信息编码实验指导书

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1、《信息编码理论》实验指导书孙可编桂林电子科技大学数学与计算科学学院2016年9月23日实验一信源剩余度计算一、实验目的1、掌握信息熵的计算方法2、掌握文件操作方法以及文件指针操作方法。二、实验课时：2个课时三、实验准备1、熟悉信源熵计算方法；2、熟悉信源剩余压计算方法；3、熟悉文件操作命令。4、熟悉文件指针操作命令。四、实验内容用C语言完成二维信源剩余度的计算程序。（必做）根据信源熵的性质，英语的信源熵的最大值为(比特/符号)，但事实上，由于在英语中的字母并非等概出现(表1)，实际的离散信源熵大概为(比特/符号），有些字母之间还有较强的依赖关系，为了进一步逼近实际情

2、况，可对英语信源进行2维、三维等形式的统计，求得实际的熵，其中（比特/符号），（比特/符号）。容易推知，有依赖关系的字母数越多，输出的序列越接近于实际情况，当依赖关系延伸到无穷远时，信源输出的就是真正的英语。此时可求出马尔可夫信源的极限熵（比特/符号）。对于以上信源冗余度的知识，可以设置如下程序训练。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。在二维统计时，尤其要求对文件的指针操作要熟悉

3、。如读入“newspaper”时，应该依次读入“neewwssppaappeer”，而如果使用fgetc()等命令读文件时，读入的是“newspape”为了依次读入“neewwssppaappeer”，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。五、实验主要步骤二维信源熵程序如下：#include#include#include#defineNULL0intcharge(charc){intn;if(c>=65&&c<=90)c=c+32

4、;if(c>+97&&c<=122){n=c-97;returnn;}elsereturn-1;}voidmain(){intcount[26][26]={0};charzifu1,zifu2;inti,n,m,j;intsum=0;floatq,sum1=0;FILE*fp;If((fp=fopen(“file”,“rb”))==NULL){printf(“can’topenfile!”);exit(0);}while(!feof(fp)){zifu1=fgetc(fp);n=charge(zifu1);if(n!=-1){zifu2=fgetc(fp);m=

5、charge(zifu2);if(m!=-1){count[n][m]++;fseek(fp,-1,1);}}}fclose(fp);for(i=0;i<26;i++)for(j=0;j<26;j++)sum=sum+count[i][j];printf(“thenumberofallthecodeis%d”,sum);q=(float)sum;for(i=0;i<26;i++)for(j=0;j<26;j++){if(j%3==0)printf(“”);printf(“%c%c,%4d,%6.5f%%”,i+97,j+97,count[i][j],coun

6、t[i][j]*100/q);}printf(“”);for(i=0;i<26;i++)for(j=0;j<26;j++)if(count[i][j])sum1=sum1+(float)((count[i][j]/q)*log10(1/(double)(count[i][j]/q))/log10((double)(2)));printf(“信息熵为：H(x)=%f”,sum1);}六、实验实验报告的撰写要求1.写出实验课程名称、课号，任课老师；2.写出姓名、学号、日期；3.写出实验目的、实验内容；4.调试信源的二维剩余度5.写出心得体会实验二香农编码一、

7、实验目的1、掌握香农编码算法。2、了解位运算方法。3、培养编程与上机调试能力。二、实验课时：2个课时三、实验准备Shannon码编码步骤为：1.将信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.四、实验内容程序如下：　#include#include#includedoubleP[6]={0.25,0.1,0.2,0.25,0.15,0.05},Pax[6],machang[6];