情報理論

科目基礎情報

学校	大分工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	情報理論
科目番号	1443	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気電子工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	（教科書）三木成彦，吉川英機，「電気・電子系　教科書シリーズ 22　情報理論」，コロナ社．／（参考書）クロード･E.シャノン，｢通信の数学的理論｣，ちくま学芸文庫，筑摩書房．甘利俊一，｢情報理論｣，ちくま学芸文庫，筑摩書房．今井秀樹，｢情報･符号･暗号の理論｣，電子情報通信学会編，コロナ社．
担当教員	辻 繁樹

到達目標

(1)情報を定量的に取扱う方法を理解する．(定期試験)
(2)情報源から発生する情報量を数量化できる．（定期試験）
(3)情報源の統計的性質を利用した効率のよい符号化を考えることができる．（定期試験）
(4)通信路に雑音がある場合でも符号化によって誤り検出や訂正ができることを理解できる．（定期試験）

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	情報を定量的に取扱う方法を十分理解できている	情報を定量的に取扱う方法を理解できている	情報を定量的に取扱う方法を理解できていない
評価項目2	情報源から発生する情報量を数量化を十分にできている	情報源から発生する情報量を数量化をできている	情報源から発生する情報量を数量化をできていない
評価項目3	情報源の統計的性質を利用した効率のよい符号化を考え、十分理解できている	情報源の統計的性質を利用した効率のよい符号化を考え、理解できている	情報源の統計的性質を利用した効率のよい符号化について理解できていない
評価項目4	通信路に雑音がある場合でも符号化によって誤り検出や訂正ができることを十分理解できている	通信路に雑音がある場合でも符号化によって誤り検出や訂正ができることを理解できている	通信路に雑音がある場合でも符号化によって誤り検出や訂正ができることを理解できていない

教育方法等

概要:

情報伝達システムの目的は大きく３つの分けられる．①同一の情報を短く表現し，メモリの占有率を小さくしたり，伝送速度を上げる．②通信路に雑音などにより誤りが生じても，より正しくかつより速く伝達する．③データの盗聴や改ざんをしにくくする．①は情報源符号化，②は通信路符号化，③は情報セキュリティの問題である．本講座では①，②について解説する．

（科目情報）
教育プログラム第2学年　○科目
授業時間　23.25時間
関連科目　応用数学Ⅰ，応用数学Ⅱ，通信工学Ⅰ，コンピュータ，アルゴリズム特論（専攻科），オペレーティングシステム（専攻科），情報セキュリティー（専攻科），生体情報工学Ⅰ（専攻科）

授業の進め方・方法:

情報伝達システムの目的は大きく３つの分けられる．①同一の情報を短く表現し，メモリの占有率を小さくしたり，伝送速度を上げる．②通信路に雑音などにより誤りが生じても，より正しくかつより速く伝達する．③データの盗聴や改ざんをしにくくする．①は情報源符号化，②は通信路符号化，③は情報セキュリティの問題である．本講座では①，②について解説するとともに各単元ごとに演習問題に取り組む．

（課題提出について）
総合評価の10％が提出課題の点数である．

（再試験について）
再試験は実施しない．

注意点:

（履修上の注意）
電卓を常に持参すること．

（自学上の注意）
本科目では確率で学んだ内容を頻繁に用いるため，予習及び復習では確率の教科書を利用しながら行うこと．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	情報通信	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		2週	情報量	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		3週	エントロピーとHuffmanの符号化	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		4週	ブロック符号化	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		5週	情報源とエントロピー	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		6週	雑音のある通信路	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		7週	復習１
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	後期中間試験の解答と解説 Hamming符号	情報の通信や保存における工夫を見ながら，情報理論の用語になれると共に，どのような問題点があるのかを理解する．
		10週	いろいろな情報源符号化	情報理論の対象となる領域，問題を概観すると共に，実用的な各種の符号化を紹介する．
		11週	いろいろな通信路符号化	情報理論の対象となる領域，問題を概観すると共に，実用的な各種の符号化を紹介する．
		12週	情報源符号化定理	完全に復元できる情報圧縮の限界，通信路に雑音のある場合の情報圧縮の限界について述べた2つの定理について考察する
		13週	通信路符号化定理	完全に復元できる情報圧縮の限界，通信路に雑音のある場合の情報圧縮の限界について述べた2つの定理について考察する
		14週	復習２
		15週	後期末試験
		16週	後期末試験の解答と解説（45分）

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	課題	合計
総合評価割合	90	0	0	0	0	10	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	90	0	0	0	0	10	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0