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量纲为(码元信源)。我们有
L
LHX且lim
HX

这是信源编码定理的推论。
2
f例13课本第26页例24天气预报的平均信息量。
练习:在电脑主板上,串行接口(SerialI
terface)用于向外设输出数据,每次输出1比特符号,若某段时间内输出符号的概率分布为
1X0p1323
求此时段内该串行接口的信息率,即平均每符号所传递的信息(单位为“比特符号”)。
3
f练习解答:输出0所传递的信息为
1I0log3
输出1所传递的信息为
log比特3
I1log
因此,输出符号的信息熵为
2log31比特3
122HXlog3log31log30919比特333
于是所求的信息速率为0919比特每符号。说明:上述信息熵HX反映了串行接口传输信息的速率,称为该接口的信息率。
2熵函数HP的性质性质1非负性和确定性HP≥0其中HP0当且仅当P为退化分布。一个随机变量的概率分布为退化分布,当且仅当该随机变量是常量,即取值唯一(所以其取值是确定的)。
性质2对称性
Hp1
性质3连续性
pi
pj
p
Hp1
pj
pi
p

Hp1
p
对于其中任何变量pi是连续的。
4
f性质4扩展性可扩展性1:
Hp1
可扩展性2:
p
0Hp1
p

limHp1p2
0
p
1p
Hp1p2
p
2p
1p
证毕
证明:由连续性和可扩展性1立即可得。
意义:可扩展性表明,一个小概率事件对于熵的影响很小,可以忽略不计。在熵的计算中,可以忽略其中一部分小概率事件。例21《中华字海》中收录了85000多个汉字,而常用汉字仅有3000个左右。(据统计现代汉语中这2400个汉字在一般书刊文章中所占的字数比例是99)在计算汉字的熵时,大部分汉字都可以忽略不计,仅统计常用汉字出现的频率,以此作为这些汉字出现的概率,从而计算出汉字的熵。
性质5可加性注意:即课本第31页的“递增性”。课本上的“可加性”事实上是联合熵的链法则,涉及到条件熵,放在此处不妥,后面再讨论。我们将赋予“递增性”更贴切的含义。定理22(可加性公式)
Hp1p2
其中令p
q1q2
p
1q1q2
qm
qmHp1p2
qqp
p
H12p
p


qmp

证明:可用熵函数的定义证明,细节留给读者完成。
证毕
可加性公式让我们不断降低信息熵中概率分布的维度,将高维计算简化为低维计算。有的教材称可加性为递推性。例23应用熵函数的可加r
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