Detail předmětu

Teorie informace a kódování

FSI-VTI-KAk. rok: 2016/2017

Kurz je zaměřen na základní pojmy teorie informace (zpráva, množství informace, jednotka informace, entropie, přenos informace, diskrétní a spojité kanály) a signálů (zpracování signálů, modulace). Dále kurz zahrnuje základní přehled metod kódování v oblastech: čárových kódů, kompresních kódů, protichybových kódů a kryptografie. V závěru kurzu jsou prezentovány moderní trendy v oblasti kódování (kvantové opravné kódy, kvantová kryptografie).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Získané znalosti umožní hlubší pochopení diskutovaných principů ICT.

Prerekvizity

Základní znalosti matematiky

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Aktivní účast a zvládnutí zadaného problému v požadované kvalitě.

Osnovy výuky

1. Základní pojmy z teorie systémů
2. Základní pojmy z teorie informace (zpráva, vztah mezi informací,
entropií, pravděpodobností, energií a hmotou, atd.)
3. Přenos informace (diskrétní a spojité kanály)
4. Kódy a kódování (rozdělení kódů, principy snížení chybovosti
dat, geometrická representace kódů)
5. Isokódy, inversní kód.
6. Hammingovy a cyklické kódy.
7. Spojité kódy.
8. Zabezpečení dat v počítačové síti.
9. Signály používané pro přenos dat.
10. Metody utajení informace.

Učební cíle

Pochopení vybraných běžně užívaných metod kódování, které jsou součástí kompresních programů, bezpečnostních protokolů, registračních systémů, či síťových komunikačních protokolů. Pochopení pojmu signál, přenos signálu, entropie a informace.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Zameškaná cvičení lze nahradit odevzdáním zadané práce

Základní literatura

Lubbe J.C.A.: Information Theory, Cambridge University Press, 1997
SIMMOND A.: Data Communication and Transmission Principles, , 0
TERRELL T.J.,SHARK K.L.: Digital Signal Processing, , 0
USHER M.J.,GUY C.G,: Information and Communication for Engineers, , 0

Doporučená literatura

Lubbe J.C.A.: Information Theory, Cambridge University Press, 1997
Ošmera P.: Informační systémy, , 0
Ošmera P.: Mikroprocesorová technika a informační systémy, , 0
Přibyl J.,Kodl J.: Ochrana dat v informatice, , 0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-K magisterský navazující

    obor M-AIŘ , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B3S-K bakalářský

    obor B-AIŘ , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace

17 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.

Osnova

1. Základní pojmy z teorie informace 1/2 (informace, entropie, vzájemná informace).
2. Základní pojmy z teorie informace 2/2 (kapacita kanálu, Shannon's theorem).
3. Přenos informace (model diskrétního kanálu).
4. Kódy a kódování (rozdělení kódů, principy).
5. Čárové a RFID kódy.
6. Minimální kódy I. (prefixové, Huffmanovy, LZW, RLC).
7. Minimální kódy II. (BW transformace, aritmetické kódování).
8. Samoopravné kódy I. (základní paritní kódy).
9. Samoopravné kódy II. (Hammingovy, CRC, RS kódy).
10. Kryptografie I. (historické šifry a jejich analýza, steganografie).
11. Kryptografie II. (symetrická a asymetrická kryptografie, digitální podpis)
12. Kryptografie III. (historické a moderní metody, digitální podpis).
13. Moderní trendy v teorii kódů (kvantové opravné kódy, kvantová kryptografie).