Разработка ИС. ЕН.В1.1.Основы теории информации. Начальные требования к освоению дисциплины (перечень предшествующих дисциплин, разделов их)

• Название: Начальные требования к освоению дисциплины (перечень предшествующих дисциплин, разделов их)
• Анкор: Разработка ИС
• Дата: 07.06.2022
• Размер: 402.5 Kb.
• Имя файла: ЕН.В1.1.Основы теории информации.doc
• Тип: Документы; #576533
• страница: 3 из 3

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

по дисциплине «Основы теории информации»

0800502.65- «Экономика и управление на предприятии (по отраслям)»


г. Дальнереченск

2009

Методические указания к практическим занятиям
Задачи на лабораторно-практические занятия

1. 
   В озере обитает 12500 окуней, 25000 пескарей, а карасей и щук по 6250. Какое количество информации несет сообщение о ловле рыбы каждого вида. Сколько информации мы получим, когда поймаем какую-нибудь рыбу?
   
2. 
   В корзине лежат 10 синих, 5 зелёных, 4 жёлтых и 1 красный шаров. Сколько информации несёт сообщение о том, что из ящика случайным образом достали шар?
   
3. 
   Сережа за несколько лет учебы получил по математике 100 оценок: 60 пятерок, 30 четверок, 8 троек и 2 двойки. Допуская, что такое распределение оценок может сохраниться и в дальнейшем, вычислите вероятность получения каждой из оценок. Какое количество информации несет в себе получение оценки по математике?
   
4. 
   Пусть система может находиться в одном из трех состояний, причем вероятности нахождения в первом и втором состояниях равны соответственно p1=0,3; p2=0,4; p3= 0,3. Найти энтропию системы.
   
5. 
   Пусть система может находиться в одном из четырех состояний, причем вероятности нахождения в первом, втором и третьем состояниях равны соответственно p1=0,3; p2=0,2; p3= 0,2. Найти энтропию системы.
   
6. 
   Имеются два ящика (системы), в каждом из которых находится по 8 шаров двух цветов. В первом ящике 2 зеленых шара и 6 желтых шаров, а во втором – по 4 шара каждого цвета. Из каждого ящика вытаскивают по одному шару. Что можно сказать о неопределенностях опытов?
   
7. 
   Определить избыточность языка (в процентах), состоящего из четырех символов: а, б, в, г, если вероятности их появления составляют: p1=0,3; p2=0,2; p3= 0,2, p4=0,3.
   
8. 
   В корзине лежат 10 синих, 5 зелёных, 4 жёлтых и 1 красный шаров. Сколько информации несёт сообщение о том, что из ящика случайным образом достали шар?
   
9. 
   Сережа за несколько лет учебы получил по математике 100 оценок: 60 пятерок, 30 четверок, 8 троек и 2 двойки. Допуская, что такое распределение оценок может сохраниться и в дальнейшем, вычислите вероятность получения каждой из оценок. Какое количество информации несет в себе получение оценки по математике?
   
10. 
    Осуществить кодирование методом Шеннона - Фано первичного алфавита а1 (0,3); а2 (0,2); а3 (0,2); а4 (0,15) а5 (0,1); а6 (0,05).
    
11. 
    Осуществить кодирование методом Шеннона - Фано первичного алфавита а1 (0,4); а2 (0,2); а3 (0,15); а4 (0,15) а5 (0,05); а6 (0,05).
    
12. 
    Осуществить кодирование методом Хаффмана первичного алфавита а1 (0,3); а2 (0,2); а3 (0,2); а4 (0,15) а5 (0,1); а6 (0,05).
    
13. 
    Осуществить кодирование методом Хаффмана первичного алфавита а1 (0,4); а2 (0,2); а3 (0,15); а4 (0,15) а5 (0,05); а6 (0,05).
    
14. 
    Сформировать код Хемминга (7,4) для следующих последовательностей 0010, 0101, 1101.
    
15. 
    Сформировать код Хемминга (7,4) для следующих последовательностей 0110, 1100, 1110.
    
16. 
    Определить синдромы кодовых слов Хемминга и исправить ошибки для следующих кодовых слов 0001001, 0010010, 0001100.
    
17. 
    Определить синдромы кодовых слов Хемминга и исправить ошибки для следующих кодовых слов 1001000, 1000010, 1100001.
    
18. 
    Составит программу для машины Поста для прибавления к произвольному числу единицы.
    
19. 
    Составит программу для машины Поста для сложения двух целых неотрицательных чисел.
    
20. 
    Составить алгоритм машины Тьюринга, который для алфавита {а,б,в,г} заменяет букву а на букву г, а букву г на букву а.
    
21. 
    Составить алгоритм машины Тьюринга, который для алфавита {а,к,о,ф} заменяет слово «кофе» на слово «кафе».
    
22. 
    Используя нормальный алгоритм Маркова преобразовать слово 11+11+111 из алфавита {+,1}, используя следующую систему подстановок:
    

+11+
1+1
1.1

23. 
    Описать в табличной форме и форме графа работу автомата «Турникет в метро».
    
24. 
    Таблица соединений автомата имеет вид
    

a1 a2 a3
x1 a2/y2 a3/y3 a1/y3
x2 a1/y3 a1/y1 a2/y2
составить графический алгоритм работы автомата.

25. 
    Нормальный алгоритм имеет алфавит А = {а, b, с} и систему подстановок: ас → аа, aab → bc, bc → cab. Найти результат применения алгоритма к исходным словам: (1) cbcbba; (2) abccba; (3) accca.
    
26. 
    Оцените пропускную способность слухового канала радиста, принимающего сигналы азбуки Морзе, если известно, что для распознавания одного элементарного сигнала ему требуется 0,2 с.
    

Методические указания по выполнению контрольной работы
Контрольная работа является результатом самостоятельного труда студента по выбранной теме. Выполнение контрольной работы позволяет закрепить полученные знания, вырабатывает умения работать со значительным количеством источников, анализировать, делать выводы, систематизировать материал, обосновывать предложения по различным направлениям.

Контрольная работа должна содержать в себе:

1. 
   Титульный лист
   
2. 
   Содержание
   
3. 
   Введение
   
4. 
   Главы основной части
   
5. 
   Заключение
   
6. 
   Библиографический список
   
7. 
   Приложения
   

Титульный лист является первой страницей контрольной работы и заполняется по установленным институтом правилам.

Содержание помещается на второй странице и включает перечисление основных частей работы: введение, название глав, параграфов, заключение и страницы, с которых они начинаются.

Во введении обосновывается актуальность и практическая значимость выбранной темы, формулируются цели и задачи контрольной работы, определяются объект и предмет исследуемого материала.

В главах основной части раскрывается смысл дефиниций выбранной темы, дается исторический анализ предмета исследования, описывается теоретическая часть проблемы.

Содержание глав основной части должно точно соответствовать теме контрольной работы и полностью ее раскрывать.

Заключение – это заключительная часть работы, в которой должны быть изложены общие выводы, их соотношение с целями и задачами, определенными во введении.

После заключения следует поместить библиографический список литературы, использованной при выполнении работы. Список располагается в определенной последовательности, как правило, в алфавитном порядке и должен отвечать правилам библиографии. Ссылки на литературу и другие источники обычно приводятся внизу страницы под чертой.

В приложении помещают вспомогательные или дополнительные материалы, которые загромождают текст основной части работы. Они могут быть представлены в виде текстов, графиков, таблиц и содержать копии подлинных документов, выдержки из отчетных материалов, отдельные положения инструкций, правил и др.

Объем контрольной работы должен быть не менее 10 страниц текста, набранного на компьютере (стандартный формат А – 4); интервал между строк – 1,5; текстовый редактор Word 7.0; шрифт Times New Roman; кегль 14, размеры полей: левое – 3 см, правое – 1 см, верхнее и нижнее – 2 см.

Объем введения 1-2 страницы, основные главы работы – 8-10 страниц, заключение – 1-2 страницы. Список литературы должен содержать не менее 15 наименований.
Вопросы для контрольной работы и заданий для самостоятельной работы:

1. 
   Какое количество отсчетов за 1 с необходимо производить цифровому звукозаписывающему устройству, если требуется обеспечить качество записи (а) телефона; (б) лазерного диска.
   
2. 
   Как следует понимать термины «оцифровка изображения» и «оцифровка звука»? Какими устройствами производятся данные операции?
   
3. 
   В чем состоит и как проявляется несимметричность непрерывной и дискретной форм представления информации?
   
4. 
   Какова энтропия следующих опытов:
   
   1. 
      бросок монеты;
      
   2. 
      бросок игральной кости;
      
   3. 
      вытаскивание наугад одной игральной карты из 36;
      
   4. 
      бросок двух игральных костей.
      
5. 
   Опыты а и р состоят в последовательном извлечении без возврата двух шаров из ящика, в котором изначально находились п белых шаров и т черных. Найдите, Н(α), H(β), Н_α(β) и Н_β(α).
   
6. 
   Что такое «шенноновские сообщения»? Почему теория информации имеет дело именно с такими сообщениями?
   
7. 
   Одинакова ли на Ваш взгляд избыточность литературных и деловых текстов? Почему?
   
8. 
   Что произойдет при попытке передачи информации со скоростью, превышающей пропускную способность канала связи? Почему?
   
9. 
   Человек может осмысленно читать со скоростью 15 знаков в секунду. Оцените пропускную способность зрительного канала в данном виде деятельности.
   
10. 
    Оцените пропускную способность слухового канала радиста, принимающего сигналы азбуки Морзе, если известно, что для распознавания одного элементарного сигнала ему требуется 0,2 с.
    
11. 
    При дискретизации аналогового сообщения число градаций при квантовании равно 64, а частота развертки по времени - 200 Гц. Какой пропускной способности требуется канал связи без шумов для передачи данной информации, если используется равномерное двоичное кодирование?
    
12. 
    Почему при передаче информации предпочтение отдается равномерному коду?
    
13. 
    В чем смысловое отличие понятия «избыточность» для идеальных и реальных каналов передачи информации?
    
14. 
    Получено машинное слово, закодированное с использованием кода Хемминга: 100010111100010110011. Устраните ошибку передачи.
    
15. 
    Какие действия алгоритмической машины следует считать элементарными?
    
16. 
    Решите следующие задачи, используя алгоритмическую машину Поста; во всех задачах в исходном состоянии обозревается крайняя левая ячейка:
    

a) на ленте находятся два числа N и Q, разделенные одной пустой ячейкой. Напишите программу нахождения суммы N + Q.

b) решите предыдущую задачу при условии, что исходные числа разделены произвольным числом пустых ячеек.

c) на ленте находятся два числа N и Q (N > Q), разделенные одной пустой ячейкой. Напишите программу нахождения разности N - Q.

d) на ленте ^ N меток. Построить такое же количество меток справа от имеющихся через одну пустую.

е) на ленте находятся два числа N и Q, разделенные одной пустой ячейкой. Напишите программу нахождения произведения ^ NQ.

17. 
    Нормальный алгоритм имеет алфавит А = {а, b, с} и систему подстановок: ас → аа, aab → bc, bc → cab. Найти результат применения алгоритма к исходным словам: (1) cbcbba; (2) abccba; (3) accca.
    

Темы рефератов

1. 
   Энтропия сообщения. Пропускная способность канала. Теоремы Шеннона.
   
2. 
   Принципы получения, хранения, обработки и использования информации.
   
3. 
   Схемы из функциональных элементов. Сложность схем. Синтез схем из функциональных элементов для индивидуальных функций.
   
4. 
   Контактные схемы. Простейшие методы синтеза. Контактное дерево.
   
5. 
   Модель АВО: Алгоритмы распознавания, основанные на вычислении оценок.
   
6. 
   Дескриптивный подход к распознаванию и анализу изображений.
   
7. 
   Анализ различных подходов к введению единицы измерения информации.
   
8. 
   История развития информатики как науки.
   
9. 
   Наука информатика, ее современное состояние и перспективы развития.
   
10. 
    Перспективы развития информатизации общества в России.
    
11. 
    История способов накопления, обработки и передачи информации, перспективы их развития.
    
12. 
    Понятие «алгоритма» в математике и информатике, история и современное понимание.
    
13. 
    Применение методов моделирования при решении различных задач.
    
14. 
    Объектно-ориентированные языки программирования.
    
15. 
    Проектирование и разработка программ (метод пошаговой детализации).
    
16. 
    Библиотека методов численного решения алгебраических уравнений.
    

Содержание контрольных мероприятий

Примерный перечень вопросов к экзамену:

1. 
   Объект, предмет, задачи информатики.
   
2. 
   Исторические аспекты развития информатики.
   
3. 
   Место информатики в системе наук.
   
4. 
   Виды информационных процессов, протекающих в образовании.
   
5. 
   Принципы получения информации.
   
6. 
   Принципы хранения информации.
   
7. 
   Принципы обработки и использования информации.
   
8. 
   Понятие информации. Схема передачи информации.
   
9. 
   Понятие сигнала. Аналоговые и дискретные сигналы.
   
10. 
    Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой, основные процессы.
    
11. 
    Теорема Котельникова.
    
12. 
    Сущность энтропийного подхода к измерению количества информации.
    
13. 
    Количественная оценка информации при энтропийном подходе.
    
14. 
    Мера информации по Хартли и Шеннону.
    
15. 
    Основные свойства энтропии.
    
16. 
    Основные понятия теории кодирования.
    
17. 
    Виды кодирования. Побуквенное кодирование.
    
18. 
    Виды кодирования. Разделимые коды.
    
19. 
    Виды кодирования. Префиксные коды.
    
20. 
    Оптимальное равномерное кодирование. Префиксные коды.
    
21. 
    Оптимальное равномерное кодирование. Оптимальные коды Шеннона-Фано.
    
22. 
    Оптимальное равномерное кодирование. Код Хаффмана.
    
23. 
    Теоремы Шеннона о кодировании.
    
24. 
    Основные способы кодирования информации.
    
25. 
    Основные виды алфавитного кодирования.
    
26. 
    Системы счисления, классификация, принципы построения.
    
27. 
    Теорема Шеннона о кодировании.
    
28. 
    Префиксные коды, сущность, принципы формирования.
    
29. 
    Префиксный код Шеннона – Фано.
    
30. 
    Разновидности помехоустойчивых кодов.
    
31. 
    Понятия помехоустойчивость, производительность источника, пропускная способность канала.
    
32. 
    Основные виды помехоустойчивых кодов.
    
33. 
    Общие принципы использования избыточности.
    
34. 
    Связь корректирующей способности кода с кодовым расстоянием. Расстояние Хемминга.
    
35. 
    Коды Хемминга, правила кодирования и декодирования.
    
36. 
    Понятие автомата, принцип работы автомата.
    
37. 
    Способы задания конечных автоматов.
    
38. 
    Общие задачи теории автоматов. Формализация алгоритма.
    
39. 
    Понятие исполнителя алгоритма.
    
40. 
    Формализация понятия алгоритм.
    
41. 
    Машина Поста.
    
42. 
    Машина Тьюринга.
    
43. 
    Нормальные алгоритмы Маркова.
    
44. 
    Рекурсивные функции.
    
45. 
    Основы теории конечных автоматов.
    
46. 
    Способы задания конечных автоматов.
    
47. 
    Общие задачи теории автоматов.
    
48. 
    Автоматы Мили.
    
49. 
    Автоматы Мура.
    
50. 
    Основные понятия теории распознавания образов.
    
51. 
    Классификация систем распознавания образов.
    
52. 
    Основные положения теории распознавания.
    
53. 
    Общая характеристика задач распознавания и их типы.
    
54. 
    Основные определения. Принципы классификации и типы систем распознавания.
    
55. 
    Основные задачи, решаемые в системах распознавания образов.
    
56. 
    Модели систем распознавания образов.
    
57. 
    Математическая теория распознавания образов. Предмет и математические задачи теории распознавания образов.
    
58. 
    Математическая теория распознавания образов. Классификаторы, основанные на байесовской теории решений.
    

.