Difference between revisions of "Information Theory"

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Seit den ersten Anfängen der Nachrichtenübertragung als naturwissenschaftliche Disziplin war es das Bestreben vieler Ingenieure und Mathematiker, ein quantitatives Maß zu finden für die in
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Since the early beginnings of communications as an engineering discipline, many engineers and mathematicians have sought to find a quantitative measure of
*einer  $\rm Nachricht$  (hierunter verstehen wir „eine Zusammenstellung von Symbolen und/oder Zuständen“)
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*the $\rm Information$  (in general: "the knowledge of something") contained in a  $\rm message$  (here we understand "a collection of symbols and/or states").  
*enthaltene  $\rm Information$  (ganz allgemein: „die Kenntnis über irgend etwas“).  
 
  
  
Die (abstrakte) Information wird durch die (konkrete) Nachricht mitgeteilt und kann als Interpretation einer Nachricht aufgefasst werden.  
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The (abstract) information is communicated by the (concrete) message and can be seen as an interpretation of a message.  
  
[https://de.wikipedia.org/wiki/Claude_Shannon Claude Elwood Shannon]  gelang es 1948, eine in sich konsistente Theorie über den Informationsgehalt von Nachrichten zu begründen, die zu ihrer Zeit revolutionär war und ein neues, bis heute hochaktuelles Wissenschaftsgebiet kreierte:  die nach ihm benannte  $\text{Shannonsche Informationstheorie}$.
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[https://de.wikipedia.org/wiki/Claude_Shannon Claude Elwood Shannon]  succeeded in 1948 in establishing a consistent theory of the information content of messages, which was revolutionary in its time and created a new, still highly topical field of science:  the theory named after him  $\text{Shannon's Information Theory}$.
  
Der Lehrstoff entspricht einer  $\text{Vorlesung mit zwei Semesterwochenstunden (SWS) und einer SWS Übungen}$.
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The course material corresponds to a  $\text{lecture with two semester hours per week (SWS) and one SWS exercise}$.
  
Hier zunächst eine Inhaltsübersicht anhand der  $\text{vier Hauptkapitel}$  mit insgesamt  $\text{13 Einzelkapiteln}$.   
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Here is a table of contents based on the  $\text{four main chapters}$  with a total of  $\text{13 individual chapters}$.   
 
   
 
   
  
===Inhalt===
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===Contents===
 
{{Collapsible-Kopf}}
 
{{Collapsible-Kopf}}
{{Collapse1| header=Entropie wertdiskreter Nachrichtenquellen
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{{Collapse1| header=Entropy of Discrete Sources
 
| submenu=  
 
| submenu=  
*[[/Gedächtnislose Nachrichtenquellen/]]
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*[[/Discrete Memoryless Sources/]]
*[[/Nachrichtenquellen mit Gedächtnis/]]
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*[[/Discrete Sources with Memory/]]
*[[/Natürliche wertdiskrete Nachrichtenquellen/]]
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*[[/Natural Discrete Sources/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse2 | header=Quellencodierung - Datenkomprimierung
+
{{Collapse2 | header=Source Coding - Data Compression
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Allgemeine Beschreibung/]]
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*[[/General Description/]]
*[[/Komprimierung nach Lempel, Ziv und Welch/]]
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*[[/Compression According to Lempel, Ziv and Welch/]]
*[[/Entropiecodierung nach Huffman/]]
+
*[[/Entropy Coding According to Huffman/]]
*[[/Weitere Quellencodierverfahren/]]
+
*[[/Further Source Coding Methods/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse3 | header=Information zwischen zwei wertdiskreten Zufallsgrößen
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{{Collapse3 | header=Mutual Information Between Two Discrete Random Variables
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Einige Vorbemerkungen zu zweidimensionalen Zufallsgrößen/]]
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*[[/Some Preliminary Remarks on Two-Dimensional Random Variables/]]
*[[/Verschiedene Entropien zweidimensionaler Zufallsgrößen/]]
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*[[/Different Entropy Measures of Two-Dimensional Random Variables/]]
*[[/Anwendung auf die Digitalsignalübertragung/]]
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*[[/Application to Digital Signal Transmission/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse4 | header=Wertkontinuierliche Informationstheorie
+
{{Collapse4 | header=Information Theory for Continuous Random Variables
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Differentielle Entropie/]]
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*[[/Differential Entropy/]]
*[[/AWGN–Kanalkapazität bei wertkontinuierlichem Eingang/]]
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*[[/AWGN Channel Capacity for Continuous Input/]]
*[[/AWGN–Kanalkapazität bei wertdiskretem Eingang/]]
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*[[/AWGN Channel Capacity for Discrete Input/]]
 
}}
 
}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
  
Neben diesen Theorieseiten bieten wir auch Aufgaben und multimediale Module an, die zur Verdeutlichung des Lehrstoffes beitragen könnten:
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In addition to these theory pages, we also offer Exercises and multimedia modules that could help to clarify the teaching material:
*[https://en.lntwww.de/Kategorie:Aufgaben_zu_Informationstheorie $\text{Aufgaben}$]
+
*[https://en.lntwww.de/Kategorie:Aufgaben_zu_Informationstheorie $\text{Exercises}$]
*[[LNTwww:Lernvideos_zu_Informationstheorie|$\text{Lernvideos}$]]
+
*[[LNTwww:Lernvideos_zu_Informationstheorie|$\text{Learning videos}$]]
*[[LNTwww:HTML5-Applets_zu_Informationstheorie|$\text{neu gestaltete Applets}$]], basierend auf HTML5, auch auf Smartphones lauffähig
+
*[[LNTwww:HTML5-Applets_zu_Informationstheorie|$\text{redesigned applets}$]], based on HTML5, also executable on smartphones
*[[LNTwww:SWF-Applets_zu_Informationstheorie|$\text{frühere Applets}$]], basierend auf SWF, lauffähig nur unter WINDOWS mit ''Adobe Flash Player''.
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*[[LNTwww:SWF-Applets_zu_Informationstheorie|$\text{former Applets}$]], based on SWF, executable only under WINDOWS with ''Adobe Flash Player''.
  
 
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$\text{Weitere Links:}$
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$\text{More links:}$
 
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$(1)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Literaturempfehlung_zu_Stochastische_Signaltheorie|$\text{Literaturempfehlungen zum Buch}$]]
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$(1)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Literaturempfehlung_zu_Informationstheorie|$\text{Recommended literature for the book}$]]
  
$(2)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Weitere_Hinweise_zum_Buch_Signaldarstellung|$\text{Allgemeine Hinweise zum Buch}$]] &nbsp; (Autoren,&nbsp; Weitere Beteiligte,&nbsp; Materialien als Ausgangspunkt des Buches,&nbsp; Quellenverzeichnis)
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$(2)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Weitere_Hinweise_zum_Buch_Informationstheorie|$\text{General notes about the book}$]] &nbsp; (Authors,&nbsp; other participants,&nbsp; materials as a starting point for the book,&nbsp; list of sources)
 
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[[LNTwww:Autoren#Stochastische Signaltheorie|$\text{Hinweise zu den Autoren und den Materialien, von denen bei der Erstellung des Buches ausgegangen wurde}$]].
 
 
$\text{Empfohlene Literatur:}$
 
 
*Abel, J.: Grundlagen des Burrows-Wheeler-Kompressionsalgorithmus, Informatik - Forschung und Entwicklung , 18, Nr. 2, S. 80–87, 2004
 
*Ahlswede, R.; Ahlswede, A.; Althöfer, I.; Deppe, Ch.; Tamm, U. (Hrsg.): Storing and Transmitting Data. Springer International Publishing, 2014
 
*Blahut, R. E.: Principles and Practice of Information Theory. 4. Aufl. Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1991. ISBN 978-0-20110-709-8
 
*Bodden, E.; Clasen, M.; Kneis, J.: Algebraische Kodierung. Proseminar. Lehrstuhl für Informatik IV, RWTH Aachen, 2002
 
*Cover, T. M.; Thomas, J. A.: Elements of Information Theory. 2. Aufl. Hoboken, N.J: Wiley-Interscience, 2006. ISBN 978-0-47124-195-9
 
*Csiszar, I.; Körner, J.: Information Theory: Coding Theorems for Discrete Memoryless System. Cambridge University Press, 2. Auflage, 2011.  ISBN: 978-0-52119-681-9
 
*Fano, R. M.: Transmission of Information: A Statistical Theory of Communication. Cambridge, Mass.: MIT Press, 1968. ISBN 978-0-26256-169-3
 
*Forney, G. D.: Information Theory. Stanford University, 1972
 
*Friedrichs, B.: Kanalcodierung. Grundlagen und Anwendungen in modernen Kommunikationssystemen. Berlin u.a.: Springer, 1996. ISBN 3-540-58232-0
 
*Gallager, R. G.: Information Theory and Reliable Communication. New York NY u.a.: Wiley, 1968. ISBN 0-471-29048-3
 
*Hartley, R. V. L.: Transmission of Information. In: Bell System Technical Journal , 7, Nr. 3, pp. 535, 1928
 
*Johannesson, R.: Informationstheorie - Grundlage der (Tele-)Kommunikation. Bonn u.a.: Addison-Wesley, 1992. ISBN 3-89319-465-7
 
*Kramer, G.: Information Theory. Vorlesungsmanuskript, Lehrstuhl für Nachrichtentechnik. München: TU München, 2016
 
*Küpfmüller, K.: Die Entropie der deutschen Sprache, Fernmeldetechnische Zeitung, Nr. 7, S. 265–272, 1954
 
*McEliece, R. J.: The Theory of Information Theory and Coding. Volume 86. Cambridge: Cambridge University Press, 2004. ISBN 978-0-52183-185-7
 
*Mecking, M.: Information Theory. Vorlesungsmanuskript, Lehrstuhl für Nachrichtentechnik. TU München, 2009
 
*Proakis, J. G.; Salehi, M.: Communications Systems Engineering. 2. Aufl. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002. ISBN 0-130-95007-6
 
*Schönfeld, D.; Klimant, H.; Piotraschke, R.: Informations- und Kodierungstheorie. 4. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2012. ISBN 978-3-83480-647-5
 
*Shannon, C. E.: A Mathematical Theory of Communication, Bell System Technical Journal ,Band 27, Nr. 3, S. 379–423 und S.623-656, 1948
 
*Shannon, C. E.: Prediction and Entropy of Printed English, Bell System Technical Journal ,Band 30, Nr. 1, S. 50–64, 1951
 
*Wolfowitz, J.: Coding Theorems of Information Theory. Berlin: Springer, 1978. ISBN: 978-3-64266-824-1
 
*Wyner, A. D.; Ziv, J.: A Theorem on the Entropy of Certain Binary Sequencies and Applications, IEEE Transactions on Information Theory , IT- 19, Nr. 6, S. 769–772, 1973
 
 
 
[[LNTwww:Autoren#Informationstheorie|$\text{Hinweise zu den Autoren und den Materialien, von denen bei der Erstellung des Buches ausgegangen wurde.}$]]
 
  
  
 
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__NOEDITSECTION__
 
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Revision as of 10:57, 16 June 2021

Since the early beginnings of communications as an engineering discipline, many engineers and mathematicians have sought to find a quantitative measure of

  • the $\rm Information$  (in general: "the knowledge of something") contained in a  $\rm message$  (here we understand "a collection of symbols and/or states").


The (abstract) information is communicated by the (concrete) message and can be seen as an interpretation of a message.

Claude Elwood Shannon  succeeded in 1948 in establishing a consistent theory of the information content of messages, which was revolutionary in its time and created a new, still highly topical field of science:  the theory named after him  $\text{Shannon's Information Theory}$.

The course material corresponds to a  $\text{lecture with two semester hours per week (SWS) and one SWS exercise}$.

Here is a table of contents based on the  $\text{four main chapters}$  with a total of  $\text{13 individual chapters}$.


Contents

In addition to these theory pages, we also offer Exercises and multimedia modules that could help to clarify the teaching material:



$\text{More links:}$

$(1)$    $\text{Recommended literature for the book}$

$(2)$    $\text{General notes about the book}$   (Authors,  other participants,  materials as a starting point for the book,  list of sources)