大三下-信息论实验报告
实验1 绘制二进熵函数曲线、串联信道容量曲线
一、实验内容
用Excel 或Matlab 软件制作二进熵函数曲线、串联信道容量曲线。 二、实验环境
1. 计算机
2. Windows 2000 或以上
3. Microsoft Office 2000 或以上
4. Matlab 6.0或以上 三、实验目的
1. 掌握Excel 的数据填充、公式运算和图表制作
2. 掌握Matlab 绘图函数
3. 掌握、理解熵函数表达式及其性质 四、实验要求
1. 提前预习实验，认真阅读实验原理以及相应的参考书。
2. 认真高效的完成实验，实验中服从实验室管理人员以及实验指导老师的管理。
3. 认真填写实验报告。 五、实验原理
1. Excel 的图表功能（略）
2. 信源熵的概念及性质
()()[]()[]())
(1)(1 .log )( .)( 1log 1log )(log )()(10 , 110)(21Q H P H Q P H b n
X H a p H p p p p x p x p X H p p p x x X P X i
i i λλλλ-+≥-+≤=--+-=-=≤≤??????
-===??????∑
3. 串联信道的信道容量（图 1）。
图 1 三个二元对称信道（BSC ）的串联
p -1
p -1
p
p 0
1
p -1
p -1
p
p 0
1
p -1
p -1
p
p 0
1
1
I
II
III
p=0.00001:0.001:0.9999; h=Hp(p);
plot(p,h);
title('熵函数')
p=0.00001:0.001:0.9999;
c=1-Hp(p.^3+3.*p.*(1-p).^2); plot(p,c);
title('信道容量')
p=0.00001:0.001:0.9999;
c1=1-Hp(p);
c2=1-Hp(2*p.*(1-p));
c3=1-Hp(p.^3+3.*p.*(1-p).^2); subplot(3,1,1)
plot(p,c1);
title('CⅠ');
subplot(3,1,2)
plot(p,c2);
title('CⅠⅡ');
subplot(3,1,3)
plot(p,c3);
title('CⅠⅡⅢ');
实验4 容量代价函数的计算程序设计
一、问题的提出：
假定一个离散无记忆信源（DMC ）的输入符号集为A X ={1,2,...,r},输出符号集为A Y ={1,2,....,s}，信道的转移概率矩阵P(Y|X):{p(y|x)}；该信道不是免费的，其输入代价为b(x)。 容量代价函数C(β)=sup Cn(β)/n n
如果单位时间内占用信道的平均代价必须≤β，则C(β)的值表示信道单位时间内能够可靠传输的最大信息量。
计算容量代价函数C(β)在通信领域，密码学等方面均有着很重要的用途。 对于一般信道要求出C(β)非常困难,计算过程繁琐，很容易计算错误。
二、解决问题的原理方法： 1．C(β)的一般计算方法：
计算βmin 是很容易的。)(min min x b X
A x ∈=β；
当βmin ≤β≤β max 时，设试验信源X 达到了C(β)，即C(β)=max{I(X;Y):E([b(x)]=β}。 在数学上，就是在约束条件下：
∑==r
x x b x p x b E 1
)()()(( (1)
1)(1
=∑=r
x x p 并且P(x)≥0 (2)
的约束下求平均互信息量
∑∑===r x s
y y p x y p x y p x p Y X I 11
)
()
|(log
)|()();( 的条件极大值。为此引入待定常数S 和μ，并作辅助函数
∑∑∑∑====--=r
x r x r x s
y x p x b x p S y p x y p x y p x p x p F 1
1
11
)
()()()
()|(log
)|()()]([μ (3)
其中∑==
r
x x y p x p y p 1
)|()()(
由
0)(=??x p F
得，μ++=∑=)(log )()|(log )|(1
x Sb e y p x y p x y p s
y (4) 上式两边同乘以p(x)并对x 求和。
∑∑==++=r
x s
y x b SE e y p x y p x y p x p 11
)]([log )
()
|(log
)|()(μ
即C(β)=loge+S β+μ (5)
显然(4)提供r 个方程，再加上(1)(2)的方程，共r+2个方程；而有r 个未知数p(x)、及S 、μ，共r+2
未知数，显然可以求解。一般来说，S 、μ是β的函数。(1)(2)(4)组成的r+2个方程是一个非常复杂的非线性方程组。
(4)式可以写成矩阵形式:
????
?
????
???---=----=----=-=?????
???????===????????????==================μμμe r Sb r x Y H e Sb x Y H e Sb x Y H s y p y p y p x s y p r x y p r x y p x s y p x y p x y p x s y p x y p x y p log )()|(...log )2()2|(log )1()1|()(log ...)2(log )1(log )2|(...)|2()|1(............)2|(...)2|2()2|1()1|(...)1|2()1|1(
2．一般非线性方程组求解方法：
下面介绍求非线性方程组一组是实根的梯度法： 设非线性方程组为
1,....,1,0,0),...,,(110-===-n i x x x f f n i i
并定义目标函数为：
∑-=-==1
2110),...,,(n i i n f x x x F F
则梯度法的计算过程如下：
（1）选取一组初值x 0,x 1,...,x n-1 （2）计算目标函数值F
（3）若F<ε，则X=(x 0,x 1,...,x n-1)即为方程组的一组实根，过程结束；否则继续。 （4）计算目标函数在(x 0,x 1,...,x n-1)的偏导数
∑-=-=???=??10
1,...,1,0,2n j i j j i n i x f f x F
再计算∑-=??=
1
2
)(
n j j
x F D （5）计算1,...,1,0,-=???-n i x x F
x i i
i λ
其中λ=F/D 。重复(2)~(5)直到满足精度要求为止。
在上述过程中，如果D=0，则说明遇到了目标函数的局部极值点，此时可改变初值在试试。
在我们的问题中，不会遇到该问题。另在计算中我们限制一个最大循环次数，以防D 过小，使计算时间过长的情况。
三、解决问题的具体方法：
用Matlab 画出容量代价函数C(β)的曲线图。
为了计算一给定代价信道的容量函数，要用3个MATLAB 函数，如下：
?Cfun
CFUN 代价容量方程组，用于信道容量
x 输入,一行m+2列(1*(m+2)
beta 平均代价，标量
b 代价矩阵，一行m列(1*m)
Py_x 转移概率矩阵,m行n列(m*n)
代码：
function F=Cfun(x,beta,b,Py_x)
%CFUN 代价容量方程组，用于信道容量
%x 输入,一行m+2列(1*(m+2)
%beta 平均代价，标量
%b 代价矩阵，一行m列(1*m)
%Py_x 转移概率矩阵,m行n列(m*n)
sizePy_x=size(Py_x);
m=sizePy_x(1);
n=sizePy_x(2);
F=zeros(m+2,1);
i=1:m;
P_y=x(1,1:m)*Py_x;
TP_y=zeros([m,n]);
for j=1:m
TP_y(j,:)=P_y;
end
TP_y=TP_y';
t=Py_x(i,:)'./TP_y;
t(find(t==0))=1;
F(i)=sum(Py_x(i,:)'.*log2(t))-log2(exp(1))-x(m+1)*b(i)-x(m+2);
F(m+1)=1-sum(x(1,1:m));
F(m+2)=beta-sum(x(1,1:m).*b);
? C
C 求信道容量
beta 平均代价，标量
b 代价矩阵，一行m列(1*m)
Py_x 转移概率矩阵,m行n列(m*n)
代码：
function c=C(beta,b,Py_x)
%C 求信道容量
%beta 平均代价，标量
%b 代价矩阵，一行m列(1*m)
%Py_x 转移概率矩阵,m行n列(m*n)
sizeB=size(b);
sizePy_x=size(Py_x);
if ~(sizeB(2)==sizePy_x(1))
disp('参数b的列数应和参数Py_x的行数相同');
c=-1;
return;
end
m=sizePy_x(1);
n=sizePy_x(2);
sumPy=sum(Py_x');
if ~(all(Py_x>=0)&all(sumPy==1))
disp('参数Py_x的每个元素都要大于或等于0,且每行的和应等于1');
c=-1;
return;
end
minBeta=min(b);
if beta disp('参数beta太小'); c=-1; return; end x0=ones(1,m+2)./m; options=optimset('TolFun',0.000001,'Display','off'); r=fsolve(@Cfun,x0,options,beta,b,Py_x); s=r(m+1); u=r(m+2); c=log2(exp(1))+s*beta+u; end plotCBeta PLOTCBETA 画信道的代价容量曲线 b 代价向量,一行m列（1*m） Py_x 转移概率矩阵,m行n列(m*n) 代码： function [minb,maxb]=plotCBeta(b,Py_x) %PLOTCBETA 画信道的代价容量曲线 %b 代价向量,一行m列（1*m） %Py_x 转移概率矩阵,m行n列(m*n) minBeta=min(b); maxBeta=max(b); beta=minBeta:0.1:maxBeta; l=length(beta); r=zeros(1,l); for i=1:l r(i)=C(beta(i),b,Py_x); end minb=minBeta; maxC=max(r); maxb=maxC; l=find(r==maxC); plot(beta(1:l),r(1:l)); end 四、实验结果： 示例1： Q=[1 0 0;0 1 0;0 0 1],b=[3 2 1],求其代价容量函数？ >> Q=[1 0 0;0 1 0;0 0 1]; >> b=[3,2,1]; >> plotCBeta(b,Q) 结果： ans = 1 五、结果分析 C( )的性质： 在βmin≤β≤βmax内，是一个严格上升函数。C(βmin)=Cmin，C(βmax)=Cmax 。 当β≥βmax时，C(β)是一个常数Cmax。 因此C(β)=max{I(X;Y):E[b(x)]= β}，βmin≤β≤βmax 。这说明，达到C(β)的试验信号，可以在E[b(x)]= β的区域中找到，实际上也只能在这个区域内找到。 实验6 BCH循环码的编码与译码 一、实验内容 用VC或Matlab软件编写循环BCH码的编码与译码程序。利用程序对教科书的例题做一个测试。 二、实验环境 1.计算机 2.Windows 2000 或以上 3.Microsoft Visual C++ 6.0 或以上 4.Matlab 6.0或以上 三、实验目的 1.通过BCH循环码的编码与译码程序的编写，彻底了解并掌握循环BCH的编码与译码原理 2.通过循环BCH码的编码与译码程序的编写，提高编程能力。 四、实验要求 1.提前预习实验，认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2.对不同信道的进行误码率分析。特别是对称信道，画出误码性能图。即信道误码率与循环汉明码 之间的关系。 3.认真填写实验报告。 五、实验原理 1.循环BCH的编码与译码原理(略) 2.循环BCH的程序实现。 六、实验步骤 bch_en_decode.m文件 function bch_en_decode() code=bch155 code=code+randerr(5,15,1:3); code=rem(code,2); code=gf(code) %随机产生1-3位错误 decode=debch155(code) end function decode=debch155(code) code=gf(code); M=4; code = gf(code.x,M); [m , n]=size(code);decode=[]; code1=[]; for i=1:m ;code1=code(i,:); M=code1.m;T2=6;N=15; S = code1* ((gf(2,M,code1.prim_poly)).^([N-1:-1:0]'*([1:T2]))); LambdaX = gf([1 zeros(1,T2)],M,code1.prim_poly); Tx = [0 1 zeros(1,T2-1)]; L=0; for k = 1:T2; LambdaXTemp = LambdaX; Delta = S(k) - LambdaXTemp(1+[1:L])*(S(k-[1:L]))'; if Delta.x; LambdaX = LambdaXTemp - Delta*Tx; if 2*L < k; L = k-L; Tx = LambdaXTemp/Delta; end; end; Tx = [0 Tx(1:T2)]; end; LambdaXValue = LambdaX.x; LambdaX = gf(LambdaXValue(1:max(find(LambdaXValue))), M, code1.prim_poly); errLoc_int = roots(LambdaX);errLoc = log(errLoc_int); for i = 1:length(errLoc); errorMag = 1; code1(N-errLoc(i)) = code1(N-errLoc(i)) - errorMag; end; decode=[decode;code1]; end; ccode = gf(decode.x); decoded = ccode(:,1:5); end function [yout]=bch155(x) %定义函数 k=5; %信息码位，BCH（15，5） if nargin<1 x2=randint(5,k); n=5; msg=x2 %判断输入信息 ,若未输入,系统自动产生5组信息码，并显示出信息位 elseif rem(length(x),k)==0;n=length(x)/k;x2=[]; %判断msg是否为K的整数倍，并把输入码员分组for i=0:n-1 x2=[x2;x(i*k+1) x(i*k+2) x(i*k+3) x(i*k+4) x(i*k+5)]; end if rem(length(x),k)>0 %把输入码员补零并分组 x=[x,zeros(size(1:k-rem(length(x),k)))]; n=length(x)/k;x2=[]; for i=0:n-1 x2=[x2;x(i*k+1) x(i*k+2) x(i*k+3) x(i*k+4) x(i*k+5)]; end end end ik=[eye(5) zeros(5,10)]; %输入信息码扩展 x3=x2*ik; yout=[]; for i=1:n g=[1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1]; [w,yo]=deconv(x3(i,:),g); %产生余式 yo=abs(rem(yo,2)); yout=[yout;yo]; end yout=yout+x3; %产生信息码 end 运行结果： msg = 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 code = 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 code = GF(2) array. Array elements = 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 decode = GF(2^4) array. Primitive polynomial = D^4+D+1 (19 decimal) Array elements = 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 实验课程：信息论与编码理论专业：信息与计算科学班级：09070241 学号：0907024101 姓名：孙秋月 中北大学理学院 实验二 哈夫曼编码 一、实验目的 1. 掌握哈夫曼编码的原理及编码步骤 2. 练习matlab 中哈夫曼编码函数的调用及通信工具箱的使用 二、实验原理 哈夫曼编码的具体步骤归纳如下： 1. 统计n 个信源消息符号，得到n 个不同概率的信息符号。 2. 将这n 个信源信息符号按其概率大小依次排序： p (x 1) ≥ p (x 2)≥ …≥ p (x n ) 3. 取两个概率最小的信息符号分别配以0和1两个码元，并将这两个概率相加作为一个新的信息符号的概率，和未分配的信息符号构成新的信息符号序列。 4. 将剩余的信息符号，按概率大小重新进行排序。 5. 重复步骤3，将排序后的最后两个小概论相加，相加和与其他概率再排序。 6. 如此反复重复n-2次，最后只剩下两个概率。 7. 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，构成霍夫曼编码字。编码结束。 三、实验内容 为某一信源进行哈夫曼编码。该信源的字符集为X={x 1, x 2, … x 6 }，相应的概率矢量为：P =(0.30,0.25,0.21,0.10,0.09,0.05)，即X ，P 的概率空间为： 123456 0.300.250.210.100.090.05X x x x x x x P ????=???????? 根据哈夫曼编码算法对该信源进行哈夫曼编码。并计算其平均码长和编码效率。 调用matlab 哈夫曼编码函数进行哈夫曼编码，与人工编码结果做比较。 1. huffmandict 函数： 为已知概率分布的信源模型生成哈夫曼编解码索引表。 数据库第二次试验报告 PB10011020 刘思轶实验内容 本实验有两个可选题目，旅游出行和药品免疫库。本程序即为旅游出行的一个实现。 实验原题摘要如下 数据关系模式： 航班FLIGHTS( String flightNum, int price, int numSeats, int numAvail, String FromCity, StringArivCity)； 宾馆房间HOTELS( String location, int price, int numRooms, int numAvail)；出租车CARS( String location, int price, int numCars, int numAvail)；客户CUSTOMERS( String custName)； 预订情况RESERVATIONS( String resvKey, String custName, int resvType) 系统基本功能： 1．航班，出租车，宾馆房间和客户基础数据的入库，更新（表中的属性也可以根据你的需要添加）。 2．预定航班，出租车，宾馆房间。 3．查询航班，出租车，宾馆房间，客户和预订信息。 4．查询某个客户的旅行线路。 5．检查预定线路的完整性。 6．其他任意你愿意加上的功能。 程序功能 本系统由旅行服务提供商运营，发布在支持PHP + MySQL 的服务器上。 系统默认有三个角色，游客、用户和管理员。它们的权限如下 1、游客 查询当前航班、旅馆和出租车的预订情况； 2、注册用户 游客的所用权限； 查询当前预订； 预订航班、旅馆和出租车； 退订航班、旅馆和出租车。 打印旅行路线 检查预定路线的完整性。 检查航班的完备性 3、管理员 注册用户的所用权限 实习二建立交叉编译环境 实习内容: 本次实验主要包括二部分内容：开发环境配置，主要有配置NFS，Samba和超级终端；编写编译程序。 1、配置NFS（实现宿主机和目标机的信息共享） 打开Linux虚拟机，点击主菜单运行系统设置->服务器设置->NFS 服务器，点击增加，在出现的界面中的目录中填入需要共享的路径，在主机中填入允许进行连接的主机的IP地址（注意：这里主机IP指的是开发板的IP）。并选择允许客户对共享目录的操作为只读或读写（注意：实验中选的是读写，一定不能忽略），如下图： 对客户端存取服务器的一些其他设置，一般不需要设置，取默认值。然后退出，完成了NFS配置。 2、配置Samba（实现Windows和Linux系统的文件共享） ①关闭防火墙，这个地方和上面的NFS的配置是一样的。 ②配置Samba服务器 选择“系统设置”—>“服务器配置”—>“Samba服务”，进行Samba 服务器配置。首先创建Samba共享，选择“基本”选项卡，在“目录” 的文本框中输入要共享的文件，基本权限设为读/写。在“访问”选项卡中选择“允许所有用户访问”选项，通过“首选项”进行服务器配置。在“基本”选项卡中设置工作组和描述，在“安全性”选项卡中设置“验证模式”为共享，“加密口令”为否，“来宾账号”为无来宾账号。 ③设置Samba服务器IP地址（与前面的NFS的设置相同） ④启动Samba服务器 在命令行中输入service smb start，即可启动Samba服务器。 ⑤配置Windows下的IP地址 将Windows下的IP地址和Samba服务器IP地址设置在同一网段中即可（注意：这里设置IP时一定要注意在同一网段） ⑥在Windows下访问共享 在Windows中的“运行”窗口中输入Samba服务器的IP地址，就可以看见在虚拟机中共享的文件。 3、配置超级终端 ①在linux操作系统Xwindow界面下建立终端，在终端的命令行提示符后输入minicom，回车，然后就会看见minicom的启动画面，若没有启动Xwindow则在命令行提示符后直接输入minicom即可。 ② minicom启动后，先按Ctrl+A键，然后按Z键进入主配置界面，按“O”进入配置界面，按上下键选择Serial port setup，进入端口设置界面，然后按照指导书中的指示修改几个重要选项。 ③选好后按ESC键退出端口设计界面，选择Save setup as df1保存 本科生实验报告 实验课程信息论与编码 学院名称信息科学与技术学院 专业名称通信工程 学生姓名 学生学号 指导教师谢振东 实验地点6C601 实验成绩 二〇一五年十一月二〇一五年十一月 实验一：香农（Shannon ）编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布，按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布，通过以下的步骤进行香农编码 1、将信源消息符号按其出现的概率大小排列 )()()(21n x p x p x p ≥≥≥ 2、确定满足下列不等式的整数码长K i ； 1)(l o g )(l o g 22+-<≤-i i i x p K x p 3、为了编成唯一可译码，计算第i 个消息的累加概率 ∑ -== 1 1 )(i k k i x p p 4、将累加概率P i 变换成二进制数。 5、取P i 二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四、源程序： #include int i,j; for(i=0;i 课程设计报告题目：数据库实验上机实验报告 专业班级：计算机科学与技术1210班 学号： U9 姓名：候宝峰 指导教师： 报告日期： 2015-06-04 计算机科学与技术学院 目录 一、基本SQL操作（部分选做）............. 错误!未定义书签。 1）数据定义........................... 错误!未定义书签。 2）数据更新........................... 错误!未定义书签。 3）用SQL语句完成下述查询需求：....... 错误!未定义书签。 二、DBMS综合运用（部分选做）............. 错误!未定义书签。 1）学习sqlserver的两种完全备份方式：数据和日志文件的脱机备份、系统的备份功能（选做）。......... 错误!未定义书签。 2）学习系统的身份、权限配置操作....... 错误!未定义书签。 3）了解SQLSERVER的存储过程、触发器、函数实现过程错误!未定义书签。 三、实验总结............................. 错误!未定义书签。 1）实验问题及解决..................... 错误!未定义书签。 2）实验心得........................... 错误!未定义书签。 一、基本SQL操作（部分选做） 1）数据定义 参照下面的内容建立自己实验所需的关系数据 创建三个关系： 商品表【商品名称、商品类型】 GOODS【GNAME char（20）,GTYPE char（10）】 主关键字为（商品名称）。商品类型为（电器、文具、服装。。。） 商场【商场名称,所在地区】 PLAZA【PNAME char（20），PAREA char（20）】 主关键字为商场名称。所在地区为（洪山、汉口、汉阳、武昌。。。） 销售价格表【商品名称、商场名称、当前销售价格、目前举办活动类型】 SALE【GNAME char（20），PNAME char（20），PRICE FLOAT，ATYPE char（10）】主关键字为（商品名称、商场名称）。举办活动类型为（送券、打折），也可为空值，表示当前未举办任何活动。表中记录如（‘哈森皮靴’，‘亚贸广场’，200，‘打折’），同一商场针对不同的商品可能采取不同的促销活动。 create table goods(gname char(20) primary key,gtype char(10)); create table plaza(pname char(20) primary key,parea char(20)); create table sale (gname char(20), pname char(20), price FLOAT, atype char(10)check (atype in('送券','打折','')), primary key(gname,pname), foreign key(gname)references goods(gname), foreign key(pname)references plaza(pname)); 图1 goods表 图2 plaza表 图3 sale表 2）数据更新 （1）向上述表格中用sql语句完成增、删、个、改的操作； 信息论实验报告 学生： 班级： 学号： 实验一香农编码一、程序设计的流程图 二、程序清单 #include #include aa=tem-1; } else { MM[i]+='0'; aa=tem; } } } string BB[N]; for(int i=0;i 实验报告 课程名称：信息论与编码姓名： 系：专 业：年 级：学 号：指导教 师：职 称： 年月日 目录 实验一信源熵值的计算 (1) 实验二Huffman 信源编码. (5) 实验三Shannon 编码 (9) 实验四信道容量的迭代算法 (12) 实验五率失真函数 (15) 实验六差错控制方法 (20) 实验七汉明编码 (22) 实验一信源熵值的计算 、实验目的 1 进一步熟悉信源熵值的计算 2 熟悉Matlab 编程 、实验原理 熵(平均自信息)的计算公式 q q 1 H(x) p i log2 p i log2 p i i 1 p i i 1 MATLAB实现：HX sum( x.* log2( x))；或者h h x(i)* log 2 (x(i )) 流程：第一步：打开一个名为“ nan311”的TXT文档，读入一篇英文文章存入一个数组temp，为了程序准确性将所读内容转存到另一个数组S，计算该数组中每个字母与空格的出现次数( 遇到小写字母都将其转化为大写字母进行计数) ，每出现一次该字符的计数器+1；第二步：计算信源总大小计算出每个字母和空格出现的概率；最后，通过统计数据和信息熵公式计算出所求信源熵值(本程序中单位为奈特nat )。 程序流程图： 三、实验内容 1、写出计算自信息量的Matlab 程序 2、已知：信源符号为英文字母(不区分大小写)和空格输入：一篇英文的信源文档。输出：给出该信源文档的中各个字母与空格的概率分布，以及该信源的熵。 四、实验环境 Microsoft Windows 7 五、编码程序 #include"stdio.h" #include 嵌入式技术 实验报告 系别：计算机与科学技术系 班级：计12-1班 姓名：刘杰 学号：12101020128 总成绩： 评语： 日期： 2.在弹出的对话框中依次选择“cedevice emulator emulator kdstub”。 3.选择“Build OS”菜单的“sysgen”开始构建平台。 1.1.4连接，下载和运行平台 1.选择“Target”菜单下的“Connection option”菜单项。 2.在新的对话框中，配置连接关系 3.选择“Target”菜单下的“attach”菜单项，开始下载。 ?实验结果 操作系统定制成功，能正常运行。 ?结果截图 ?问题总结 由于对实验平台了解不够，致使操作过程中添加和删除组件时不知道该如何下手，影响整个实验进度。 实验1.2： 1.打开Platform Builder，并且打开实验1的工程，在实验1的工程基础上做本实验。 进程显示 IE信息查看 报文监测 实验1.3使用Platform Builder开发应用程序 简单实验步骤 1.打开Platform Builder。 2.选择“File”菜单下的“Open Workspace…”，然后打开实验1中创建的平台，本实验要基于 上面的实验的基础上做。 3.选择“File”菜单下的“New Project or File…”，打开“New Project or File”对话框。 4.在“Projects”选项页中选择“WCE Application”；在“Project Name”中输入项目的名字，例 如“MyApp”。 5.在“New Project Wizard – step 1 of 1”中选择“A typical Hello World Application”，点击“Finish” 按钮。 6.选择“Build”菜单中的“Build MyApp.exe”来编译应用程序。 《信息论与信源编码》实验报告 1、实验目的 (1) 理解信源编码的基本原理； (2) 熟练掌握Huffman编码的方法； (3) 理解无失真信源编码和限失真编码方法在实际图像信源编码应用中的差异。 2、实验设备与软件 (1) PC计算机系统 (2) VC++6.0语言编程环境 (3) 基于VC++6.0的图像处理实验基本程序框架imageprocessing_S (4) 常用图像浏览编辑软件Acdsee和数据压缩软件winrar。 (5) 实验所需要的bmp格式图像（灰度图象若干幅） 3、实验内容与步骤 (1) 针对“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”进行灰度频率统计（即计算图像灰度直方图），在此基础上添加函数代码构造Huffman码表，针对图像数据进行Huffman编码，观察和分析不同图像信源的编码效率和压缩比。 (2) 利用图像处理软件Acdsee将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像 3.bmp”转换为质量因子为10、50、90的JPG格式图像（共生成9幅JPG图像），比较图像格式转换前后数据量的差异，比较不同品质因素对图像质量的影响； (3) 数据压缩软件winrar将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”分别生成压缩包文件，观察和分析压缩前后数据量的差异； (4) 针对任意一幅图像，比较原始BMP图像数据量、Huffman编码后的数据量（不含码表）、品质因素分别为10、50、90时的JPG文件数据量和rar压缩包的数据量，分析不同编码方案下图像数据量变化的原因。 4、实验结果及分析 (1)在VC环境下，添加代码构造Huffman编码表，对比试验结果如下： a.图像1.bmp： 实验报告 课程名称嵌入式系统编程实践 实验仪器清华同方辰源嵌入式系统实验箱 实验名称实验二:利用中断实现OLED动态显示实验 系别__计算机学院_ 专业___ __ 班级/学号_ 学生姓名___ __ ___ _ _ 实验日期_ 2013年9月22日 成绩___________________ 指导教师_ _ 朱敏玲 ___ 实验二：利用中断实现OLED动态显示实验 一、实验问题回答 （1）ISR是什么？简述一下中断的作用和使用方法 答:ISR是中断服务程序。作用是通过处理器执行事先编好的某个特定的程序。使用方法就是在main中写一个中断程序，然后在startup.s中进行注册。 （2）嵌入式系统中有哪些应用有定时性循环处理的要求？举几个例子答：在各种网络的应用中，设计的一些部件，如计数器，时钟等。 （3）定时时间间隔如何修改？ 答：通过改变SysTickPeriodSet(SysCtlClockGet()/100)后面的100这个参数。（4）选作内容5-8的编程思路是什么？若做的话应该怎样实现？ 答：编程思路：先画直线和竖线，组成一个正方形，将各个参数填写到函数RIT128x96x4ImageDraw(buf，，，，)；第6个选作：判断画的原点x，原点y，和画原点x+的长，画原点y+画宽的值要在0-128和0-96。第7个选作：把RIT128x96x4StringDraw("hello"，，，);就是把画的灰度定义为一个变量x。最后就会出现由不同的亮度而形成的波浪。第8个就是利用随机函数产生画的原点，随机的在屏幕上进行显示。 （5）拖影现象如何解决？计数值显示为什么没有拖影？ 答：在程序结束后执行清屏语句：计数显示是每次重新赋值，所以不会出现拖影。 二、实验目的和效果（效果即是否达到实验目的，达到的程度如何） （1）深入学习、理解、掌握OLED字符显示方法 （2）深入学习、理解、掌握OLED图形显示方法 （3）学习、理解、掌握中断使用方法 实验效果图： 三、实验内容和步骤（重点阐述自己的思路及遇到的问题） 实验一 绘制二进熵函数曲线（2个学时） 一、实验目的： 1. 掌握Excel 的数据填充、公式运算和图表制作 2. 掌握Matlab 绘图函数 3. 掌握、理解熵函数表达式及其性质 二、实验要求： 1. 提前预习实验，认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2. 在实验报告中给出二进制熵函数曲线图 三、实验原理： 1. Excel 的图表功能 2. 信源熵的概念及性质 ()()[] ()[]())(1)(1 .log )( .) ( 1log 1log ) (log )()(10 , 110)(21Q H P H Q P H b n X H a p H p p p p x p x p X H p p p x x X P X i i i λλλλ-+≥-+≤=--+-=-=≤≤? ?????-===??????∑ 单位为 比特/符号 或 比特/符号序列。 当某一符号xi 的概率p(xi)为零时，p(xi)log p(xi) 在熵公式中无意义，为此规定这时的 p(xi)log p(xi) 也为零。当信源X 中只含有一个符号x 时，必有p(x)=1，此时信源熵H （X ）为零。 四、实验内容： 用Excel 和Matlab 软件制作二进熵函数曲线。根据曲线说明信源熵的物理意义。 （一） Excel 具体步骤如下： 1、启动Excel 应用程序。 2、准备一组数据p 。在Excel 的一个工作表的A 列（或其它列）输入一组p ，取步长为0.01，从0至100产生101个p （利用Excel 填充功能）。 3、取定对数底c，在B列计算H(x) ,注意对p=0与p=1两处，在B列对应位置直接输入0。Excel中提供了三种对数函数LN(x),LOG10(x)和LOG(x,c)，其中LN(x)是求自然对数，LOG10(x)是求以10为底的对数，LOG(x,c)表示求对数。选用c=2,则应用函数LOG(x,2)。 在单元格B2中输入公式：=-A2*LOG(A2,2)-(1-A2)*LOG(1-A2,2) 双击B2的填充柄，即可完成H(p)的计算。 4、使用Excel的图表向导，图表类型选“XY散点图”，子图表类型选“无数据点平滑散点图”，数据区域用计算出的H(p)数据所在列范围，即$B$1:$B$101。在“系列”中输入X值(即p值)范围，即$A$1:$A$101。在X轴输入标题概率，在Y轴输入标题信源熵。 （二）用matlab软件绘制二源信源熵函数曲线 p = 0.0001:0.0001:0.9999; h = -p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p); plot(p,h) 五、实验结果 实验报告 课程名称：嵌入式系统 学院：信息工程 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 开课时间：学年第一学期 实验名称：IO接口（跑马灯） 实验时间：11.16 实验成绩： 一、实验目的 1.掌握 STM32F4 基本IO口的使用。 2.使用STM32F4 IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置完成对 IO 口的配置。 3.控制STM32F4的IO口输出，实现控制ALIENTEK 探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果。 二、实验原理 本次实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。IO主要由：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR、AFRH和AFRL等8个寄存器的控制，并且本次实验主要用到IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置，即可完成对IO口的配置。所以可以通过了开发板上的两个LED灯来实现一个类似跑马灯的效果。 三、实验资源 实验器材: 探索者STM32F4开发板 硬件资源: 1.DS0(连接在PF9) 2.DS1(连接在PF10) 四、实验内容及步骤 1.硬件设计 2.软件设计 （1）新建TEST工程，在该工程文件夹下面新建一个 HARDWARE文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个LED文件夹，用来存放与LED相关的代码。 （2）打开USER文件夹下的test.uvproj工程，新建一个文件，然后保存在 LED 文件夹下面，保存为 led.c，在led.c中输入相应的代码。 （3）采用 GPIO_Set 函数实现IO配置。LED_Init 调用 GPIO_Set 函数完成对 PF9 和 PF10 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程 119 STM32F4 开发指南(寄存器版) 的模式配置，控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭），使两个 LED 的初始化。 （4）新建一个led.h文件，保存在 LED 文件夹下，在led.h中输入相应的代码。 3.下载验证 使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 1.2所示： 图1.2 运行结果如图1.3所示： 信息论与编码实验一实验报告 学生姓名周群创 指导教师张祖平 学号0909110814 专业班级电子信息1101 实验一关于信源熵的实验 一、实验目的 1. 掌握离散信源熵的原理和计算方法。 2. 熟悉matlab 软件的基本操作，练习使用matlab 求解信源的信息熵。 3. 自学图像熵的相关概念，并应用所学知识，使用matlab 或其他开发工具求解图像熵。 4. 掌握Excel 的绘图功能，使用Excel 绘制散点图、直方图。 二、实验原理 1. 离散信源相关的基本概念、原理和计算公式 产生离散信息的信源称为离散信源。离散信源只能产生有限种符号。 随机事件的自信息量I（x i）为其对应的随机变量x i 出现概率对数的负值。即： I（x i）= -log2 p(x i) 随机事件X 的平均不确定度（信源熵）H（X）为离散随机变量x i 出现概 率的数学期望，即： H(X )=-∑p(x )I (x ) =-∑p(x ) log p(x ) 2. 二元信源的信息熵 设信源符号集X={0，1}，每个符号发生的概率分别为p(0)=p，p(1)=q， p+ q=1，即信源的概率空间为 则该二元信源的信源熵为： H(X) = - p log p –q log q = - p log p – (1- p) log (1- p) 即：H (p) = - p log p – (1- p) log (1- p) 其中0 ≤p ≤1 3. MATLAB 二维绘图 用matlab 中的命令plot(x, y)就可以自动绘制出二维图来。 例1-2，在matlab 上绘制余弦曲线图，y = cos x，其中0 ≤x ≤2。>>x=0:0.1:2*pi；%生成横坐标向量，使其为0，0.1，0.2，…，6.2 >>y=cos(x)；%计算余弦向量 >>plot(x,y) %绘制图形 4. MATLAB 求解离散信源熵 求解信息熵过程： 1) 输入一个离散信源，并检查该信源是否是完备集。 2) 去除信源中符号分布概率为零的元素。 3) 根据平均信息量公式，求出离散信源的熵。 5. 图像熵的相关知识 图像熵是一种特征的统计形式，它反映了图像中平均信息量的多少。图像的 LIAOCHENG UNIVERSITY 计算机学院实验报告 【2015 ～2016 学年第 2 学期】 【一、基本信息】 【实验课程】数据库原理与应用 【设课形式】独立□非独立【课程学分】 【实验项目】实验二、SQL数据操作及查询 【项目类型】基础综合□设计□研究创新□其它[ ]【项目学时】4【学生姓名】傅雪晨【学号】59 【系别专业】电子商务 【实验班组】 【同组学生】 【实验室名】综合实验楼 【实验日期】【报告日期】 【二、实验教师对报告的最终评价及处理意见】 实验成绩：（涂改无效） 指导教师签名：年月日注：要将实验项目、实验课程的成绩评定及课程考核办法明确告知学生，并报实验管理中心备案 【三、实验预习】 实验条件（实验设备、软件、材料等）： 实验2 SQL数据操作及查询 实验目的： 1. 向实验1建立的表中添加数据(元组), 掌握INSERT语句的用法； 2. 修改基本表中的数据, 掌握UPDATE语句的用法； 3. 删除基本表中的数据，掌握DELETE语句的用法; 4. 体会数据完整性约束的作用, 加深对数据完整性及其约束的理解。 5. 熟练掌握SELECT语句，能够运用该语句完成各种查询。 实验内容： 1.使用INSERT语句将教材P82表中的数据添加到数据库STUDENTDB中. 2. Insert into student59 select'1','李勇','男','20','CS','',''union select'2','刘晨','女','19','CS','',''union select'3','王敏','女','18','MA','',''union select'5','张立','男','19','IS','','' select*from student59 select*from course59 select*from sc59 alter table course59NOCHECK Constraint fk_cpno Insert into course59 select'1','数据库','5','4'union select'2','数学','','2'union select'3','信息系统','1','4'union select'4','操作系统','6','3'union select'5','数据结构','7','4'union select'6','数据处理','','2'union select'7','PASCAL语言','6','4' alter table course59CHECK Constraint FK_course59_course59 Insert into sc59 select'1','1',92 union select'1','2',85 union select'1','3',88 union select'2','2',90 union select'2','3',80 alter table sc59CHECK Constraint fk_S_c alter table sc59NOCHECKConstraint fk_S_c 目录 实验一跑马灯实验 (1) 实验二按键输入实验 (3) 实验三串口实验 (5) 实验四外部中断实验 (8) 实验五独立看门狗实验 (11) 实验七定时器中断实验 (13) 实验十三ADC实验 (15) 实验十五DMA实验 (17) 实验十六I2C实验 (21) 实验十七SPI实验 (24) 实验二十一红外遥控实验 (27) 实验二十二DS18B20实验 (30) 实验一跑马灯实验 一．实验简介 我的第一个实验，跑马灯实验。 二．实验目的 掌握STM32开发环境，掌握从无到有的构建工程。 三．实验内容 熟悉MDK KEIL开发环境，构建基于固件库的工程，编写代码实现跑马灯工程。通过ISP 下载代码到实验板，查看运行结果。使用JLINK下载代码到目标板，查看运行结果，使用JLINK在线调试。 四．实验设备 硬件部分：PC计算机（宿主机）、亮点STM32实验板、JLINK。 软件部分：PC机WINDOWS系统、MDK KEIL软件、ISP软件。 五．实验步骤 1.熟悉MDK KEIL开发环境 2.熟悉串口编程软件ISP 3.查看固件库结构和文件 4.建立工程目录，复制库文件 5.建立和配置工程 6.编写代码 7.编译代码 8.使用ISP下载到实验板 9.测试运行结果 10.使用JLINK下载到实验板 11.单步调试 12.记录实验过程，撰写实验报告 六．实验结果及测试 源代码： 两个灯LED0与LED1实现交替闪烁的类跑马灯效果，每300ms闪烁一次。七．实验总结 通过本次次实验我了解了STM32开发板的基本使用，初次接触这个开发板和MDK KEILC 软件，对软件操作不太了解，通过这次实验了解并熟练地使用MDK KEIL软件，用这个软件来编程和完成一些功能的实现。作为STM32 的入门第一个例子，详细介绍了STM32 的IO口操作，同时巩固了前面的学习，并进一步介绍了MDK的软件仿真功能。 实验报告 学院：专业：班级： 姓名：学号：实验日期： 实验名称： 实验一：唯一可译码判别准则的代码实现 实验二：霍夫曼编码的代码实现 实验目的： 实验一： 1.进一步熟悉唯一可译码判别准则； 2.掌握C 语言字符串处理程序的设计和调试技术。 实验二： 1.进一步熟悉Huffman 编码过程； 2.掌握C 语言递归程序的设计和调试技术。 实验仪器： 装有visual studio 2010 的电脑一台 实验原理： 实验一： 根据唯一可译码的判别方法，利用数据结构所学的知识，定义字符串数据类型并利用指针进行编程来实现算法。 算法：1、考察 C 中所有的码字，若Wi 是Wj 的前缀，则将对应的后缀作为一个尾随后缀码放入集合Fi+1 中； 2、考察C 和Fi 俩个集合，若Wi ∈C 是Wj∈F 的前缀或Wi ∈F 是Wj∈C 的前缀，则将相应的后缀作为尾随后缀码放入集合Fi+1 中； 3、F=∪Fi 即为码C 的尾随后缀集合； 4、若F 中出现了C 中的元素，算法终止，返回假（C 不是唯一可译码）；否 则若F 中没有出现新的元素，则返回真。 实验二： 1.将q 个信源符合按概率大小递减排列; 2.用“0,1”码符号分别代表概率最小的两个信源符号，并将这两个概率最小的信源符号合并成一个，从而得到只包含q-1 个符号的新信源，称为缩减信源s 1； 3.把缩减信源s1的符号仍按概率大小递减次序排列，再将其最后两个概率最小的信源符号分别用“0”和“1”码符号表示，并且合并成一个符号，这样又形成了q-2 个信源符号的缩减信源s 2； 4.依次继续下去，直至信源符号最后只剩下两个信源符号为止，将这最后两个信源符号分别用二元码符号“0”和“1”表示； 5.然后从最后一级缩减信源开始，进行回溯，就得到各信源符号所对应的码符号序列，即对应的码字。 实验内容与步骤： 实验一： 1.已知：信源符号数和码字集合C； 2.输入：任意的一个码，码字的个数和每个具体的码字在运行时从键盘输入； 3.输出：判决（是唯一可译码/不是唯一可译码）；循环（若继续判决则输入1 循环判决，否则输入0 结束运行）。 实验二： 1. 输入：信源符号个数r、信源的概率分布P； 2. 输出：每个信源符号对应的Huffman 编码的码字。 实验数据： 实验一源代码： #include 信息论与编码实验报告-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 实验一关于硬币称重问题的探讨 一、问题描述： 假设有N 个硬币，这N 个硬币中或许存在一个特殊的硬币，这个硬币或轻 或重，而且在外观上和其他的硬币没什么区别。现在有一个标准天平，但是无刻度。现在要找出这个硬币，并且知道它到底是比真的硬币重还是轻，或者所有硬币都是真的。请问： 1）至少要称多少次才能达到目的； 2）如果N=12，是否能在3 次之内将特殊的硬币找到；如果可以，要怎么称？ 二、问题分析： 对于这个命题，有几处需要注意的地方： 1）特殊的硬币可能存在，但也可能不存在，即使存在，其或轻或重未知； 2）在目的上，不光要找到这只硬币，还要确定它是重还是轻； 3）天平没有刻度，不能记录每次的读数，只能判断是左边重还是右边重，亦或者是两边平衡； 4）最多只能称3 次。 三、解决方案： 1.关于可行性的分析 在这里，我们把称量的过程看成一种信息的获取过程。对于N 个硬币，他们 可能的情况为2N+1 种，即重（N 种），轻（N 种）或者无假币（1 种）。由于 这2N+1 种情况是等概率的，这个事件的不确定度为： Y=Log(2N+1) 对于称量的过程，其实也是信息的获取过程，一是不确定度逐步消除的过程。 每一次称量只有3 种情况：左边重，右边重，平衡。这3 种情况也是等概率 的，所以他所提供的信息量为： y=Log3 在K 次测量中，要将事件的不确定度完全消除，所以 K= Log(2N+1)/ Log3 根据上式，当N=12 时，K= 2.92< 3 所以13 只硬币是可以在3 次称量中达到 《数据库原理》实验报告 实验三： 数据库完整性与安全性控 制 实验四： 视图与索引 学号姓名 班级日期 2013302534 杨添文10011303 2015.10.1 7 实验三:数据完整性与安全性控制 一、实验内容 1．利用图形用户界面对实验一中所创建的Student库的S表中，增加以下的约束和索引。 （18分，每小题3分） (1)非空约束：为出生日期添加非空约束。 (2)主键约束：将学号(sno)设置为主键，主键名为pk_sno。 (3)唯一约束：为姓名(sname)添加唯一约束(唯一键)，约束名为uk_sname。 (4)缺省约束：为性别(ssex)添加默认值，其值为“男”。 (5)CHECK约束：为SC表的成绩(grade)添加CHECK约束，约束名为ck_grade，其检查 条件为：成绩应该在0-100之间。 (6)外键约束：为SC表添加外键约束，将sno,cno设置为外键，其引用表为分别是S 表和C表，外键名称分别为fk_sno，fk_cno。 2．在图形用户界面中删除上小题中已经创建的各种约束，用SQL语言分别重新创建第1小题中的(2)-(6)小题。（15分，每小题3分，提示：alter table add constraint）（2）alter table s add constraint pk_sno primary key(sno) （3）alter table s add constraint uk_sname unique(sname) （4）alter table s add constraint a default('男')for ssex （5) alter table sc add constraint ck_grade check(grade between 0 and 100) (6) alter table sc add constraint fk_sno foreign key(sno)references s(sno) alter table sc add constraint fk_cno foreign key(cno)references c(cno)信息论实验报告2
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