海尔集团CEO张瑞敏.ppt
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1、第二章第二章 信源熵信源熵 海尔集团CEO张瑞敏,在一次中层干部会上提出这样一个问题:“石头怎样才能在水上漂起来?”12/12/20221读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵No Chance Stay For You!n n孙子兵法曰:“激水之疾,至于漂石者,势也”速度决定了石头能否漂起来n n早起的鸟儿有虫吃,赶在别人前头,不要停下来,这是竞争者的状态,也是胜者的状态。如果成功有捷径的话,那就是飞,时刻准备飞!没有机会为你停留没有机会为你停留!12/12/20222读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人
2、清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵第二章总结(1)单符号离散信源单符号离散信源 信息量信息量l自信息、条件自信息概念、性质、计算自信息、条件自信息概念、性质、计算l互信息、条件互信息概念、性质、计算互信息、条件互信息概念、性质、计算 互信息的三种表达方式(输入端、输出端、系统总体)互信息的三种表达方式(输入端、输出端、系统总体)熵熵l信息熵的概念、性质、计算信息熵的概念、性质、计算 无条件熵、条件熵(信道疑义度、噪声熵)无条件熵、条件熵(信道疑义度、噪声熵)l平均互信息概念、性质、计算平均互信息概念、性质、计算平均互信息的三种表达方式平均互信息的三种表达方式平均互信息的凸函数性平均互信
3、息的凸函数性pI(X;Y)是是p(xi)的上凸函数的上凸函数pI(X;Y)是是p(yj/xi)的上凸函数的上凸函数 数据处理定理概念数据处理定理概念 理解各种熵之间的关系理解各种熵之间的关系12/12/20223读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵(2)多符号离散信源多符号离散信源 离散平稳无记忆信源概念、计算离散平稳无记忆信源概念、计算 离散平稳有记忆信源概念、简单计算离散平稳有记忆信源概念、简单计算 条件熵、极限熵概念、简单计算条件熵、极限熵概念、简单计算 马尔可夫信源概念、极限熵计算马尔可夫信源概念、极限熵计算 信源冗余度
4、概念、通信效率与可靠性的关系信源冗余度概念、通信效率与可靠性的关系(3)连续信源连续信源 概念、与离散信源的比较和区别、简单计算概念、与离散信源的比较和区别、简单计算 理解最大连续熵定理理解最大连续熵定理 熵功率的概念熵功率的概念(4)离散无失真信源编码定理离散无失真信源编码定理 定长编码定理定长编码定理 变长编码定理变长编码定理12/12/20224读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题12.1.设有设有12枚同值硬币,其中有一枚为假币,且枚同值硬币,其中有一枚为假币,且只知道假币的重量与真币的重量不同,但不知只知道
5、假币的重量与真币的重量不同,但不知究竟是重还是轻。现采用天平比较左右两边轻究竟是重还是轻。现采用天平比较左右两边轻重的方法来测量(因无砝码)。为了在天平上重的方法来测量(因无砝码)。为了在天平上称出哪一枚是假币,试问至少必须称多少次?称出哪一枚是假币,试问至少必须称多少次?12/12/20225读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题1解答:在解答:在解答:在解答:在1212枚同值硬币中,哪一枚是假币,假币的重量是比真币的重枚同值硬币中,哪一枚是假币,假币的重量是比真币的重枚同值硬币中,哪一枚是假币,假币的重量是比真币的
6、重枚同值硬币中,哪一枚是假币,假币的重量是比真币的重量重还是轻,都是量重还是轻,都是量重还是轻,都是量重还是轻,都是“无知无知无知无知”、“不确定的不确定的不确定的不确定的”。而用天平比较左右。而用天平比较左右。而用天平比较左右。而用天平比较左右两边轻重的测量方法,每测一次,能获得一定的信息量,能消除两边轻重的测量方法,每测一次,能获得一定的信息量,能消除两边轻重的测量方法,每测一次,能获得一定的信息量,能消除两边轻重的测量方法,每测一次,能获得一定的信息量,能消除部分不确定性,则就能确定出其中一枚假币及其重量。因此,部分不确定性,则就能确定出其中一枚假币及其重量。因此,部分不确定性,则就能确
7、定出其中一枚假币及其重量。因此,部分不确定性,则就能确定出其中一枚假币及其重量。因此,设设设设“在在在在1212枚同值硬币中,某一枚为假币枚同值硬币中,某一枚为假币枚同值硬币中,某一枚为假币枚同值硬币中,某一枚为假币”这事件为这事件为这事件为这事件为 ,其出现的概其出现的概其出现的概其出现的概率为率为率为率为 又设又设又设又设“假币的重量比真币的重量是重或轻假币的重量比真币的重量是重或轻假币的重量比真币的重量是重或轻假币的重量比真币的重量是重或轻”这事件为这事件为这事件为这事件为 ,其出现,其出现,其出现,其出现的概率为的概率为的概率为的概率为 事件事件事件事件 的不确定性为的不确定性为的不确
8、定性为的不确定性为 事件事件事件事件 的不确定性为的不确定性为的不确定性为的不确定性为12/12/20226读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题1 要发现某假币并知其比真币重还是轻所需的信息量就要发现某假币并知其比真币重还是轻所需的信息量就要发现某假币并知其比真币重还是轻所需的信息量就要发现某假币并知其比真币重还是轻所需的信息量就是要消除这两个事件的不确定性。因为这两个事件是是要消除这两个事件的不确定性。因为这两个事件是是要消除这两个事件的不确定性。因为这两个事件是是要消除这两个事件的不确定性。因为这两个事件是统计独
9、立事件,所以需要获得的信息量为统计独立事件,所以需要获得的信息量为统计独立事件,所以需要获得的信息量为统计独立事件,所以需要获得的信息量为 而在天平上称一次能判断出三种情况:重、轻和相等,而在天平上称一次能判断出三种情况:重、轻和相等,而在天平上称一次能判断出三种情况:重、轻和相等,而在天平上称一次能判断出三种情况:重、轻和相等,这事件为这事件为这事件为这事件为 。这三种情况是等概率的。其概率为。这三种情况是等概率的。其概率为。这三种情况是等概率的。其概率为。这三种情况是等概率的。其概率为 。所以,天平测一次能获得的信息量(即消除的不确定所以,天平测一次能获得的信息量(即消除的不确定所以,天平
10、测一次能获得的信息量(即消除的不确定所以,天平测一次能获得的信息量(即消除的不确定性)为性)为性)为性)为 则至少必须称的次数为则至少必须称的次数为则至少必须称的次数为则至少必须称的次数为 因此至少必须称三次。因此至少必须称三次。因此至少必须称三次。因此至少必须称三次。12/12/20227读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题22.2.同时扔一对均匀的骰子,当得知同时扔一对均匀的骰子,当得知“两骰子面两骰子面朝上点数之和为朝上点数之和为2”或或“面朝上点数之和为面朝上点数之和为8”或或“骰子面朝上点数是骰子面朝上点数
11、是3和和4时时”,试问这三种情,试问这三种情况分别获得多少信息量?况分别获得多少信息量?12/12/20228读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题2解答:骰子一共有六面,某一骰子扔得某一点数面朝解答:骰子一共有六面,某一骰子扔得某一点数面朝解答:骰子一共有六面,某一骰子扔得某一点数面朝解答:骰子一共有六面,某一骰子扔得某一点数面朝上的概率是相等的,均为上的概率是相等的,均为上的概率是相等的,均为上的概率是相等的,均为1/61/6。两骰子面朝上点数的。两骰子面朝上点数的。两骰子面朝上点数的。两骰子面朝上点数的状态共有状
12、态共有状态共有状态共有3636种,其中任一状态出现都是等概率的,种,其中任一状态出现都是等概率的,种,其中任一状态出现都是等概率的,种,其中任一状态出现都是等概率的,出现概率为出现概率为出现概率为出现概率为1/361/36。(1)(1)设设设设“两骰子面朝上点数之和为两骰子面朝上点数之和为两骰子面朝上点数之和为两骰子面朝上点数之和为2”2”是事件是事件是事件是事件A,A,点数之和点数之和点数之和点数之和为为为为2 2的只有一种的只有一种的只有一种的只有一种(1+1)(1+1),故有,故有,故有,故有(2)(2)设设设设“两骰子面朝上点数之和为两骰子面朝上点数之和为两骰子面朝上点数之和为两骰子面
13、朝上点数之和为8”8”是事件是事件是事件是事件B,B,点数之和点数之和点数之和点数之和为为为为8 8的有的有的有的有5 5种种种种(2+6(2+6,6+2 6+2,4+44+4,3+53+5,5+3)5+3)12/12/20229读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题2(3)(3)设设设设“骰子面朝上点数是骰子面朝上点数是骰子面朝上点数是骰子面朝上点数是3 3和和和和4 4时时时时”是事件是事件是事件是事件C,C,点数为点数为点数为点数为3 3和和和和4 4的状态只有两种,即的状态只有两种,即的状态只有两种,即的状态只
14、有两种,即3 3、4 4和和和和4 4、3 312/12/202210读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题32.5.一幅充分洗乱了的牌(含一幅充分洗乱了的牌(含一幅充分洗乱了的牌(含一幅充分洗乱了的牌(含5252张牌),试问张牌),试问张牌),试问张牌),试问 (1)(1)任一特定排列所给出的信息量是多少?任一特定排列所给出的信息量是多少?任一特定排列所给出的信息量是多少?任一特定排列所给出的信息量是多少?(2)(2)若从中抽取若从中抽取若从中抽取若从中抽取1313张牌,所给出的点数都不相同张牌,所给出的点数都不相同
15、张牌,所给出的点数都不相同张牌,所给出的点数都不相同能得到多少信息量?能得到多少信息量?能得到多少信息量?能得到多少信息量?12/12/202211读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题3解答解答解答解答:(1)(1)任意排列共有任意排列共有任意排列共有任意排列共有 种,则任一排列的自信息量种,则任一排列的自信息量种,则任一排列的自信息量种,则任一排列的自信息量为:为:为:为:(2)(2)应将点数相同花色不同的牌看作一类,则任意抽取应将点数相同花色不同的牌看作一类,则任意抽取应将点数相同花色不同的牌看作一类,则任意抽取
16、应将点数相同花色不同的牌看作一类,则任意抽取的的的的1313张牌应在张牌应在张牌应在张牌应在1313类种分别进行。其概率为类种分别进行。其概率为类种分别进行。其概率为类种分别进行。其概率为 信息量为:信息量为:信息量为:信息量为:12/12/202212读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题412/12/202213读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交谈使人清醒第二章第二章 信源熵信源熵作业题作业题412/12/202214读书使人充实读书使人充实 思考使人深邃思考使人深邃 交谈使人清醒交
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