Sllabus-符号理論

符号理論

科目
符号理論
区分
情報通信工学科科目群

授業コード
54311
開設セメスター
6S

曜日・時限
秋　火/34
単位数
2単位

担当者名
小林　由紀男

授業の概要
ディジタル通信技術やデータ通信技術の普及と共に，通信系に生じる諸問題に情報理論の果たした大きな役割である情報通信の高速化・高品質化・安全化に関する基本理念とその応用技法を学びます．その実践的技術の本質は，情報通信の高速化を目的とするデータ圧縮を目的とした『情報源符号化』，通信の品質を保証する『誤り制御符号』(誤り訂正符号・誤り検出符号)，通信データのセキュリティに必要な『暗号化』技術として実現されてます．これら符号化法それぞれについて講義します．主として通信ネットワークを学ぶ学生を対象としています．．

到達目標
情報通信系の諸問題を情報理論はどのように解決したかを理解した上で，（１）ハフマン符号・ランレングス符号・自己参照型符号など，通信ネットワークの高速化を実現するのための情報源符号化，（２）ハミング符号・巡回符号・ＢＣＨ符号など，情報通信の過程で混入するエラーを制御する通信路符号化，（３）ＲＳＡ暗号・ＤＥＳなど，ネットワークやコンピュータのセキュリティを高める暗号化法を理解する．この応用として、高速・正確・安全な通信方式の設計・プログラム化・シミュレーションが出来ることを目標とする。下記の教科書・参考書・配付資料の中で、授業で重点指定したものが８０％程度，自ら設計・プログラム化できること．

授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって

第1回目
情報・符号・暗号授業の概要説明．情報理論と符号化の目的シラバスの確認．教科書1-1～1-5

第2回目
情報通信と情報理論確率の基礎と情報量．情報源・通信路トエントロピー前回配布の資料・教科書2-1～2-4
情報理論配付資料

第3回目
情報源符号化情報源符号化定理，データ圧縮，平均符号長前回配布の資料・教科書3-1～3-4

第4回目
データ圧縮－Ⅰ コンパクト符号，ハフマン符号　　　　【小テスト】前回配布の資料・教科書3-3～3-5
小テスト範囲：授業第１回～第３回

第5回目
データ圧縮－Ⅱ ランレングス符号，モディファイドハフマン符号前回配布の資料

第6回目
データ圧縮－Ⅲ ジフ・レンペル符号　他前回配布の資料

第7回目
情報理論復習：通信路通信系のモデルと通信路容量　　　【小テスト】教科書4-1～4-4
小テスト範囲：授業第4回～第6回

第8回目
通信路符号化通信路符号化定理，最尤復号法前回配布の資料・教科書4-4～4-5
情報理論配付資料

第9回目
線形符号と線形空間誤り訂正・検出，ハミング符号，線形空間前回配布の資料・教科書5-1～5-2

第10回目
巡回符号巡回符号，多項式代数，ガロア体前回配布の資料・教科書5-1～5-4

第11回目
ＢＣＨ符号ＢＣＨ符号の構成，ＢＣＨ符号の復号法　【小テスト】前回配布の資料・教科書5-3～5-4
小テスト範囲：授業第7回～第10回

第12回目
その他の誤り訂正符号たたみ込み符号やその他の符号前回配布の資料・教科書5-5

第13回目
セキュリティと暗号セキュリティ技術と暗号(公開鍵／秘密鍵)，ＤＥＳ前回配布の資料

第14回目
ＲＳＡ暗号整数論，ＲＳＡ暗号，ＬＬ暗号前回配布の資料

第15回目
期末試験３種類の符号の目的及び符号化・復号化配布資料・教科書・小テスト問題

教科書
情報・符号理論の基礎／汐崎　陽／(株)国民科学社／2000円＋税
必要に応じてプリントを配布する．

参考文献
情報理論のエッセンス／平田　廣則／昭晃堂／2700円＋税
現代暗号／岡本龍明・山本博資／産業図書／3800円＋税
http://rironnew.inf.eng.tamagawa.ac.jp/index.html

成績評価方法
小テスト（30％），期末試験（50％），授業でのアクティビティー（質問・発表等）で2０％，合計を100点満点とします．試験は，それぞれの符号そのものに対する理解度とそれらを実現するための符号構成の実務能力に着目してその到達度を評価します．成績は所定の規則通り，ＳＡＢＣＦで評価しますが，出席が3/4に満たないものは期末の定期試験の受験資格を失いますので，合計は50点以下(つまりＦ）になります．

そのほか受講者への指示／メッセージ
符号化法は情報セキュリティ技術者にとっての基本技術の一つです．新聞や雑誌を注意深く読むと，符号理論が実際の社会でどのように使われているかがよくわかりますので，情報ネットワークや情報管理システムにおける符号理論の応用技術に関心を持ち，符号化法を自分で考えられる能力と探究心を養ってほしい．また，符号を実際に構成し，シミュレーション実験で検証して，試行錯誤を繰り返しながら設計出来るスキルを確実なものにしてほしい．

更新日：02/08/2004

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科目	符号理論	区分	情報通信工学科科目群
授業コード	54311	開設セメスター	6S
曜日・時限	秋　火/34	単位数	2単位
担当者名	小林　由紀男

授業計画	テーマ	内容	授業を受けるにあたって
第1回目	情報・符号・暗号	授業の概要説明．情報理論と符号化の目的	シラバスの確認．教科書1-1～1-5
第2回目	情報通信と情報理論	確率の基礎と情報量．情報源・通信路トエントロピー	前回配布の資料・教科書2-1～2-4 情報理論配付資料
第3回目	情報源符号化	情報源符号化定理，データ圧縮，平均符号長	前回配布の資料・教科書3-1～3-4
第4回目	データ圧縮－Ⅰ	コンパクト符号，ハフマン符号　　　　【小テスト】	前回配布の資料・教科書3-3～3-5 小テスト範囲：授業第１回～第３回
第5回目	データ圧縮－Ⅱ	ランレングス符号，モディファイドハフマン符号	前回配布の資料
第6回目	データ圧縮－Ⅲ	ジフ・レンペル符号　他	前回配布の資料
第7回目	情報理論復習：通信路	通信系のモデルと通信路容量　　　【小テスト】	教科書4-1～4-4 小テスト範囲：授業第4回～第6回
第8回目	通信路符号化	通信路符号化定理，最尤復号法	前回配布の資料・教科書4-4～4-5 情報理論配付資料
第9回目	線形符号と線形空間	誤り訂正・検出，ハミング符号，線形空間	前回配布の資料・教科書5-1～5-2
第10回目	巡回符号	巡回符号，多項式代数，ガロア体	前回配布の資料・教科書5-1～5-4
第11回目	ＢＣＨ符号	ＢＣＨ符号の構成，ＢＣＨ符号の復号法　【小テスト】	前回配布の資料・教科書5-3～5-4 小テスト範囲：授業第7回～第10回
第12回目	その他の誤り訂正符号	たたみ込み符号やその他の符号	前回配布の資料・教科書5-5
第13回目	セキュリティと暗号	セキュリティ技術と暗号(公開鍵／秘密鍵)，ＤＥＳ	前回配布の資料
第14回目	ＲＳＡ暗号	整数論，ＲＳＡ暗号，ＬＬ暗号	前回配布の資料
第15回目	期末試験	３種類の符号の目的及び符号化・復号化	配布資料・教科書・小テスト問題

教科書	情報・符号理論の基礎／汐崎　陽／(株)国民科学社／2000円＋税必要に応じてプリントを配布する．
参考文献	情報理論のエッセンス／平田　廣則／昭晃堂／2700円＋税現代暗号／岡本龍明・山本博資／産業図書／3800円＋税 http://rironnew.inf.eng.tamagawa.ac.jp/index.html
成績評価方法	小テスト（30％），期末試験（50％），授業でのアクティビティー（質問・発表等）で2０％，合計を100点満点とします．試験は，それぞれの符号そのものに対する理解度とそれらを実現するための符号構成の実務能力に着目してその到達度を評価します．成績は所定の規則通り，ＳＡＢＣＦで評価しますが，出席が3/4に満たないものは期末の定期試験の受験資格を失いますので，合計は50点以下(つまりＦ）になります．
そのほか受講者への指示／メッセージ	符号化法は情報セキュリティ技術者にとっての基本技術の一つです．新聞や雑誌を注意深く読むと，符号理論が実際の社会でどのように使われているかがよくわかりますので，情報ネットワークや情報管理システムにおける符号理論の応用技術に関心を持ち，符号化法を自分で考えられる能力と探究心を養ってほしい．また，符号を実際に構成し，シミュレーション実験で検証して，試行錯誤を繰り返しながら設計出来るスキルを確実なものにしてほしい．