Теорія інформації та кодування
Спеціальність: Інформаційно-комунікаційні системи
Код дисципліни: 6.126.02.O.022
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Телекомунікації
Лектор: к.т.н., доцент Бурачок Роман Адамович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна компетентність: Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми в області інформаційних систем та технологій, або в процесі навчання, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, які потребують застосування теорій та методів інформаційних технологій.
загальні компетентності:
КЗ1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
КЗ2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
КЗ3. Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності.
КЗ5. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
КЗ8. Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.
КЗ9. Здатність реалізувати свої права і обов'язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні.
КЗ10. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу та суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.
фахові компетентності:
КС2. Здатність застосовувати стандарти в області інформаційних систем та технологій при розробці функціональних профілів, побудові та інтеграції систем, продуктів, сервісів і елементів інфраструктури організації.
КС4. Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші).
КС5. Здатність оцінювати та враховувати економічні, соціальні, технологічні та екологічні фактори на всіх станах життєвого циклу інфокомунікаційних систем.
КС7. Здатність застосовувати інформаційні технології у ході створення, впровадження та експлуатації системи менеджменту якості та оцінювати витрати на її розроблення та забезпечення.
КС12. Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційно-комунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет).
Результати навчання: - Використовувати базові знання інформатики й сучасних інформаційних систем та технологій, навички програмування, технології безпечної роботи в комп'ютерних мережах, методи створення баз даних та інтернет-ресурсів, технології розроблення алгоритмів і комп’ютерних програм мовами високого рівня із застосуванням об’єктно-орієнтованого програмування для розв’язання задач проектування і використання інформаційних систем та технологій.
- Проводити системний аналіз об’єктів проектування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів передачі інформації в інформаційних системах та технологіях.
- Аргументувати вибір програмних та технічних засобів для створення інформаційних систем та технологій на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи і експлуатаційних умов; мати навички налагодження та тестування програмних і технічних засобів інформаційних систем та технологій.
- Уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською та іноземною (англійською) мовами.
- Здатність до використання різноманітних методів сучасних інформаційних технологій для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
- Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення.
- Здатність усвідомлювати необхідність навчання з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
- Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни
1. Дискретна математика
2. Схемотехніка інформаційних систем
3. Основи інформаційних технологій
Супутні і наступні навчальні дисципліни
1. Вбудовані системи
2. Архітектура інформаційно-комунікаційних систем
3. Захист даних в інформаційно-комунікаційних системах.
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна присвячена вивченню основних технологій та методів кодування інформації при її опрацюванні в окремих підсистемах ІС, з використанням базових засад теорії інформації.
Опис: - Вступ. Кодування інформації. Основні поняття та визначення.
- Класифікація кодів. Загальна класифікація кодів. Класифікація двійкових кодів. Основні характеристики (параметри) кодів.
- Ненадлишкові коди. Прості рівномірні коди. Двійково-десяткові коди. Рефлексні (віддзеркалені) коди. Нерівномірні ненадлишкові коди. Статистичне кодування. Код Шенона-Фано. Побудова кодів Шеннона-Фано.
- Надлишкові коди, що виявляють та виправляють помилки. Коректуючі властивості коду і кодова відстань. Виявлення помилок. Виправлення помилок. Одночасне виправлення та виявлення помилок. Принципи побудови систематичних кодів. Методи виправлення помилок систематичними кодами. Основні типи систематичних кодів. Код з однією перевіркою на парність. Код з простим повтором. Кореляційний код (код з подвоєнням елементів, манчестерський код). Інверсний код (код Бауера).
- Коди Хемінга. Досконалий код Хемінга. Розширений код Хемінга. Вкорочений код Лемінга. Вагова характеристика. Імовірність невиявленої помилки. Код Голея. Коди Ріда-Маллера (РМ-коди). Ітеративні коди.
- Несистематичні коди. Коди Бергера. Коди Бергера для асиметричних каналів. Коди Бергера для симетричних каналів.
- Блочні неподільні коди. Коди з постійною вагою. Коди Плоткіна (Адамара, Уолша) та Їх використання в системі коміркового зв’язку стандарту CDMA.
- Циклічні коди. Принципи побудови циклічних кодів. Арифметичні операції над поліномами. Перший спосіб кодування. Другий спосіб кодування. Циклічні коди у матричній формі. Вкорочені циклічні коди.
- Вибір породжуючого полінома. Обернені поліноми. Виявлення та виправлення помилок (корекція помилок) циклічними кодами. Циклічні коди Хемінга. Коди Боуза-Чоудхурі-Хоквінгема (БЧХ - коди). Код Файра. Компаундні коди.
- Оцінка і вибір кодів. Імовірність помилки при передачі інформації надлишковими кодами по каналах з незалежними помилками. Імовірність помилки при передачі інформації по каналах зв’язку з пакетним розподілом помилок. Основні методи підвищення достовірності передачі інформації надлишковими кодами. Рекомендації по вибору кодів.
Методи та критерії оцінювання: Тестування за пройденими темами (у віртуальному навчальному середовищі).
Захист лабораторних робіт у вигляді опитування за оформленими звітами.
Екзаменаційний контроль (письмова компонента – розширені відповіді на запитання та розв’язок задач, усна компонента – опитування за переліком питань, які підлягають вивченню і виносяться на семестровий контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: Проміжний контроль (у вигляді тестування за пройденими темами) – 10 балів.
Виконання та захист лабораторних робіт – 20 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення
1. Конспект лекцій з дисципліни "Системи передавання інформації".
2. Конспект лекцій "Методи кодування інформації".
3. Лабораторний практикум з дисципліни "Системи передавання інформації".
4. Лабораторний практикум "Методи кодування інформації".
5. Електронний навчально-методичний комплекс з дисципліни "Методи кодування інформації".
Рекомендована література
1. Р. А. Бурачок, М. М. Климаш, Б. В. Коваль. Телекомунікаційні системи передавання інформації. Методи кодування. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015.
2. Кузьмин И. В., Ключко В. И., Литвин В. А. Кодирование и декодирование в информационных системах. – К.: Выща Школа, 1985.
3. Цымбал В. П. Теория информации и кодирование. – К.: Выща Школа, 1992.
4. Кузьмин И. В., Кедрус В. А. Основы теории информации и кодирования: Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа, Головное изд-во 1986.
5. Цымбал В. П. Задачник по теории информации и кодированию. – К.: Вища школа, 1976.
6. Кодирование информации (двоичные коды). Справочник / под ред. Березюк Н. Т., Андрущенко А. Г., Мощицкий С. С. и др. – Харьков, Издательство при Харьковском государственном университете издательского объединения „Выща школа”, 1978.
7. Кларк Д., Кейн Д. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. – М.: Радио и связь, 1987.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).