信息理论与编码-期末试卷A及答案
信息论与编码题库及答案
信息论与编码题库及答案信息论是一门关于信息传输和处理的学科，主要研究信息的传输、存储与处理，以及在信息传输过程中可能产生的各种噪声和干扰。
信息论在近年来得到了广泛的应用，尤其在计算机科学、通信工程、数据处理以及加密技术等领域中得到了广泛应用。
作为信息处理学科的一个分支，编码学是信息论中重要的研究领域之一，主要研究在信息传输的过程中如何将信息进行编码，并在保证高可靠性的同时减少信息传输的开销。
现代编码学研究所涉及到的内容非常广泛，包括错误检测、纠正编码、信息压缩以及密码学等领域。
为了帮助广大信息与通信工程学习者更好地掌握编码理论及其应用，以下总结了一些编码学的题库及答案，供大家参考。
一、错误检测编码1. 什么是奇偶校验码？答：奇偶校验码是一种简单的错误检测编码方式，它采用了消息的一位奇偶性作为编码方式。
具体而言，对于一组位数固定的二进制数，在其中加入一个附加位，使得这组数的位数为偶数。
然后将这些二进制数按照某种规则排列，例如相邻的两位组成一组，计算每组中1的个数。
如果某组中1的个数是偶数，则附加位赋值为0，否则为1。
这样，如果在传输的过程中数据出现了单一位的错误，则会被检测出来。
2. 什么是海明编码？答：海明编码是一种通过添加校验位来实现错误检测和纠正的编码方式。
在海明编码中，校验位的数目为2的k次幂个，其中k 表示数据位中最大1的位置数。
具体而言，将原始信息看作一组二进制数，再将这些数按照某种规则排列，然后按照一定的算法计算出每个校验位的值，并将这些值添加到原始信息中。
在传输的过程中，如果发现了错误的位，则可以通过一系列错误检测和纠正的操作来确定和修复出错的信息位。
二、信息压缩编码1. 什么是霍夫曼编码？答：霍夫曼编码是一种基于无损数据压缩的编码方式，它的特点是可以将原始信息中出现最频繁的字符用最短的二进制码来表示，同时将出现次数较少的字符用较长的二进制码来表示。
具体来说，霍夫曼编码首先对原始信息中的字符进行统计，确定每个字符出现的频率。
信息理论与编码-期末试卷A及答案
题号 一 二 三 四 总分 统分人 题分 35 10 23 32 100得分 一、填空题（每空1分，共35分） 得分| |阅卷人|1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和1234 0.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是 ，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ； 二、 。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0100010000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
11、信源编码的概率匹配原则是：概率大的信源符号用 ，概率小的信源符号用 。
（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字101111101、011111101、100111001之间的最小汉明距离为 。
信息论与编码理论1(A卷答案)
2012-2013 (2) 信息论与编码理论1 A 卷答案一、 单项选择题（每题3分，总计15分） 1．当底为e 时，平均互信息的单位为（ C ）。
A 奈特B 哈特C 奈特/符号D 哈特/符号 2．下列量当Y X ,交换位置时（ C ）没有对称性。
A );(Y X IB ),(Y X HC )|(Y X HD )|,(Z Y X I3．下列（ A ）陈述是错误的。
A 算术编码不需要知道信源的分布B LZ 编码不需要知道信源的分布C 游程编码不需要知道信源的分布D KY 编码不需要知道信源的分布 4．下列数组中（ A ）不满足两个字母上的Kraft 不等式。
A (1，2，1)B (2,2)C (1,2,3)D （3，3，3） 5．下列译码法则中（ A ）一定是错误概率最小的。
A 最大后验概率译码准则B 最大似然译码准则C 最小距离译码准则D 最大先验概率译码准则 二、填空题（每空2分，总计12分）1．若某离散信道转移概率矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡125.0125.05.025.0125.0125.025.05.0，则其信道容量为43log 352-比特/符号。
2．若一个信道的输入熵为8.1)(=X H 比特/符号，输出熵为2.2)(=Y H 比特/符号，6.0);(=Y X I 比特/符号，则=),(Y X H __3.4比特/符号__，疑义度为1.2比特/符号_。
3．平均互信息对信源概率分布是上凸函数，对信道的状态转移概率分布是下凸函数。
4．对信源U 任一个D 元唯一可译码的平均码长必大于等于DU H log )(。
三、计算题（73分）1）（15分）设随机变量Y X ,的联合概率分布如下：Y X Z ⊕=，⊕为模2加。
分别求);(),|(),(),(Z X I Y X H Y H X H 。
解: X 的分布率为则1)(=X H 比特/符号..3分Y 的分布率为则3log 432)(2-=Y H =0.811比特/符号. …………………………………………………..……..6分)0()0,0()0|0(======Y P Y X p Y X p =1,)1()1,0()1|0(======Y P Y X p Y X p =31)0()0,1()0|1(======Y P Y X p Y X p =0,)1()1,1()1|1(======Y P Y X p Y X p = 32)1|0(log )1,0()0|0(log )0,0()|(22p p p p Y X H --=)1|1(log )1,1()0|1(log )0,1(22p p p p --=32log 210log 031log 411log 412222----=213log 432-=0.688比特/符号. ……………..10分)0()0,0()0|0(======Z P Z X p Z X p =31,)1()1,0()1|0(======Z P Z X p Z X p =1 )0()0,1()0|1(======Z P Z X p Z X p =32,)1()1,1()1|1(======Z P Z X p Z X p =0则)1()1|1(log )1,1()1()0|1(log )0,1()0()1|0(log )1,0()0()0|0(log )0,0();(2222=+=+=+==X p p p X p p p X p p p X p p p Z X I =210log 02132log 41211log 412131log 412222+++=9log 4112-=0.2075比特/符号. …………………..15分2）（22分）若离散无记忆信源的概率分布为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3.01.04.005.005.01.0654321a a a a a a U① 分别构造二元，三元Huffman 编码（要求码长方差最小，但不需求出），Shannon 编码，Fano编码，Shannon-Fano-Elias 编码。
计算机科学技术：信息论与编码真题
计算机科学技术：信息论与编码真题1、判断题（江南博哥）狭义的信道编码既是指：信道的检、纠错编码。
答案：对2、填空题信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大道传输消息所需的信息率（）。
答案：也越小3、填空题互信息I（X；Y）与信息熵H（Y）的关系为：I（X；Y）（）（大于、小于或者等于）H（Y）。
答案：小于4、判断题互信息量I（X；Y）表示收到Y后仍对信源X的不确定度。
答案：对5、填空题线性分组码是同时具有（）的纠错码。
答案：分组特性和线性特性6、填空题连续信源或模拟信号的信源编码的理论基础是（）。
答案：限失真信源编码定理7、填空题设有一个离散无记忆平稳信道，其信道容量为C，只要待传送的信息传输率R（）C（大于、小于或者等于），则存在一种编码，当输入序列长度n 足够大，使译码错误概率任意小。
答案：小于8、名词解释香农信息答案：信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。
9、名词解释码距答案：两个等长码字之间对应码元不相同的数目，称为码距10、单选一珍珠养殖场收获240颗外观及重量完全相同的特大珍珠，但不幸被人用外观相同但重量仅有微小差异的假珠换掉1颗。
一人随手取出3颗，经测量恰好找出了假珠，不巧假珠又滑落进去，那人找了许久却未找到，但另一人说他用天平最多6次能找出，结果确是如此，这一事件给出的信息量（）。
A.0bitB.log6bitC.6bitD.log240bit答案：A11、填空题平均失真度的下限取0的条件是失真矩阵的（）。
答案：每一行至少有一个零元素12、判断题信源编码是提高通信有效性为目的的编码。
答案：对13、判断题最大信息传输速率，即：选择某一信源的概率分布（p（xi）），使信道所能传送的信息率的最大值。
答案：错14、填空题一般情况下，信源编码可以分为（）、（）和（）。
答案：离散信源编码;连续信源编码;相关信源编码15、判断题游程序列的熵（“0”游程序列的熵与“1”游程序列的熵的和）大于等于原二元序列的熵。
信息论与编码考题标准答案
信 息 论 与 编 码 考题与标准答案第一题 选择题1．信息是（ b ）a. 是事物运动状态或存在方式的描述b.是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述c.消息、文字、图象d.信号 2．下列表达式哪一个是正确的（e ）a. H (X /Y )=H (Y /X )b. )();(0Y H Y X I <≤c.)/()(),(X Y H X H Y X I -=d. )()/(Y H Y X H ≤e. H (XY )=H (X )+H (Y /X )3．离散信源序列长度为L ，其序列熵可以表示为（ b ）a. )()(1X LH X H =b.c. ∑==Ll lXH X H 1)()(d. )()(X H X H L =4.若代表信源的N 维随机变量的取值被限制在一定的范围之内，则连续信源为（ c ），具有最大熵。
a. 指数分布b. 正态分布c. 均匀分布d. 泊松分布 5．对于平均互信息);(Y X I ，下列说法正确的是（ b ）a. 当)(i x p 一定时，是信道传递概率)(i j x y p 的上凸函数，存在极大值b. 当)(i x p 一定时，是信道传递概率)(i j x y p 的下凸函数，存在极小值c.当)(i j x y p 一定时，是先验概率)(i x p 的上凸函数，存在极小值d.当)(i j x y p 一定时，是先验概率)(i x p 的下凸函数，存在极小值 6．当信道输入呈（ c ）分布时，强对称离散信道能够传输最大的平均信息量，即达到信道容量 a. 均匀分布 b. 固定分布 c. 等概率分布 d. 正态分布7.当信道为高斯加性连续信道时，可以通过以下哪些方法提高抗干扰性（b d ） a. 减小带宽 b. 增大发射功率 c. 减小发射功率 d.增加带宽第二题 设信源 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡6.04.0)(21x x X p X 通过一干扰信道，接收符号为Y={y 1,y 2}，信道传递矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡43416165 求：(1) 信源 X 中事件 x 1 和 x 2 分别含有的自信息量。
信息理论与编码
1、单选题下列不属于消息的是( ）。
2分文字信号图像语言标准答案： B2、单选题设有一个无记忆信源发出符号A和B，已知[如图1]，发出二重符号序列消息的信源，无记忆信源熵[如图2]为( ）。
2分图1图20.81bit/二重符号1.62bit/二重符号0.93 bit/二重符号1.86 bit/二重符号标准答案： B3、单选题同时扔两个正常的骰子,即各面呈现的概率都是1/6,若点数之和为12，则得到的自信息为( ）。
2分－log36bitlog36bit－log（11/36）bitlog（11/36)bit标准答案： B4、单选题二进制通信系统使用符号0和1，由于存在失真，传输时会产生误码，用符号表示下列事件，x0: 发出一个0 、x1: 发出一个1、y0 ：收到一个0、y1：收到一个1 ，则已知收到的符号，被告知发出的符号能得到的信息量是( ）。
2分H（X/Y)H(Y/X)H（X，Y)H(XY）标准答案： A5、单选题一个随即变量x的概率密度函数P（x）= x /2,[如图1]，则信源的相对熵为( ）。
2分图10.5bit0.72bit1bit1.44bit标准答案： C6、单选题下面哪一项不属于熵的性质：( ）。
2分非负性完备性对称性确定性标准答案： B7、单选题根据树图法构成规则，( ）。
2分在树根上安排码字在树枝上安排码字在中间节点上安排码字在终端节点上安排码字标准答案： D8、单选题下列组合中不属于即时码的是( ）。
2分｛0，01,011}｛0，10，110｝｛00，10，11}｛1,01，00}标准答案： A9、单选题已知某（6,3）线性分组码的生成矩阵[如图1]，则不用计算就可判断出下列码中不是该码集里的码是( ）。
2分图1000000110001011101111111标准答案： D10、单选题下列保密编码中属于现代密码体制的是( ）2分凯撒密码Vigenere密码韦维纳姆密码DES加密算法标准答案： D11、单选题1948年，美国数学家( ）发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论与编码试卷及答案
信息论与编码试卷及答案⼀、概念简答题（每题5分，共40分）1.什么是平均⾃信息量与平均互信息，⽐较⼀下这两个概念的异同？2.简述最⼤离散熵定理。
对于⼀个有m个符号的离散信源，其最⼤熵是多少？3.解释信息传输率、信道容量、最佳输⼊分布的概念，说明平均互信息与信源的概率分布、信道的传递概率间分别是什么关系？4.对于⼀个⼀般的通信系统，试给出其系统模型框图，并结合此图，解释数据处理定理。
5.写出⾹农公式，并说明其物理意义。
当信道带宽为5000Hz，信噪⽐为30dB时求信道容量。
6.解释⽆失真变长信源编码定理。
7.解释有噪信道编码定理。
8.什么是保真度准则？对⼆元信源，其失真矩阵，求a>0时率失真函数的和？⼆、综合题（每题10分，共60分）1.⿊⽩⽓象传真图的消息只有⿊⾊和⽩⾊两种，求：1）⿊⾊出现的概率为0.3，⽩⾊出现的概率为0.7。
给出这个只有两个符号的信源X的数学模型。
假设图上⿊⽩消息出现前后没有关联，求熵；2）假设⿊⽩消息出现前后有关联，其依赖关系为：，，，，求其熵；2.⼆元对称信道如图。
；1）若，，求和；2）求该信道的信道容量和最佳输⼊分布。
3.信源空间为，试分别构造⼆元和三元霍夫曼码，计算其平均码长和编码效率。
4.设有⼀离散信道，其信道传递矩阵为，并设，试分别按最⼩错误概率准则与最⼤似然译码准则确定译码规则，并计算相应的平均错误概率。
5.已知⼀（8，5）线性分组码的⽣成矩阵为。
求：1）输⼊为全00011和10100时该码的码字；2）最⼩码距。
6.设某⼀信号的信息传输率为5.6kbit/s，在带宽为4kHz的⾼斯信道中传输，噪声功率谱NO=5×10－6mw/Hz。
试求：（1）⽆差错传输需要的最⼩输⼊功率是多少？（2）此时输⼊信号的最⼤连续熵是多少？写出对应的输⼊概率密度函数的形式。
⼀、概念简答题（每题5分，共40分）1.答：平均⾃信息为表⽰信源的平均不确定度，也表⽰平均每个信源消息所提供的信息量。
信息理论与编码-期末试卷A及答案
一、填空题（每空1分，共35分）1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和12340.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是 ，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ；二、 。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡010001000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
11、信源编码的概率匹配原则是：概率大的信源符号用 ，概率小的信源符号用 。
（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字1、0、1之间的最小汉明距离为 。
16、对于密码系统安全性的评价，通常分为 和 两种标准。
17、单密钥体制是指 。
18、现代数据加密体制主要分为 和 两种体制。
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一、填空题（每空1分，共35分） 1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。
信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。
2、信号是 的载体，消息是 的载体。
3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。
4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和12340.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。
5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是，二是 。
6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。
7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。
8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ； 二、。
9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡010001000001100，则该信道的信道容量C=__________。
10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。
12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。
13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。
14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。
15、码字101111101、011111101、100111001之间的最小汉明距离为 。
16、对于密码系统安全性的评价，通常分为 和 两种标准。
17、单密钥体制是指 。
18、现代数据加密体制主要分为 和 两种体制。
19、评价密码体制安全性有不同的途径，包括无条件安全性、 和 。
20、时间戳根据产生方式的不同分为两类：即 和 。
二、选择题（每小题1分，共10分）1、下列不属于消息的是（ ）。
A. 文字 B. 信号 C. 图像 D. 语言2、设有一个无记忆信源发出符号A 和B ，已知4341)(,)(==B p A p ，发出二重符号序列消息的信源，无记忆信源熵)(2X H 为（ ）。
A. 0.81bit/二重符号B. 1.62bit/二重符号C. 0.93 bit/二重符号 D . 1.86 bit/二重符号信息论与编码3、 同时扔两个正常的骰子，即各面呈现的概率都是1/6，若点数之和为12，则得到的自信息为（ ）。
A. －log36bitB. log36bitC. －log (11/36)bitD. log (11/36)bit4、 二进制通信系统使用符号0和1，由于存在失真，传输时会产生误码，用符号表示下列事件，x0: 发出一个0 、 x1: 发出一个1、 y0 : 收到一个0、 y1: 收到一个1 ，则已知收到的符号，被告知发出的符号能得到的信息量是（ ）。
A. H(X/Y)B. H(Y/X)C. H( X, Y)D. H(XY)5、一个随即变量x 的概率密度函数P(x)= x /2，V 20≤≤x ，则信源的相对熵为（ ）。
A . 0.5bit B. 0.72bit C. 1bit D. 1.44bit6、 下面哪一项不属于熵的性质：（ ）A ．非负性B ．完备性C ．对称性D ．确定性 7、根据树图法构成规则，（ ）A ．在树根上安排码字B ．在树枝上安排码字C ．在中间节点上安排码字D ．在终端节点上安排码字8、下列组合中不属于即时码的是（ ）。
A. { 0，01，011}B. {0，10，110}C. {00，10，11}D. {1，01，00}9、 已知某（6，3）线性分组码的生成矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=011101110001111010G ，则不用计算就可判断出下列码中不是该码集里的码是（ ）。
A. 000000B. 110001C. 011101D. 11111110、下列保密编码中属于现代密码体制的是（ ）A. 凯撒密码B. Vigenere 密码C. 韦维纳姆密码D. DES 加密算法三、简答题（四小题，共23分）1、请简述现代密码系统应当满足的条件。
(4分)2、请简述连续信源最大熵定理的主要内容。
（6分）3、请解释最小错误概率译码准则，最大似然译码准则和最小距离译码准则的含义，并说明三者的关系。
（5分）答：信息论与编码4、已知密钥为yes，请利用多表代换密码中的Vigenere（维吉尼亚）密码原理分别对下列明文和密文进行编码和译码。
明文：A Mathematical Theory of Communication；密文：G ee y hgaxgp (需给出码表或编译码过程，8分)四、计算题（四小题，共32分）1、居住在某地区的女孩中有25%是大学生，在女大学生中有75%是身高1.6米以上的，而女孩中身高1.6米以上的占总数的一半。
假如我们得知“身高1.6米以上的某女孩是大学生”的消息，问获得多少信息量？（5分）2、设离散符号信源为121/43/4x xXP⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，试求：（1）信源的熵、熵的相对效率以及剩余度；（2）求二次扩展信源的概率空间及其信源熵。
(10分)3、已知6符号离散信源的出现概率为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡321321161814121654321aaaaaa，试写出Huffman编码的码字并求其平均码长。
（7分）信息论与编码4、已知一个(5, 3)线性分组码C的生成矩阵为：11001 G0110100111⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,（1）求系统生成矩阵及校验矩阵；（2）列出C的信息位与系统码字的映射关系；（3）求收到r=11101时的译码步骤与译码结果。
(10分)2015-2016年第2学期《信息论与编码》期末考试A卷参考答案一、填空题（每空1分，共35分）1、香农、香农信息论；2、消息、信息；3、1、15/8；4、7/4、9/4；5、信源符号间的相关性、信源符号的统计不均匀性；6、I(X;Y)=H(X)+H(Y)-H(XY)；7、无记忆；8、某一时刻信源符号的输出只与此时刻信源状态有关，与之前的状态和输出符号无关；信源在t时刻的状态由当前输出符号及t-1时刻信源的状态唯一确定；9、2bit/符号；10、无失真信源编码和限失真信源编码; 11、短码、长码；12、有效性、可靠性；13、前向纠错、反馈重发；14、3、1；15、2；16、理论保密性、实际保密性；17、在加密和解密过程中，加、解密密钥相同或从一个容易得出另一个的密码体制；18、公钥体制、私钥体制；填单钥体制、双钥体制）或（对称加密体制、非对称加密体制）也可；19、计算安全性、可证明安全性；20、自建时间戳、具有法律效力的时间戳二、选择题（每小题1分，共10分）B B B AC BD A D D三、简答题（四小题，共23分）1、请简述现代密码系统应当满足的条件。
(4分)答：一个安全的现代密码系统应当满足以下几点要求：(每小点1分)（1）系统即使达不到理论上不可破译，也应当是实际上不可破译的。
（2）系统的保密性不依赖于对加密、解密算法和系统的保密，而仅仅依赖于密钥的保密性。
、（3）加密、解密算法适用于所有密钥空间的元素。
（4）加密、解密运算简单快捷，易于实现。
2、请简述连续信源最大熵定理的主要内容。
（6分）答：连续信源最大熵定理主要内容如下：（每小点2分）（1）峰值功率受限条件下信源的最大熵定理：若某信源输出信号的峰值功率受限，即信号的取值被限定在某一有限范围（假设为[a,b]）内，则在限定的范围内，当输出信号概率密度分布为均匀分布时，该信源具有最大熵，且为log()b a-。
（2）平均功率受限条件下信源的最大熵定理：若某信源输出信号的平均功率和均值被限定，则当其输出信号幅度的概率密度函数是高斯分布时，该信源达到最大熵值，且最大熵值为12log2ePπ。
（3）均值受限条件下信源的最大熵定理：若某连续信源X输出非负信号的均值被限定，则其输出信号幅度为指数分布时，信源X具有最大熵，且其值为log2em。
3、请解释最小错误概率译码准则，最大似然译码准则和最小距离译码准则的含义，并说明三者的关系。
（5分）答：最小错误概率译码准则下，将接收序列译为后验概率最大时所对应的码字（1分）。
最大似然译码准则下，将接收序列译为信道传递概率最大时所对应的码字。
(1分) 最小距离译码准则下，将接收序列译为与其距离最小的码字。
（1分）三者关系为：输入为等概率分布时，最大似然译码准则等效于最小错误概率译码准则。
（1分）在二元对称无记忆信道中，最小距离译码准则等效于最大似然译码准则。
（1分）4、已知密钥为yes，请利用多表代换密码中的Vigenere（维吉尼亚）密码原理分别对下列明文和密文进行编码和译码。
明文：A Mathematical Theory of Communication；密文：G ee y hgaxgp (需给出码表或编译码过程，8分)答：我们已知26个字母的排列如下表根据提供的明文，可以得出密文YQSRLWKELGGSJXZCSJWSXASEKYFGGSRMGL,编码过程如下表所示（5分）N1Y2根据提供的密文，可以得出译码后的明文为:I AM A DOCTOR 。
译码过程如下表所示：(3分)P1Y2R1四、计算题（四小题，共32分）1、居住在某地区的女孩中有25%是大学生，在女大学生中有75%是身高1.6米以上的，而女孩中身高1.6米以上的占总数的一半。
假如我们得知“身高1.6米以上的某女孩是大学生”的消息，问获得多少信息量？（5分）解：设A 表示“大学生”这一事件，B 表示“身高1.60以上”这一事件，则 P(A)=0.25 p(B)=0.5 p(B|A)=0.75 （2分）故 p(A|B)=p(AB)/p(B)=p(A)p(B|A)/p(B)=0.75*0.25/0.5=0.375 （2分）I(A|B)=-log0.375=1.42bit （1分）（2）求二次扩展信源的概率空间及其信源熵。
（10分）解：（1）22max 2()1/4log 43/4log (4/3)0.811/()/()()/log 2()81.1% 11()18.9%H X bit H X H X H X H X R H X ηη=+======-=-=符号，（4分）（2）二次扩展信源的概率空间为：（3分）22222()1/16log 163/16log (16/3)3/16log (16/3)9/16log (16/9)2() 1.622/H XX H X bit =+++==符号（3分） 3、已知6符号离散信源的出现概率为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡321321161814121654321a a a a a a ，试写出Huffman 编码的码字并计算平均码长。