情報理論

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 情報理論
科目番号 0040 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 生産デザイン工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 電気・電子系教科書シリーズ22情報理論,三木成彦・吉川英機著,コロナ社
担当教員 秋本 髙明

目的・到達目標

1. 集合、確率、条件付き確率、ベイズの定理を理解できる。
2. 情報量・エントロピーの概念・定義を理解し、実際に計算することができる。
3. 情報源のモデルと情報源符号化について説明でき、情報を効率よく符号化する基本的な手法を理解できる。
4. 通信路のモデルと通信路符号化について説明でき、基本的な誤り検出符号、誤り訂正符号を理解できる。

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情報量とエントロピーについて理解し,実際に計算できる情報量とエントロピーについて理解できる情報量とエントロピーについて理解していない
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,実際に符号を作ることができる情報源のモデルと情報げ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理解していない
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,実際に符号を作ることができる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理解していない

学科の到達目標項目との関係

専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA① 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA② 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 説明 閉じる
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SD① 説明 閉じる

教育方法等

概要:
今日の情報化社会を支える技術基盤は、情報を効率的よくデータ化する技術、データ化された情報を誤りなく伝達・蓄積する技術、データを高速処理する技術などによって成り立っている。本授業では、これらの技術基盤である情報理論の基礎を学習する. 具体的には, 情報量、情報源のエントロピー、情報の効率的な符号化手法などを学ぶ。
授業の進め方と授業内容・方法:
教科書を用いて考え方を理解できるように詳しく説明した後に、例題と演習問題を解くことによって理解を深める。
注意点:

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 情報理論の概要 情報理論とは何かを理解できる
シャノンの通信システムのモデルを説明できる
2週 標本化定理と量子化 アナログ信号の標本化と量子化を説明できる
標本化定理を説明できる
3週 確率論の基礎 確率,平均,分散を理解し,計算できる
4週 条件付き確率とベイズの定理 結合確率,条件付き確率、ベイズの定理を理解し,計算できる
5週 情報量とエントロピー 情報量、エントロピー、平均符号長を理解し,計算できる
6週 情報源符号化 一意復号可能な符号、瞬時符号を理解できる
7週 拡大情報源 拡大情報源を理解し,ある情報源の拡大情報源を作ることができる
8週 中間試験 1~7週の内容を網羅した試験により,授業内容の理解の定着を図る
2ndQ
9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,情報源のエントロピーと平均符号長の関係を理解できる
10週 代表的な情報源符号 ハフマン符号を理解し符号化できる
11週 その他の情報源符号 算術符号を理解し符号化できる
12週 その他の情報源符号 ZL符号,ランレングス符号を理解できる.
13週 通信路符号化 通信路符号化について説明できる
ハミング距離,最小ハミング距離を理解し,計算できる
最小ハミング距離と誤り検出・訂正能力の関係を理解できる
14週 誤り検出符号と誤り訂正符号 単一パリティ検査符号,垂直水平パリティ検査符号を理解できる
15週 定期試験 9から14週の内容を網羅した試験により,授業内容の理解の定着を図る
16週 定期試験内容についての解説 定期試験の内容を理解する

評価割合

試験演習合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力0000000
専門的能力70300000100
分野横断的能力0000000