Detail předmětu
Teorie informace a kódování
FSI-VTI Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr
Kurz je zaměřen na základní pojmy teorie informace (zpráva, množství informace, jednotka informace, entropie, přenos informace, diskrétní a spojité kanály) a signálů (zpracování signálů, modulace). Dále kurz zahrnuje základní přehled metod kódování v oblastech: čárových kódů, kompresních kódů, protichybových kódů a kryptografie. V závěru kurzu jsou prezentovány moderní trendy v oblasti kódování (kvantové opravné kódy, kvantová kryptografie).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Získané znalosti umožní hlubší pochopení diskutovaných principů ICT.
Prerekvizity
Základní znalosti matematiky
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Aktivní účast a zvládnutí zadaného problému v požadované kvalitě.
Učební cíle
Pochopení vybraných běžně užívaných metod kódování, které jsou součástí kompresních programů, bezpečnostních protokolů, registračních systémů, či síťových komunikačních protokolů. Pochopení pojmu signál, přenos signálu, entropie a informace.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zameškaná cvičení lze nahradit odevzdáním zadané práce
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-AIŘ-P: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující, povinný
Program N-MAI-P: Matematické inženýrství, magisterský navazující, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Základní pojmy z teorie informace 1/2 (informace, entropie, vzájemná informace).
2. Základní pojmy z teorie informace 2/2 (kapacita kanálu, Shannon's theorem).
3. Přenos informace (model diskrétního kanálu).
4. Kódy a kódování (rozdělení kódů, principy).
5. Čárové a RFID kódy.
6. Minimální kódy I. (prefixové, Huffmanovy, LZW, RLC).
7. Minimální kódy II. (BW transformace, aritmetické kódování).
8. Samoopravné kódy I. (základní paritní kódy).
9. Samoopravné kódy II. (Hammingovy, CRC, RS kódy).
10. Kryptografie I. (historické šifry a jejich analýza, steganografie).
11. Kryptografie II. (symetrická a asymetrická kryptografie, digitální podpis)
12. Kryptografie III. (historické a moderní metody, digitální podpis).
13. Moderní trendy v teorii kódů (kvantové opravné kódy, kvantová kryptografie).
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Cvičení s počítačovou podporou koresponduje s obsahem přednášek. Cílem cvičení je studenty seznámit s praktickou částí předmětu především prostřednictvím systému Matlab/Simulink. Tématicky lze cvičení rozdělit na následující bloky:
a) Přenosová rychlost, kapacita kanálu, redundance zdrojové abecedy.
b) Signál, jeho parametry a modulace.
c) Čárové kódy.
d) Minimální kódy.
e) Samoopravné kódy.
f) Kryptografie.