Codificação da Informação

Código

8157

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Informática

Créditos

3.0

Professor responsável

Carmen Pires Morgado, Pedro Abílio Duarte de Medeiros

Horas semanais

4

Total de horas

48

Língua de ensino

Português

Objectivos

Introduzir princípios e métodos usados na codificação da informação para a sua transmissão e armazenamento; os conceitos provenientes da Teoria de Informação são usados para fundamentar as técnicas usadas para compressão de dados, criptografia e detecção e correção de erros.

• Realizar versões simplificadas de algoritmos de compressão de dado, detecção e correcção de erros e criptografia.

• Gestão do tempo: associada à preparação dos trabalhos de programação

Conteúdo

Blocos constituintes de um sistema digital de comunicação/armazenamento da informação. Definição de informação. Entropia. Teorema de Shannon sobre codificação da IGNOREe.

Codificação de dados: códigos de descodificação única, instantânea e de condição prefixa. Codificação estatísitica. Codificação aritmética. Codificação baseada no contexto. Codificação de imagem: métodos sem e com perdas. Codificação de som e vídeo.

Criptografia: ligação com a teoria da infornação. Métodos de cifra clássicos. Cifra computacional: métodos simétricos e assimétricos.

Canais com ruído. Teorema da capacidade do canal. Métodos de detecção e correcção de erros.

Bibliografia

• Notas das aulas e outro material a disponibilizar via CLIP
• Referências principais: 
  • D. Salomon, Coding for Data and Computer Communications, Springer, 2005
  • J.Kurose and K. Ross, Computer Networking: A top down approach featuring the Internet,  Addison-Wesley partes dos capítulos 5 7 e 8.
• Referências complementares:
  
  • B. Forouzan, Data Communications 4th Ed, McGraw-Hill, 2007, partes dos capítulos 3, 4, 5, 10, 29 e 30
  • F. Halsall, Multimedia Communications, Addison-Wesley, 2001
  • R.Wells, Applied Coding and Information Theory for Engineers, Prentice-Hall, 1998
  • Bruce Schneier, Applied Cryptography 2nd Ed, John Wiley & Sons, 1996

Método de ensino

• Aulas teóricas: expositivas em laboratório equipado com "data show"
• Aulas práticas: elaboração de pequenos programas, preferencialmente em C, para ilustrar os conceitos desenvolvidos nas aulas teóricas. Em 2011-2012 os trabalhos a realizados em laboratório  foram os seguintes:
  • Introdução à codificação estatística
  • Codificação de Huffman
  • Codificação LZW e LZRW1-A. Comparação de programas compressores
  • Compressão de imagem: Run Length Encoding
  • Codificação JPEG (parte 1): Transformação DCT
  • Codificação JPEG (parte 2): Matriz de quantificação
  • Criptografia "clássica": Cifra de César
  • Criptografia simétrica: "One Time Pad" com XOR; TEA
  • Criptografia assimétrica: algoritmo RSA
  • Detecção de erros por CRC (Cyclic Redundancy Check)
  • Codificação de Hamming

Método de avaliação

 Dois testes

• Substituem o exame de época normal que não existe
• Sem consulta.
• Duração: 2h00m.
• Cobrem aproximadamente  metade da matéria teórica e prática. As perguntas directamente relacionadas com as aulas práticas valem cerca de 25 % da cotação do teste.

Dois trabalhos práticos para entregar e classificar

• 1 exercício prático sobre codificação
• 1 exercício prático sobre métodos criptográficos

Nota final

Nota final = 0.35*nota_teste1 + 0.35*nota_teste2 + 0.15*nota_trabalho_prático1+ 0.15*nota_trabalho_prático2

Exame de Recurso

• São automaticamente admitidos todos os alunos que reprovarem na avaliação ao longo do semestre
• Sem consulta.
• Duração: 2h30m.
• Cobre toda a matéria teórica e prática. As perguntas directamente relacionadas com as aulas práticas valem cerca de 25 % da cotação do exame.

Nota final no exame de recurso e melhoria de nota

Nota final = 0.7*nota_exame + 0.15*nota_trabalho_prático1+ 0.15*nota_trabalho_prático2

Cursos

• Perfil de Informática Aplicada