计算机科学技术:信息论与编码考试题库二.docx
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1、计算机科学技术:信息论与编码考试题库二1、问答题(江南博哥)请给出平均码长界定定理及其物理意义。答案:2、填空题多用户信道的信道容量用()来表示。答案:多维空间的一个区域的界限3、判断题狭义的信道编码既是指:信道的检、纠错编码。答案:对4、判断题互信息量I(X;Y)表示收到Y后仍对信源X的不确定度。答案:对5、判断题对于具有归并性能的无燥信道,当信源等概率分布时(p(xi)=1/n),达到信道容量。答案:错6、问答?有两个二元随机变量X和Y,它们的联合概率为PX=0,Y=0=1/8,PX=0,Y=1=3/8,PX=1,Y=1=1/8,PX=1,Y=0=3/8。定义另一随机变量Z=XY,试计算:
2、(1)H(X),H(Y),H(Z),H(XZ),H(YZ),H(XYZ);(2)H(X/Y),H(Y/X),H(X/Z),H(Z/X),H(Y/Z),H(Z/Y),H(X/YZ),H(Y/XZ),H(Z/XY);(3)I(X;Y),I(X;Z),I(Y;Z),I(X;Y/Z),I(Y;Z/X),I(X;Z/Y)。答案:7、填空题平均互信息量I(X;Y)与信源熵和条件熵之间的关系是()。答案:(X;Y)=H(X)-H(X/Y)8、填空题根据输入输出信号的特点,可将信道分成离散信道、连续信道、()信道。答案:半离散或半连续9、填空题单符号离散信源一般用随机变量描述,而多符号离散信源一般用()描述。
3、答案:随机矢量10、填空题信源编码的目的是提高通信的(),信道编码的目的是提高通信的(),加密编码的目的是保证通信的()。答案:有效性;可靠性;安全性11、填空题某离散无记忆信源X,其符号个数为n,则当信源符号呈()分布情况下,信源熵取最大值()。答案:等概;log(n)12、名词解释前向纠错(FEC)答案:是指差错控制过程中是单向的,无须差错信息的反馈。13、名词解释信源编码答案:就是针对信源输出符号序列的统计特性,通过概率匹配的编码方法,将出现概率大的信源符号尽可能编为短码,从而使信源输出的符号序列变换为最短的码字序列针对信源输出符号序列的统计特性,通过概率匹配的编码方法,将出现概率大的信
4、源符号尽可能编为短码,从而使信源输出的符号序列变换为最短的码字序列。14、填空题两个相互独立的随机变量的联合自信息量等于()。答案:两个自信息量之和15、判断题利用状态极限概率和状态一步转移概率来求m阶马尔可夫信源的极限熵。答案:对16、填空题无失真信源编码的中心任务是编码后的信息率压缩接近到()限失真压缩中心任务是在给定的失真度条件下,信息率压缩接近到()。答案:1;217、问答题对于一个一般的通信系统,试给出其系统模型框图,并结合此图,解释数据处理定理。答案:18、填空题最大后验概率译码指的是译码器要在已知r的条件下找出可能性最大的发码(),即令=maxP(r)。答案:作为译码估值19、判
5、断题短期授信指半年以内(含半年)的授信,中长期授信指半年以上的授信。答案:错20、单选设有一个无记忆信源发出符号A和B,已知,发出二重符号序列消息的信源,无记忆信源熵为()。A.0.81bit/二重符号B.1.62bit/二重符号C.0.93bit/二重符号D.1.86bit/二重符号答案:A21、填空题保密系统的密钥量越小,密钥熵H(K)就越(),其密文中含有的关于明文的信息量I(M;C)就越()。答案:小;大22、问答题什么是平均自信息量与平均互信息,比较一下这两个概念的异同?答案:23、名词解释平均失真度答案:定义平均失真度为失真函数的数学期望,及d(xi,yi)在X和Y得联合概率空间P
6、(XY)中的统计平均值:D=ED(xi,yi),起是在平均的意义上,从总体上对整个系统失真情况的描述。24、名词解释无记忆信道答案:在某一时刻信道的输出消息仅与当时的信道输入消息有关,而与前面时刻的信道输入或输出消息无关。25、名词解释信道散布度答案:表示在已知X后,对于输出Y尚存的平均不确定性;26、判断题信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大,信宿收到消息后对信源存在的不确定性就越小,获得的信息量就越小。答案:错27、名词解释码距答案:两个等长码字之间对应码元不相同的数目,称为码距28、填空题按照信息的性质,可以把信息分成()、()和()。答案:语法信息;语义信息;语用信息29、问答题请
7、给出域的定义并说明集合0,1,2可否构成域及其理由。答案:解:域的定义:非空元素集合F,若在F中定义了加和乘两种运算,且满足(1)F关于加法构成Abel群,其加法恒元记为0;(2)F中非零元素全体对乘法构成Abel群,其乘法恒元记为1;(3)加法和乘法间有如下分配律:a(b+c)=ab+ac,(b+c)a=ba+ca,则称F是一个域。或者说,域是一个可换的、有单位元的、非零元素有逆元的环。集合0,1,2可以构成域。对该集合中的元素定义模3加和模3乘这两种运算,完全符合域必须满足的3个条件。30、判断题离散无记忆序列信源中平均每个符号的符号熵等于单个符号信源的符号熵。答案:对31、问答题简述广义
8、的信道编码的分类及各类编码的作用。答案:1、按照信道特性进行划分,信道编码可以分为:以纠独立随机差错为主的信道编码、以纠突发差错为主的信道编码、和纠混合差错的信道编码。2、从功能上看,信道编码可以分为纠错码与检错码两类,纠错码一定能检错,检错吗不一定能纠错,平常所说的纠错码是两者的统称。32、判断题对于BSC信道,信道编码应当是一对一的编码,因此,消息m的长度等于码字c的长度。答案:错33、单选下列不属于消息的是()。A.文字B.信号C.图像D.语言答案:B34、填空题信源编码的主要目的是()。答案:提高通信系统的有效性35、名词解释平稳信源答案:概率分布函数与时间起点无关,平稳信源是有记忆的
9、,记忆的长度有限。36、填空题常用的检纠错方法有()、反馈重发和混合纠错三种。答案:前向纠错37、名词解释失真函数d(xi,yj)答案:是人为规定的,给出规定时应该考虑解决问题的需要以及失真可能引起的损失、风险和主观上感觉的差别等因素。38、问答题在图片传输中,每帧约有2.25106个像素,为了能很好的重现图像,需分16个量度电平,并假设量度电平等概率分布,试计算每分钟传输一帧图片所需信道的带宽(信噪功率比为30dB).答案:39、填空题事物的不确定度是用时间统计发生()来描述的。答案:概率的对数40、填空题L-D编码是一种()的方法。答案:分帧传送冗余位序列41、问答题请给出本原多项式的定义
10、,并用一个实例来说明它的性质。答案:42、填空题互信息I(X;Y)与信息熵H(Y)的关系为:I(X;Y)()(大于、小于或者等于)H(Y)。答案:小于43、填空题1948年,美国数学家()发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文,从而创立了信息论。答案:香农44、判断题非奇异的定长码一定是唯一可译码。答案:错45、单选为提高通信系统传输消息有效性,信源编码采用的方法是()。A.压缩信源的冗余度B.在信息比特中适当加入冗余比特C.研究码的生成矩阵D.对多组信息进行交织处理答案:A46、判断题最大信息传输速率,即:选择某一信源的概率分布(p(xi),使信道所能传送的信息率的最大值。答案:错47、问答
11、题简单介绍哈夫曼编码的步骤。答案:将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列p(x1)p(x2)p(xn)取两个概率最小的符号分别配以0和1,并将这两个概率相加作为一个新符号的概率,与未分配码元的符号重新排队。对重排后的两个概率最小符号重复步骤2的过程。继续上述过程,直到最后两个符号配以0和1为止。从最后一级开始,向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列,即相应的码字。48、判断题N维统计独立均匀分布连续信源的熵是N维区域体积的对数。答案:对49、问答题试问四进制、八进制脉冲所含信息量是二进制脉冲的多少倍?答案:50、问答题简述二元哈夫曼编码的编码步骤。答案:1)将q个信源符号按概率递减的方式排
12、列起来;2)用“0”、“1”码符号分别表示概率最小的两个信源符号,并将这两个概率最小的信源符号合并成一个新的符号,从而得到只包含q-1个符号的新信源,称之为S信源的S1缩减信源;3)将缩减信源中的符号仍按概率大小以递减次序排列,再将其最后两个概率最小的符号合并成一个符号,并分别用“0”、“1”码符号表示,这样又形成了由q-2个符号构成的缩减信源S2;4)依次继续下去,直到缩减信源只剩下两个符号为止,将这最后两个符号分别用“0”、“1”码符号表示;5)从最后一级缩减信源开始,向前返回,沿信源缩减方向的反方向取出所编的码元,得出各信源符号所对应的码符号序列,即为对应信源符号的码字。51、填空题若分
13、组码H阵列列线性无关数为n,则纠错码的最小距离dmin为()。答案:1052、判断题当p(xi)、p(yj/xi)和d(xi,yj)给定后,平均失真度是一个随即变量。答案:错53、填空题平均失真度的下限取0的条件是失真矩阵的()。答案:每一行至少有一个零元素54、填空题信息的基本概念在于它的()。答案:不确定性55、判断题平均互信息量I(X;Y)对于信源概率分布p(xi)和条件概率分布p(yj/xi)都具有凸函数性。答案:对56、单选固定总价合同一般适用于()工程。A.设计图纸完整齐备B.工程规模小,工期短C.技术复杂D.工程量大答案:B57、填空题不可能事件的自信息量是(),必然事件的自信息
14、是()。答案:;058、问答题简述最大离散熵定理。对于一个有m个符号的离散信源,其最大熵是多少?答案:59、问答题从大量统计资料知道,男性中红绿色盲的发病率为7%,女性发病率为0.5%.如果你问一位男士:“你是否是红绿色盲?”他的回答可能是:“是”,也可能“不是”。问这两个回答中各含有多少信息量?平均每个回答中各含有多少信息量?如果你问一位女士,则她的答案中含有多少平均信息量?答案:60、填空题设的取值受限于有限区间a,b,则X服从()分布时,其熵达到最大;如X的均值为,方差受限为,则X服从高斯分布时,其熵达到最大。答案:均匀;61、填空题不可能事件的自信息量是()。答案:62、判断题信源熵具
15、有严格的下凸性。答案:错63、填空题信息论是应用近代数理统计方法研究信息的传输、存储与处理的科学,故称为();1948年香农在贝尔杂志上发表了两篇有关的“通信的数学理论”文章,该文用熵对信源的()的度量,同时也是衡量()大小的一个尺度;表现在通信领域里,发送端发送什么有一个不确定量,通过信道传输,接收端收到信息后,对发送端发送什么仍然存在一个不确定量,把这两个不确定量差值用()来表示,它表现了通信信道流通的(),若把它取最大值,就是通信线路的(),若把它取最小值,就是()。答案:3;4;5;6;7;8;964、填空题设信道输入端的熵为H(X),输出端的熵为H(Y),该信道为无噪有损信道,则该信
16、道的容量为()答案:MaxH(Y)65、判断题在游程编码过程中,“0”游程和“1”游程应分别编码,因此,它们的码字不能重复。答案:错66、填空题等重码可以检验()。答案:全部的奇数位错和部分的偶数位错67、判断题可以用克劳夫特不等式作为唯一可译码存在的判据。答案:对68、判断题多用户信道的信道容量不能用一个数来代表。答案:对69、单选二进制通信系统使用符号0和1,由于存在失真,传输时会产生误码,用符号表示下列事件,u0:一个0发出u1:一个1发出v0:一个0收到v1:一个1收到则已知收到的符号,被告知发出的符号能得到的信息量是()。A.H(U/V)B.H(V/U)C.H(U,V)D.H(UV)
17、答案:A70、填空题连续信源或模拟信号的信源编码的理论基础是()。答案:限失真信源编码定理71、填空题假设每个消息的发出都是等概率的,四进制脉冲所含信息量是二进制脉冲的()倍。答案:272、填空题在无失真的信源中,信源输出由()来度量;在有失真的信源中,信源输出由()来度量。答案:H(X);R(D)73、填空题自信息量的单位一般有()。答案:比特、奈特和哈特74、填空题自信息量表征信源中各个符号的不确定度,信源符号的概率越大,其自信息量越()答案:小75、填空题设有一个离散无记忆平稳信道,其信道容量为C,只要待传送的信息传输率R()C(大于、小于或者等于),则存在一种编码,当输入序列长度n足够
18、大,使译码错误概率任意小。答案:小于76、问答题设某彩电系统,除了满足对于黑白电视系统的上述要求外,还必须有30个不同的色彩度。试证明传输这种彩电系统的信息率要比黑白系统的信息率大2.5倍左右。答案:77、问答题简述费诺编码的编码步骤。答案:费诺编码的步骤:1)信源符号以概率递减的次序排列起来;2)将排列好的信源符号按概率值划分成两大组,使每组的概率之和接近于相等,并对每组各赋予一个二元码符号“0”和“1”;3)将每一大组的信源符号再分成两组,使划分后的两个组的概率之和接近于相等,再分别赋予一个二元码符号;4)依次下去,直至每个小组只剩一个信源符号为止5)信源符号所对应的码字即为费诺码。78、
19、填空题对具有8个消息的单符号离散无记忆信源进行4进制哈夫曼编码时,为使平均码长最短,应增加()个概率为0的消息。答案:279、问答题简述离散信源和连续信源的最大熵定理。答案:离散无记忆信源,等概率分布时熵最大。连续信源,峰值功率受限时,均匀分布的熵最大。平均功率受限时,高斯分布的熵最大。均值受限时,指数分布的熵最大。80、判断题信道无失真传递信息的条件是信息率小于信道容量。答案:对81、填空题游程序列的熵()原二元序列的熵。答案:等于82、问答题请给出信源编码器的主要任务以及对信源编码的基本要求。答案:解:信源编码器的主要任务是完成输入消息集合与输出代码集合之间的映射。对信源编码有如下基本要求
20、:(1)选择合适的信道基本符号,以使映射后的代码适应信道。例如,ASCII码选用了16进制数。(2)寻求一种方法,把信源发出的消息变换成相应的代码组。这种方法就是编码,变换成的代码就是码字。(3)编码应使消息集合与代码组集合中的元素一一对应。83、判断题m阶马尔可夫信源和消息长度为m的有记忆信源,其所含符号的依赖关系相同答案:错84、判断题信源X的概率分布为P(X)=1/2,1/3,1/6,信源Y的概率分布为P(Y)=1/3,1/2,1/6,则信源X和Y的熵相等。答案:对85、判断题连续信源和离散信源都具有可加性。答案:对86、判断题连续信源和离散信源的平均互信息都具有非负性。答案:对87、填
21、空题如某线性分组码的最小汉明距dmin=4,则该码最多能检测出()个随机错,最多能纠正()个随机错。答案:3;188、填空题信息的()是建立信息论的基础。答案:可度量性89、判断题某一信源,不管它是否输出符号,只要这些符号具有某些概率特性,就有信息量。答案:错90、填空题根据码字所含的码元的个数,编码可分为()编码和()编码。答案:定长;变长91、判断题当随即变量X和Y相互独立时,条件熵等于信源熵。答案:对92、填空题信源的冗余度来自两个方面,一是信源符号之间的(),二是信源符号分布的()。答案:相关性;不均匀性93、填空题“冗余变换”即:将一个冗余序列转换成一个二元序列和一个()。答案:缩短
22、了的多元序列94、名词解释输出对称矩阵答案:转移概率矩阵的每一列都是第一列的置换(包含同样元素),则该矩阵称为输出对称矩阵。95、问答题写出香农公式,并说明其物理意义。当信道带宽为5000Hz,信噪比为30dB时求信道容量。答案:96、填空题求解率失真函数的问题,即:在给定失真度的情况下,求信息率的()。答案:极小值97、判断题率失真函数没有最大值。答案:错98、判断题离散平稳有记忆信源符号序列的平均符号熵随着序列长度L的增大而增大。答案:错99、填空题信息率失真函数,简称为率失真函数,即:试验信道中的平均互信息量的()。答案:最小值100、判断题求解率失真函数的问题,即:在给定失真度的情况下
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