信息论与编码课程设计PAGE\*MERGEFORMAT18信息论与编码课程设计报告设计题目：统计信源熵与哈夫曼编码专业班级学号学生姓名指导教师教师评分2015年3月25日目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc342895212"一、设计任务与要求3HYPERLINK\l"_Toc342895213"二、设计思路3HYPERLINK\l"_Toc342895214"三、设计流程图5HYPERLINK\l"_Toc342895215"四、程序运行及结果6HYPERLINK\l"_Toc342895216"五、心得体会8HYPERLINK\l"_Toc342895217"参考文献9HYPERLINK\l"_Toc342895218"附录：源程序10设计任务与要求1.1设计目的信息论与编码是信息、通信、电子工程专业的基础，对理论研究和工程应用均有重要的作用。通过对本次课程设计，我们将学到的理论知识用于实践，用软件编写程序实现具体的计算和逻辑问题，使我们对所学知识有更深层次的认知，加深对课本知识的理解。1.2设计要求（1）统计信源熵要求：统计任意文本文件中各字符（不区分大小写）数量，计算字符概率，并计算信源熵。（2）哈夫曼编码要求：任意输入消息概率，利用哈夫曼编码方法进行编码，并计算信源熵和编码效率。设计思路2.1编码效率计算公式：其中H（X）为信源熵，K表示平均码长。2.3变长码的编码方法能获得最佳码的编码方法主要有：＆香农（Shannon）＆费诺（Fano）＆霍夫曼（Huffman）本设计以霍夫曼编码为例；（1）将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列p(x1)≥p(x2)≥…≥p(xn)（2）取两个概率最小的符号分别配以0和1，并将这两个概率相加作为一个新符号的概率，与未分配码元的符号重新排队。（3）对重排后的两个概率最小符号重复步骤2的过程。（4）继续上述过程，直到最后两个符号配以0和1为止。（5）从最后一级开始，向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列，即相应的码字。2.3具体设计思路（1）统计信源熵在VC++环境中进行编程（1）运行程序，在对话框里输入一段英文，将26个英文字母及空格作为信源。（2）计算每个字母出现的次数（不区分大小写），再通过计算信源总大小来计算在本篇文章中每个字母出现的概率。（3）通过信源熵计算公式来计算信源熵。（2）哈夫曼编码在VC++环境中进行编程输入概率矩阵，并检验是否正确，即各概率不能小于零，总概率之和等于一。建立各概率符号的位置索引矩阵Index,利于编码后从树根进行回溯,从而得出对应的编码输出所需的哈弗曼编码。计算信源熵，并计算平均码长，算出编码效率。输出结果。设计流程图3.1统计信源熵的设计思路3.2哈夫曼编码设计思路程序运行及结果4.1统计信源熵程序运行结果运行程序并输入:Themostdistantwayintheworldisnotthewayfrombirthtotheend.itiswhenisitnearyouthatyoudon'tunderstandiloveu.Themostdistantwayintheworldisnotthatyou'renotsureiloveu.Itiswhenmyloveisbewilderingthesoulbutican'tspeakitout.T测试目的：检验程序是否正确。检验方法：用验证法来检验；看中概率是否为一，并检测信源熵是否正确。检验结果：程序运行结果正确。如下为运行结果截屏4.2哈夫曼编码程序运行结果测试输入：0.200.190.180.170.150.100.01测试目的：测试经常出现的信源符号是否对应较短的码长，检测程序运行结果是否正确。正确输出：101100000101001100111信源熵为-2.60868bit/符号平均码长为2.72码元/符号传送速率为0.959075bit/码元实际输出：与争取而输出一样检测结果：程序无错误以下为运行结果截屏心得体会刚开始课程设计的时候，自己是毫无头绪的，不知道从哪里下手，最重要的原因是对C语言没有达到熟练的程度，自己不是很自信。但是万事开头难，什么困难只要踏出第一步，接下来就会一步步化解。为了更加熟练地用C语言程序进行编写，我与同组成员仔细地复习以前学过的书籍，经过一段时间后对语法的掌握更加地熟练。但是实际上在编写的时候，手打难免会碰到各类的问题，例