到達目標
1. 各種情報量の意味を理解し，与えられた確率分布にしたがって情報量の計算ができる。
2. 情報源符号化における平均符号語長の下限について理解する。
3. 与えられた確率分布にしたがって，ハフマン符号が構成できる。
【教育目標】D
【教育目標 】
【学習・教育到達目標 】ー
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 | 各種情報量の定義および意味を理解し，与えられた確率分布にしたがって情報量を計算できる。 | 教科書などの文献を参照しながら，与えられた確率分布にしたがって情報量を計算することができる。 | 与えられた確率分布にしたがって，情報量を計算することができない。 |
| 評価項目2 | 情報源符号化における平均符号語長の下限について理解し，符号化の最適戦略について説明できる。 | 情報源符号化における平均符号語長の下限が何か理解する。 | 情報源符号化における下限が何か説明できない。 |
| 評価項目3 | 与えられた確率分布にしたがって，ハフマン符号を構成できる。 | 教科書などの文献を参照しながら，ハフマン符号を構成できる。 | 与えられた確率分布にしたがって，ハフマン符号を構成できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
確率統計で学習した確率分布や期待値の概念，情報数学で学習した集合の概念などを踏まえて，情報通信やデータ圧縮の基礎となる各種情報量，および，最適な符号化手法について理解する。また，符号理論へつながる，通信路や通信路符号化についてもその概要を理解する。
授業の進め方・方法:
毎回の授業の学習テーマを設定し，その内容について解説する。
授業の内容を理解しているかどうか確認するため，毎回簡単な演習問題を課し，提出させる。
注意点:
この科目は学修単位科目のため，毎回の演習問題に加え，事前・事後学習として、予習・復習を行うこと。
試験では，原則として毎回の課題に類似した内容の問題を出題し，最終的な定着度を確認する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンスと確率論の復習 |
確率や期待値，それらの性質に関する理解度を確認する。
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| 2週 |
エントロピー |
エントロピーの意味を理解し，計算ができる。
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| 3週 |
エントロピーのチェイン則 |
同時エントロピー，条件付エントロピーの意味を理解し，計算ができる。
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| 4週 |
ダイバージェンス |
ダイバージェンスの意味を理解し，計算ができる。
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| 5週 |
ダイバージェンスの応用 |
同時・条件付ダイバージェンスの意味を理解し，計算ができる。
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| 6週 |
符号の定義と正則性 |
正則な符号，分節可能符号について判別できる。平均符号語長を計算できる。
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| 7週 |
分節可能符号と語頭符号 |
分節可能符号と語頭符号を判別できる。
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| 8週 |
符号の表現とクラフトの不等式 |
与えられた符号を符号木および数直線で表現できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
最適な符号 |
情報源符号化における平均符号語長の下限および，最適な符号化戦略について理解する。
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| 10週 |
符号化アルゴリズム |
シャノン・ファノ符号，シャノン・ファノ・イライアス符号およびハフマン符号を構成できる。
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| 11週 |
相互情報量 |
相互情報量の意味を理解し，計算ができる。
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| 12週 |
相互情報量の応用 |
相互情報量と情報通信モデルとの関係について理解する。
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| 13週 |
情報処理不等式とファノの不等式 |
情報処理不等式とファノの不等式の意味を理解する。
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| 14週 |
情報理論の応用 |
誤り訂正符号や情報通信工学，情報セキュリティと情報理論の関係について理解する。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
まとめ |
科目全体を振り返り，各単元について十分に理解し，簡単な例について計算が行えることを確認する。
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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 | システムプログラム | 形式言語の概念について説明できる。 | 2 | |
| オートマトンの概念について説明できる。 | 2 | |
| 形式言語が制限の多さにしたがって分類されることを説明できる。 | 3 | |
| 正規表現と有限オートマトンの関係を説明できる。 | 3 | |
| 情報数学・情報理論 | 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 | |
評価割合
| 試験 | 演習課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |