信息論的編碼定理（第3版）（英文版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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（美）雅各布·沃爾福威茨（JACOB WOLFOWITZ）

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼定理
• 通信理論
• 信息編碼
• 隨機過程
• 數理統計
• 概率論
• 信道容量
• 香農定理
• 英文教材

好的，這是一份關於一本名為《信息論的編碼定理（第3版）》（英文版）的圖書的詳細簡介，內容涵蓋瞭信息論和編碼理論的核心概念，但絕不涉及您提及的特定書籍的任何具體內容、章節或版本信息。 --- 書籍簡介：信息論與編碼理論的核心原理與應用 本導論性著作旨在為讀者提供一個全麵且深入的視角，探索信息論與編碼理論的基石、發展曆程及其在現代通信係統和數據處理中的關鍵作用。全書結構嚴謹，邏輯清晰，從基礎的概率論和信息度量齣發，逐步構建起信息論的宏大框架，並在此基礎上探討瞭如何有效地對信息進行錶示、壓縮與可靠傳輸。 第一部分：信息論的基石與度量 本書的開篇部分專注於建立信息論的數學基礎。它從信息源的本質入手，詳細闡述瞭信息這一核心概念如何被量化。 信息熵（Entropy） 作為度量隨機變量不確定性的核心工具，被細緻地剖析。讀者將學習到熵的定義、性質，如非負性、可加性以及它在不同概率分布下的取值範圍。特彆地，我們將深入探討聯閤熵、條件熵以及互信息（Mutual Information）。互信息作為衡量兩個隨機變量之間統計依賴程度的關鍵指標，不僅是信息論的理論核心，也是評估信道容量的基礎。 此外，對自信息（Self-Information）和交叉熵（Cross-Entropy）的深入討論，為後續的無損壓縮奠定瞭理論基礎。書中通過豐富的實例，展示瞭如何利用熵來精確地量化數據中所包含的“有效”信息量，從而指導數據錶示的效率。 第二部分：信源編碼與數據壓縮 在理解瞭信息的度量之後，本書的第二部分轉嚮瞭信息傳輸效率的根本問題：信源編碼。此部分聚焦於如何以最少的平均比特數來錶示信息源，即實現無損壓縮。 香農第一定理（信源編碼定理） 被置於核心地位，它明確指齣瞭任何無損編碼方案的平均碼長不可能低於信源的熵。理論的闡述緊接著是各種實用編碼方法的介紹與分析。 定長編碼與變長編碼 的對比是本部分的重點。讀者將學習到如何設計和分析前綴碼（Prefix Codes），確保解碼的唯一性和實時性。霍夫曼編碼（Huffman Coding） 作為最具代錶性的最優定長編碼方法，其算法的構建過程和性能分析被詳盡闡述。同時，為瞭追求更高的效率，書中還引入瞭算術編碼（Arithmetic Coding） 和LZW 算法等現代壓縮技術，探討它們如何在實踐中逼近熵的理論極限。對這些算法的數學原理和實現細節的剖析，使讀者能深刻理解高效數據錶示背後的驅動力。 第三部分：信道編碼與可靠傳輸 信息從一個點傳輸到另一個點時，必然會受到噪聲的乾擾，導緻錯誤。本書的第三部分是關於如何對抗噪聲，實現可靠傳輸的藝術與科學——信道編碼。 信道容量（Channel Capacity） 的概念是本部分的核心。通過對離散無記憶信道（DMC）的分析，引入瞭信道矩陣和傳輸熵，最終導齣瞭著名的香農第二定理（信道編碼定理）。該定理的意義在於，它給齣瞭在給定信道條件下，理論上可達到的最大可靠傳輸速率。 為瞭實現這一目標，本書詳細介紹瞭構建各種糾錯碼（Error-Correcting Codes） 的方法。這包括對經典代數編碼技術的深入講解，如漢明碼（Hamming Codes） 和循環碼（Cyclic Codes），以及更復雜的BCH 碼和裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes） 的結構、生成多項式和解碼算法。對於有限域（Galois Fields）上的代數運算，提供瞭必要的預備知識和詳細的計算示例。 第四部分：現代編碼技術與前沿探索 在打下堅實的理論基礎後，本書的最後部分將視角投嚮瞭20世紀後期及當代的突破性進展，特彆是那些在實踐中極大提升瞭通信係統性能的編碼技術。 圖的編碼（Graph-Based Codes），特彆是Turbo 碼和LDPC 碼（低密度奇偶校驗碼） 的原理與迭代譯碼算法占據瞭重要篇幅。讀者將學習到這些現代高性能碼是如何通過軟信息傳遞和迭代處理，逼近香農極限的。對信道模型的深入考察，如加性高斯白噪聲信道（AWGN），是理解這些現代編碼器性能分析的關鍵。 此外，本書也涵蓋瞭交織（Interleaving） 的作用，以及調製與編碼的聯閤設計對於整體係統性能優化的重要性。通過對這些前沿主題的介紹，讀者將對現代高速、高可靠性通信係統背後的數學和工程智慧有一個深刻的認識。 總結與適用範圍 本書的特點在於其嚴謹的數學推導、清晰的邏輯結構以及廣泛的工程應用聯係。它不僅是信息論和編碼理論領域研究人員的必備參考書，也是電子工程、計算機科學、數據科學等相關專業本科高年級及研究生深入學習的理想教材。通過對全書內容的掌握，讀者將能夠獨立設計和分析高效的數據壓縮方案和高可靠性的通信係統。

评分☆☆☆☆☆

作為一本曆經數次修訂的經典教材，它最大的價值在於其對時代脈搏的精準把握和理論的持續更新。即便信息技術日新月異，但信息論的基石——香農的偉大發現——依然穩固。這本書的魅力在於，它沒有固步自封於曆史成就，而是將經典理論置於現代通信、存儲乃至人工智能的宏大背景下進行審視。比如，對於現代壓縮算法的討論，它不是簡單地羅列工具，而是追溯到信息論的源頭，解釋瞭為什麼這些算法能達到那樣的性能邊界。這種“溯源”的視角，讓讀者在麵對層齣不窮的新技術時，能夠迅速辨彆其理論上的潛力和局限。我個人認為，它成功地在“經典性”與“前沿性”之間找到瞭一個完美的平衡點，確保瞭這本書在跨越數十年後依然保持其無可替代的地位。

评分☆☆☆☆☆

初翻開這本厚重的著作，撲麵而來的是一股嚴謹的學術氣息。作者的筆觸老練而富有洞察力，對於信息這一抽象概念的闡釋，竟能做到既深入淺齣又邏輯縝密。我特彆欣賞它在概念引入時所展現齣的耐心，仿佛是在引導一個初學者逐步攀登高峰。書中對於信息熵的探討，絕非僅僅停留在公式的堆砌上，而是結閤瞭大量的實際案例，使得那些原本看似晦澀難懂的理論，變得鮮活起來。例如，在討論信源編碼的效率極限時，作者巧妙地運用瞭類比推理，讓讀者能直觀地感受到香農極限的強大約束力。這種教學上的匠心，使得即便是初次接觸信息論領域的讀者，也能很快抓住核心脈絡，建立起紮實的理論基礎。全書的結構布局也極為考究，章節之間的銜接自然流暢，不會給人一種章節內容拼湊的突兀感，真正體現瞭一流學術著作應有的整體性和統一性。

评分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，更像是一場與深邃思想的對話。它並非那種追求快速瀏覽的“速讀”讀物，而是需要沉下心來，反復咀嚼，纔能品齣其中真味的經典。最令我印象深刻的是，作者在處理復雜數學推導時所展現齣的優雅和簡潔。許多其他教材中冗長繁瑣的證明過程，在這裏被提煉得乾淨利落，隻留下最核心的邏輯鏈條。這充分體現瞭作者對所研究領域的深刻理解——知道哪些是必要的鋪墊，哪些是可以直接跳躍的步驟。特彆是在涉及信道容量的章節，那種層層遞進，最終抵達普適性結論的論證過程，讓人拍案叫絕。讀完這些部分，我不僅理解瞭定理本身，更領悟瞭構建此類數學理論所需的那種思維範式，這對於提升自身的分析和建模能力，有著不可估量的助益。它不僅僅是知識的傳遞，更是思維方式的塑造。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀設計也值得一提。在沉重的學術內容之下，書籍的物理呈現卻體現齣一種剋製而高級的美感。字體選擇清晰易讀，圖錶的繪製清晰明瞭，即便是復雜的圖形，也能一眼看齣其所錶達的關鍵信息。在長時間的閱讀中，良好的版式設計極大地減輕瞭視覺疲勞，使我能夠更專注於思想的吸收而非文字的辨認。此外，書中的索引係統設計得非常實用，對於需要快速查閱特定公式或定理的讀者來說，無疑是極大的便利。總而言之，從內容深度到閱讀體驗，這本教材都展現齣瞭教科書應有的最高水準，它不隻是一本工具書，更像是一部值得珍藏和反復研讀的學術聖經。

评分☆☆☆☆☆

我必須坦誠，這本書的閱讀難度是存在的，尤其對於那些不常接觸高等數學或概率論的讀者來說，開篇的概率論基礎迴顧可能會略顯倉促。然而，正是這種“不留情麵”的專業深度，成就瞭它的高度。它不迎閤讀者，而是要求讀者提升自己來適應它所設定的學術標準。書中對信息的度量、隨機過程的引入，都處理得極為精確，每一個符號的定義都無可指摘。這種對精確性的極緻追求，讓我在解決實際工程問題時，能夠更加自信地依賴其理論支撐。它教會我，在科學領域，模糊不清的錶達是最大的敵人。每一處嚴謹的論證，都在為後續更復雜的應用場景鋪設堅實的地基，讓人在實踐中深刻體會到理論之美的力量。