情報理論

科目基礎情報

学校	久留米工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	情報理論
科目番号	0273	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	制御情報工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：三木成彦，吉川英機，情報理論（コロナ社）。参考書：映像情報メディア学会編，誤り訂正符号とその応用（オーム社）。今井秀樹，情報理論（昭晃堂）。平澤茂一，西島利尚，符号理論入門（培風館）。甘利俊一，情報理論（ちくま学芸文庫）
担当教員	黒木祥光

到達目標

1．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．
2．情報源のモデルと情報源符号化について説明できる．
3．通信路のモデルと通信路符号化について説明できる．

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	情報量の概念・定義を理解し，実際に計算することができる．	情報量の計算をすることができる．	情報量の概念・定義のみならず，計算を行うこともできない．
評価項目2	情報源のモデルと情報源符号化について説明できる．	情報源のモデルと情報源符号化について示すことができる．	情報源のモデルと情報源符号化について示すこともできない．
評価項目3	通信路のモデルと通信路符号化について説明できる．	通信路のモデルと通信路符号化について示すことができる．	通信路のモデルと通信路符号化について示すこともできない．

学科の到達目標項目との関係

JABEE C-1 説明

教育方法等

概要:

情報理論は情報の伝達や蓄積を効率化，高信頼化するための基礎理論である．先ず情報量の定量化について学んだ後，出来るだけ短い符号にて情報を表現する方法およびその限界を表す情報源符号化に関する知識を習得する．引き続き，情報を伝送，蓄積する際に生じるビット誤りを，検出，訂正する手法およびその限界を表す通信路符号化に関する知識を習得する．

授業の進め方・方法:

授業は配布プリントおよびスライドにて説明を終えた後，数名の班に分かれて与えられた課題に取り組んでもらう．情報理論を理解するためには線形代数や確率統計のほか，群，環，体といった代数学の基礎知識がで必要あるため，特に代数学に関しては丁寧な説明を心掛けるつもりである．
本科目は学修単位であるため，授業では教科書の演習問題の解説を行わず，課題の一部として提出を義務付ける．各自，演習を通じて理解を深めておくこと．

注意点:

履修にあたり，数学，特に線形代数と確率統計の知識を必要とする．
評価方法の詳細
中間試験50%，期末試験50%として評価する．ただし，未提出の課題がある学生は60点未満の評価とする．
（評価基準：60点以上を修得とする．）
再試験を行う．60点以上を合格（60点）とする．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	概要説明と確率統計の復習	条件付確率，結合確率などについて説明できる．
		2週	エントロピーと情報量	エントロピーと情報量について説明できる．
		3週	情報源符号の条件とハフマン符号	情報源符号の条件とハフマン符号について説明できる．
		4週	情報源符号化定理	情報源符号化定理について説明できる．
		5週	ランレングス符号	ランレングス符号について説明できる．
		6週	算術符号・ZL符号	算術符号とZL符号について説明できる．．
		7週	情報源符号化のまとめ	情報源符号化の復習
		8週	通信路容量	通信路容量について説明できる．
	2ndQ
		9週	通信路符号化の考え方	通信路符号化の考え方について説明できる．
		10週	通信路容量と平均誤り率	通信路容量と平均誤り率について説明できる．
		11週	通信路符号化定理	通信路符号化定理について説明できる．
		12週	線形符号	線形符号ついて説明できる．
		13週	線形符号の群と巡回符号	線形符号の群と符号多項式を用いた巡回群について説明できる．
		14週	拡大体と巡回符号	拡大体による巡回符号について説明できる
		15週	通信路符号化のまとめ	通信路符号化の復習
		16週

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
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	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。	2
				情報源のモデルと情報源符号化について説明できる。	2
				通信路のモデルと通信路符号化について説明できる。	2
			その他の学習内容	メディア情報の主要な表現形式や処理技法について説明できる。	2

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	100	0	0	0	0	0	100
基礎的能力	40	0	0	0	0	0	40
専門的能力	50	0	0	0	0	0	50
分野横断的能力	10	0	0	0	0	0	10