Теорія інформації
Спеціальність: Системна інженерія (Інтернет речей)
Код дисципліни: 6.122.09.E.045
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Комп'ютеризовані системи автоматики
Лектор: Стахів Роман Іванович
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів наступних компетентностей:
Інтегральна компетентність (ІНТ). Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у галузі комп’ютерних наук або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів інформаційних технологій і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
ЗК2. Базові знання загальнопрофесійних дисциплін, необхідні для освоєння професійно-орієнтованих дисциплін в галузі інформаційних технологій;
ЗК4. Здатність до аналізу та синтезу;
фахових:
ФК1. Здатність застосовувати професійно-профільовані знання й практичні навички для розв’язання типових задач спеціальності;
ФК7. Здатність реалізувати збір інформації з навколишнього середовища та реагувати на зміну його стану.
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання:
ЗН2. Знати основи професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності в галузі комп’ютерних наук;
УМ2. Уміти застосовувати знання і розуміння для задач аналізу та синтезу спеціалізації Системна інженерія (Інтернет речей);
УМ11. Уміти здійснювати пошук інформації в різних джерелах для розв’язання задач спеціальності;
АіВ4. Здатність демонструвати розуміння основних засад охорони праці та безпеки життєдіяльності та їх застосування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Алгоритмічні мови та програмування
Комп’ютерні мережі
Короткий зміст навчальної програми: В дисципліні розглядаються основні поняття та визначення такі, як: інформація та інформаційні системи, предмет теорії інформації. Вивчаються поняття кількості інформації та ентропія і чим вони відрізняються. Також розглядається квантування сигналів за часом та рівнем і похибки квантування. Вивчаються математичні моделі детермінованих сигналів та їх загальна характеристика. Розглядаються різні види модульованих сигналів та їх спектри. Також вивчаються випадкові сигнали і їх імовірнісні та числові характеристики.
Вивчаються прості цифрові коди і коди з виявленням та виправленням помилок а саме: Хемінга, циклічний, БЧХ, ітеративні, рекурентні. Розглядається ентропія неперервних та складних повідомлень, а також кількість інформації при неповній достовірності повідомлень та при статистичній залежності між елементами повідомлень. Розглядаються характеристики сигналу та каналу зв’язку. Вивчається завадостійкість інформаційних систем, а також способи її підвищення, загальна характеристика завад в системах передачі інформації.
Опис: 1. Інформація та інформаційні системи. Предмет теорії інформації. Основні поняття та визначення. Характеристики сигналу та каналу зв’язку.
2. Квантування сигналів за часом. Квантування сигналів за рівнем. Похибки квантування
3. Математичні моделі детермінованих сигналів. Загальна характеристика сигналів.
4. Модульовані сигнали. Спектри амплітудно-модульованих сигналів. Спектри сигналів при вузькосмуговій та низькосмуговій кутовій модуляції.
Імпульсна модуляція. Особливості сигналів з ІМ. Спектри ІМ сигналів.
5. Випадкові сигнали та їх імовірнісні характеристики. Числові характеристики випадкових сигналів.
6. Стаціонарні випадкові сигнали та їх властивості. Ергодичні стаціонарні сигнали та їх властивості. Широкосмугові та вузькосмугові випадкові сигнали. Ефективна ширина спектру випадкового сигналу.
7. Мета кодування. Прості цифрові коди. Рефлексні коди. Завадостійке кодування (основні принципи). Систематичні коди. Коди з виявленням помилок (з контролем за паритетом, з повторенням, інверсний).
8. Коди з виявленням та виправленням помилок. Коди Хемінга.
9. Циклічні коди. Принципи побудови. Вибір твірного многочлена
10. Ентропія та невизначеність. Ентропія неперервних повідомлень. Ентропія складних повідомлень.
11. Кількість інформації при неповній достовірності повідомлень та при статистичній залежності між елементами повідомлень.
12. Швидкість передачі інформації та пропускна здатність каналу зв’язку (дискретного та неперервного, без завад та з завадами). Оптимальний прийом та обробка інформації. Постановка задачі та методи оптимального прийому.
13. Методи накопичення сигналу та кореляційний прийом. Узгоджена фільтрація. Ефективність інформаційних систем.
14. Способи підвищення ефективності (декореляція повідомлень, оптимальне статистичне кодування).
15. Завадостійкість інформаційних систем. Загальна характеристика завад в системах передачі інформації. Способи підвищення завадостійкості інформаційних систем.
Способи стиснення інформації в інформаційних системах.
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування на лабораторних заняттях.
2. Екзамен.
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах:
1. Виконання лабораторних (30 балів)
2. Екзамен письмова компонента (60 балів), усна компонента (10 балів).
Разом за дисципліну – 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Обозовський С.С. Вимірювальні сигнали та кола. – К.: ІСДО, 1992.
2. Кузьмин И.В., Кедруc В.А. Основы теории информации и кодирования. – К.: Вища школа, 1986.
3. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1986.
4. Калабеков Б.А., Лапидус В.Ю., Малофеев В.М. Методы автоматизированного расчета спектральных характеристик в технике святи. – М.: Радио и связь, 1990.
5. Цымбал В.П. Теория информации и кодирования. – К.: Вища школа, 1993.
6. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Руководство к решению задач: Уч. пособие для радиотехн. спец. Вузов. – М.: Высшая школа, 1988.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).