到達目標
1. 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。
2. 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。
3. 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
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・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 |
| 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
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| 2週 |
情報源のモデル、情報量とエントロピー
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情報源のモデル、情報量、エントロピーを理解し，計算できる
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| 3週 |
通信システムのモデル、2元情報源 |
シャノンの通信システムのモデル、２元情報源について理解できる
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| 4週 |
情報源符号化、ハフマン符号 |
一意復号可能な符号、瞬時符号、ハフマン符号について理解でき、符号をつくることができる
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| 5週 |
拡大情報源、情報源符号化定理 |
平均符号長と平均情報量の関係、情報源符号化定理について理解できる
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| 6週 |
その他の情報源符号化方法 |
算術符号化法、シャノンファノ符号化法、Lempel-Ziv法、ランレングス法について理解できる
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| 7週 |
通信路符号化 |
通信路符号の概要、ハミング距離、最小ハミング距離
と誤り検出能力・誤り訂正能力について理解でき、符号の誤り検出能力、訂正能力を求めることができる
単一パリティ検査符号
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| 8週 |
通信路符号化方法 |
簡単な通信路符号化法である単一パリティ検査符号、垂直水平パリティ検査符号について理解でき、符号をつくることができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
組織符号、線形符号 |
通信路符号における組織符号、線形符号とは何かを理解できる
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| 10週 |
ハミング符号 |
代表的な誤り訂正符号であるハミング符号について理解でき、符号をつくることができる
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| 11週 |
巡回符号（２元系列の多項式表現） |
２を法とする演算、2元系列の多項式表現を理解できる
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| 12週 |
巡回符号、CRC |
代表的な誤り検出符号である巡回符号やCRCを理解できる
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| 13週 |
結合エントロピー、条件付きエントロピー、相互情報量 |
結合エントロピー、条件付きエントロピー、相互情報量について理解でき、計算することができる
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| 14週 |
通信路容量、通信路符号化定理 |
通信路容量、通信路容量と情報速度の関係、通信路符号化定理について理解でき、2元通信路の通信路容量を求めることができる
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| 15週 |
定期試験 |
これまでの講義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
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| 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
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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 | 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。 | 3 | 後5 |
| 情報源のモデルと情報源符号化について説明できる。 | 3 | 後12 |
| 通信路のモデルと通信路符号化について説明できる。 | 3 | 後14 |
評価割合
| 試験 | 演習 | | | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |