information)。
截至目前,信息经济学可概括为五大领域。
(1)不完全信息经济学。
(2)信息转换经济学。
(3)信息的经济研究。
(4)信息经济的研究。
(5)信息经济的社会学研究。
5.信息论在网络方面的应用:对于任何形式的通信来说,只有当信息的发送方和接受方都能够理解编码机制的时候压缩数据通信才能够工作。
例如,只有当接受方知道这篇文章需要用英语字符解释的时候这篇文章才有意义。
同样,只有当接受方知道编码方法的时候他才能够理解压缩数据。
一些压缩算法利用了这个特性,在压缩过程中对数据进行加密,例如利用密码加密,以保证只有得到授权的一方才能正确地得到数据。
数据压缩的主要目的是力求用最少的数据表示信源所发出的信号,使信号占用的存储空间尽可能小,以达到提高信息传输速度的目的。
数据压缩在近代信息处理问题中有大量的应用,无论在数据存储或传送中,通过数据压缩不仅可以大大节省资源利用的成本,而且把一些原来无实用意义的技术,如多媒体技术中的一些问题,达到具有实用意义的标准。
数据压缩可分成两种类型,一种叫做无损压缩,另一种叫做有损压缩。
无损压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或者叫做还原,解压缩),重构后的数据与原来的数据完全相同;无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。
一个很常见的例子是磁盘文件的压缩。
根据目前的技术水平,无损压缩算法一般可以把普通文件的数据压缩到原来的1/2~1/4。
无失真的数据压缩方法有很多,主要有两类,一类是基于统计的方法,比如香农一法诺编码、哈夫曼编码和算术码等;还有一类是基于字典的方法.主要代表是Lz77和Lz78,以及改进的LzSS 和Lzw.另外有些算法不属于这两类,如游程编码和ACB方法等.应用哈夫曼算法进行文件的压缩和还原,在标准测试文集上检查其压缩的效率.有损压缩是指使用压缩后的数据进行重构,重构后的数据与原来的数据有所不同,但不影响人对原始资料表达的信息造成误解。
有失真数据压缩的一个主要代表是用于静态图像压缩的JPEG标准。
应用JPEG算法思想进行灰度数字图像的压缩和还原,而JPEG数据压缩算法主要包含了三个相继的步骤:离散余弦变换(DCT)、系数量化和无失真压缩,这三个步骤一起组成了一个强大的压缩算法,它可以把一般的照片压缩到10%仍具有很高的品质.但实际的JPEG压缩步骤还应当包括更多。
同时,在计算机领域也有很多常用压缩标准与软件。
参考文献:1.沈世镒,吴忠华.信息论基础与应用.北京:高等教育出版社 , 2004.072.唐世伟,刘贤梅.信息论.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2008.123.王勇,黄雄华,蔡国永,信息论与编码.北京:清华大学出版社,20134.张珊珊. 信息论的应用[J]. 大众科技, 2011 (7): 45-46.。