信息与编码实验教案Word格式文档下载.docx

1、O 0.0654L 0.029V 0.008A 0.063C 0.023K 0.003N 0.059F,U 0.0225X 0.002I 0.055M 0.021J,Q,Z 0.001R 0.054P 0.0175实验内容：1. 将一大段英文文章作为要统计的样本文件2. 对样本文件进行一维概率统计，并计算出信源熵及冗余度3. 对样本文件进行二维概率统计，并计算出信源熵及冗余度在进行统计时，首先要在程序中打开文件，然后对文件中的字符读入程序中，进行统计。而在二维统计时，尤其要求对文件的指针操作要熟悉。如读入 “newspaper”时，应该依次读入 “ne ew ws sp pa ap pe er

2、”，而如果使用fgetc（）等命令读文件时，读入的是 “ne ws pa pe” 为了依次读入“ne ew ws sp pa ap pe er”，就要求在每次调入fgetc（）等命令后，再将文件指针往后退一步，即要求学生能熟练使用fseek（）命令进行指针定位操作。二维信源熵程序如下：#include math.hstdlib.h#define NULL 0int charge（char c）int n; if（c=65&c+97&=122） n=c-97; return n; else return -1;void main（） int count2626=0; char zifu1,zif

3、u2; int i,n,m,j; int sum=0; float q, sum1=0; FILE *fp; If（fp=fopen（“file”, “rb”）=NULL） printf（“ cant open file!n”）; exit（0）; while（!feof（fp） zifu1=fgetc（fp）; n=charge（zifu1）; if（n!= -1） zifu2=fgetc（fp）; m=charge（zifu2）; if（m! countnm+; fseek（fp,-1,1）; fclose（fp）; for（i=0;i26;i+） for（j=0;jj+） sum=sum

4、+countij; printf（“the number of all the code is %dn”, sum）; q=（float）sum; if（j%3=0） printf（“n”）; printf（“%c%c,%4d, %6.5f% ”,i+97,j+97,countij,countij*100/q）; printf（“n”）; if（countij）sum1=sum1+（float）（countij/q）*log10（1/（double）（countij /q）/log10（double）（2）; printf（“n 信息熵为： H（x）=%fn”, sum1）;实验要求：1） 自

5、己生成一个英文文件，可以在网上找，也可以自己生成。为了保证实验数据的可靠性，数据的量要比较大。为了保证二维信源统计的可靠性，建议文件的英文字符在十万以上。2） 编写一维信源统计程序，得出一维统计频次，计算信源熵及剩余度。3） 编写二维信源统计程序，得出二维统计频次，计算信源熵及剩余度。4） 提交二维信源剩余度的实验报告，及实验体会心得。实验二、香农编码Hfffman编码、Fano编码以及 Shannon编码是重要的统计编码形式，在信源编码中具有重要的作用。由于 Huffman 编码在数据结构课程中已经出现。 因此，选用 Shannon编码为主要练习对象。Shannon 码编码步骤为：1. 将信

6、源的所有符号按概率从大到小排列： 2. 对第个信源符号取整数码长,为取整运算3. 计算累加概率4. 将变换成二进制数，并按步骤2中计算的长度取的二进制系数，组合起来即为的香农码字.程序如下：#includedouble P6=0.25,0.1,0.2,0.25,0.15,0.05,Pax6,machang6; double temp; for（int a=1;a6;a+） for（int i=0;6-a; if（PiPi+1） temp=Pi; Pi=Pi+1; Pi+1=temp; coutPi ;endl; Pax0=0.0; Paxi+1=Paxi+Pi;概率累加和为: coutPaxi

7、 for（i=0; double m=log（1/Pi）/log（2）; if（m-int（m）=0） machangi=log（1/Pi）/log（2）; else machangi=int（m）+1; cout的码长为:machangi0） Paxi=Paxi*2-1; continue; if（Paxi*2-1）=0） Paxi=Paxi*2-1; Paxi=Paxi*2; 1） 熟练掌握香农编码的原理2） 掌握二进制小数的输出方法3） 如果时间允许，建议完成Huffman编码的程序设计。4） 完成香农编码的实验报告及实验心得体会。实验三、循环码循环码是线性分组码的一种，具有较好的数学特

8、征，可以用代数理论对循环码进行研究。在循环码的编码与校验过程中，上多项式的除法是重要环节。在徐士良的常用算法程序集（C语言描述）中，有实系数的多项式除法。对其进行改进，使其系数定义在上，可很好地实现循环编码及校验的要求。完成二进制多项式除法的设计，程序中其中, 在循环码中，只需保留多项式相除的余式即可。下面的程序中， ，最后余式#include stdio.hjiajian（a,b）int a,b; if（a=1&b=1） return（0）; if（a=0&b=1） return（1）; if（a=1&b=0） return（1）;b=0） return（0）;cheng（a,b） chu（

9、a,b） if （a=1& if（a=0） return（0）;void pdiv（p, m, q, n, s, k, r, l）int m,n,k,l,p ,q ,s ,r ; int i,j,mm,ll,kk; i=1; i-） si-1=chu（pll,qn-1）; mm=ll; for （j=1; j p，yi % = p ；如果yi 0；yi += p；（确保运算的对象范围均在（ 0, p ） 上）（iii） 对Step2 对k=1, 2, （i） Step3 输出范德蒙方程组的解x=b./ 看程序之前，请仔细阅读解有限域上范德蒙方程组算法思想，如上/ 运算过程确保每一步运算的数均在

10、（0, p ）内.malloc.hstdlib.hint prime=7 ; /全局变量，确定上限素数void Vandermond（int n,int* x,int* y）; /函数解范德蒙方程组，解即为所要求的系数int Inverse（int xx）; /求逆元void main（） /主函数入口int n=3;int x3=1, 2, 4;int y3=2, 6, 5;Vandermond（n, x, y）; /调用函数求解系数，并存入数组y中void Vandermond（int n,int *x,int *y） /解范德蒙方程组，以获取系数，并存入原数组y中 int yy, xx;

11、 /定义中间变量, 以确保每一步运算中间产生的数均在（0，p）范围内. int temp; / for（int k=0;kk;-i） yy=yi-yi-1; xx=xi-xi-k-1; if（yy%xx=0） yi=yy/xx; /判断xx是否整除yy，否则取yy乘以其逆元 if（yiprime） yi%=prime; else if（ yi =0; -k） for（ int i=k; +i ） temp=yi+1*xk; if（temp prime） temp %= prime; if（temp if（yiyi+=prime;解为 :）;+i） printf（%dt, yi）; /输出系数/ 求x的逆元/ 令i=1，2.p，如果满足x*i%p=1, i即为x的逆元int Inverse（ int xx ） /求xx逆元 if（ xx0 ） xx %= prime; xx += prime; for（ int i=1;prime; i+） temp = xx*i; if（ temp % prime=1 ） return i;return 0;1） 理解有限域的概念及有限域上的四则运算2） 用程序实现有限域上的方程组的解法。3） 完成实验报告及实验心得体会。