到達目標
情報理論に関する基礎知識を取得させ、将来、情報通信関係の勉強や研究でその知識を活かせること
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 情報通信を行うときに情報の量、暗号化などについて問題なく検討できる | 情報通信を行うときに情報の量、暗号化などについてだいたい検討できる | 情報通信を行うときに情報の量、暗号化などについて検討できない |
| 評価項目2 | 様々な暗号化を利用できる | 様々な暗号化をだいたい利用できる | 様々な暗号化を利用できない |
| 評価項目3 | 誤り検出のために必要な方法を選べられる。 | 誤り検出のために必要な方法をだいたい選べられる。 | 誤り検出のために必要な方法を選べられない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
情報理論に関する基礎知識を取得させ、情報量、エントロピー、情報源、符号化・復号化、情報通信路、誤り検出・訂正、様々な符号などを学習する。そして、通信や情報ネットワーク上でこれらの活用について学ぶ。
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学修として演習問題やレポート、オンラインテストを実施します。
授業の進め方・方法:
1.分かりやすい教科書やスライドの利用
2.演習問題、宿題を与え、理解度の確認
3.学んだ内容の復習や到達度を確認するため試験、発表会などの実施
注意点:
オフィスアワー:
(i)木曜日9:00～10:00 (ii)平日14:00～16:00
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
情報のモデル化、情報の発生、表現、伝送 |
情報のモデルについて説明できる
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| 2週 |
情報量、エントロピー、エントロピーの最大・最小値、結語エントロピー |
情報量やエントロピーについて説明できる、生起確率からエントロピーの計算できる
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| 3週 |
情報源、無記憶情報源、シンボル、マルコフ情報源 |
無記憶情報源、マルコフ情報源について説明できる、各シンボルの生起確率からこれらのエントロピーを計算できる
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| 4週 |
状態遷移、遷移確率、状態遷移表や図、状態分布、遷移確率行列 |
状態とシンボルの生起確率から状態遷移表・図を作成できる、遷移確率行列について説明できる
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| 5週 |
状態の分類、同値類、定常分布 |
様々な状態について説明できる、状態遷移図や表から同値類を見つけることができる
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| 6週 |
確率フロー、時間平均分布、英文の近似 |
状態遷移図からマルコフ情報源の定常分布、時間平均分布の計算できる、定常分布を確率フローを用いて説明できる
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| 7週 |
情報源符号化、符号アルファベット、符号語、ブロック符号、一意に復号可能な符号、瞬時に復号可能な符号 |
符号化について説明できる、符号語から符号の種類を判別できる
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
クラフト不等式、マクミラン不等式、平均符号長、 |
クラフト不等式、マクミラン不等式を説明できる、生起確率から平均符号長を計算できる
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| 10週 |
符号の効率、コンパクト符号化、
モールス符号、シャノン符号
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生起確率から符号の効率を計算できる、英文の単語をモールス符号に変換できる、生起確率からシャノン符号の符号語を作成する
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| 11週 |
ファノ符号、ハフマン符号
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ファノ符号、ハフマン符号について説明できる、生起確率からこれらの符号の符号を作成できる
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| 12週 |
通信路、2元対称通信路、通信路行列、通信路符号化、受信シンボルの判定 |
通信路や2元対称通信路について説明できる、最大最尤度判定規則を作成できる
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| 13週 |
平均誤まり率、ハミング距離や重み、誤り検出線形符号、シンドローム |
通信路の符号化や誤りについて説明できる、平均誤り率から必要なハミング距離の計算できる
線形符号を利用できる
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| 14週 |
パリティ検査符号、ハミング符号、巡回符号 |
パリティ符号、ハミング符号、巡回符号について説明できる、それらを利用できる
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
復習発表会、課題提出 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 情報数学・情報理論 | 離散数学に関する知識をアルゴリズムの設計、解析に利用することができる。 | 4 | |
| コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。 | 4 | |
| 情報量の概念・定義を理解し、実際に計算することができる。 | 4 | |
| 情報源のモデルと情報源符号化について説明できる。 | 4 | |
| 通信路のモデルと通信路符号化について説明できる。 | 4 | |
| その他の学習内容 | 基本的な暗号化技術について説明できる。 | 4 | |
| 基本的なアクセス制御技術について説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表・宿題等 | 課題・態度 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 20 | 20 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 専門的能力 | 40 | 20 | 10 | 0 | 0 | 0 | 70 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |