Detail předmětu

Teorie informace a kódování

FSI-VTI-KAk. rok: 2022/2023

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

4

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.

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 N-AIŘ-K magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

17 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Šoustek, Ph.D.
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).

Konzultace

35 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.

Osnova

Cvičení s počítačovou podporou koresponduje s obsahem přednášek. Cílem cvičení je studenty seznámit s praktickou částí předmětu především prostřednictvím systému Matlab/Simulink. Tématicky lze cvičení rozdělit na následující bloky:
a) Přenosová rychlost, kapacita kanálu, redundance zdrojové abecedy.
b) Signál, jeho parametry a modulace.
c) Čárové kódy.
d) Minimální kódy.
e) Samoopravné kódy.
f) Kryptografie.