课程概览
为什么文件/文件夹压缩后会变小？但为什么多次压缩并不能让文件持续变小、压缩率都有极限？为什么不同压缩软件压缩后的大小不一样？信息在压缩后是如何在设备间传输的？Wi-Fi 路由器和手机基站如何做到与多设备同时通讯？本微科研课题为您解答上述问题，以香农信息论为核心，系统讲解信息度量、编码理论与通信系统设计，培养抽象建模、理论分析与编程实践能力，为后续深造信息工程和计算机科学奠定基础。
学习目标
- 掌握香农信息理论
- 运用无噪源编码知识
- Python 实践文件压缩与解压
- 学习噪声信道下的纠错码
- 了解现代有线 + 无线通信网络架构
- 提升学术英语写作能力
- 构建文书主体段落
逐课课程纲要
01信息论基础：从不确定性到比特
信息熵的物理意义与数学定义、香农（Shannon）理论
02经典无噪源编码
香农编码（Shannon coding）、霍夫曼编码（Huffman coding）、算术编码（Arithmetic coding）
03压缩编程实践
使用 Python 实现上述三个编码，对比压缩率和信息熵
04解压缩编程实践
实现解压缩算法，检验压缩文件在解压后与原始文件一致
05噪声下的通信极限
噪声信道的容量、不同编码受干扰的影响、带宽与信噪比
06抗噪声自纠错编码
汉明距离（Hamming Distance）与现代校验码（LDPC）
07无线信号调制与解调原理
从 2G 到 5G 的发展史：PSK, BPSK, FSK, PAM, QAM, OFDM
08无线信道复用方案
时分复用 TDMA、频分复用 FDMA、码分复用 CDMA
09通讯网络与路由
Dijkstra 路由算法、拥塞控制协议（TCP/IP）
10分析总结
总结实验结果、撰写英文实验报告、后续用于文书主体段落
研究方法与成果表达
- 理论：信息熵、源编码与信道容量。
- 实践：Python 压缩与解压，验证文件一致性。
- 研究表达：比较编码表现并形成报告。
相关录取案例
以下学生做过本课题相关的研究。
