MATA2500 - Luentopäiväkirja

Tänne päivitetään luentojen jälkeen muutamalla virkkeellä että mitä saatiin aikaiseksi.

Ensimmäinen viikko

Käytännön asioita. Johdattelua informaation käsitteeseen sekä joitain matemaattisia peruskäsitteitä. Muutama sana todennäköisyyslaskennasta.

Tiistai

Käytännön asiat sekä muutamia alustavia esimerkkejä. Määriteltiin tapahtuman informaatiosisältö sekä jakauman entropia.

Torstai

Coxin lauseen periaatteet sekä muutama Monty Hall -henkinen ongelma. Hyvää oheislukemistoa on D. Sivian Data Analysis -kirjan sivut 1-10 ja E.T. Jaynesin Probability Theory the Logic of Science sivut 1-x, missä x on jaksamisen määrä. Sivian kirja on näppärä perusteos joka kannattaa lukea jos vaan ikinä on aikaa, jälkimmäinen kirja on järkälemäinen eepos, mutta hyvää kamaa kaikki mitä tässä elämässä ehtii siitä lukea.

Bayesiläisen päättelyn hengessä tämä blogiteksti siitä, mikseivät 0 ja 1 ole todennäköisyyksiä voi olla mielenkiintoista luettavaa.

Toinen viikko

Lisää entropian perusominaisuuksia sekä yhteisinformaatio

Tiistai

Entropian (karakterisoivia) ominaisuuksia sekä yhteisinformaatio. Taikatemppu.

Torstai

Entropian karakterisoivia ominaisuuksis. (Shannonin 1946 -paperin Appendix 2.) Tämän lisäksi tutkittiin, miten entropian maksimointi on hyvä idea kun haluaa määritellä epävarmuuttaan kuvaavan jakauman tilanteessa, jossa jakaumalle on jotain laskennallisia reunaehtoja. (Sivian kirjan kappale 5.2.1 The Monkey Argument, s. 113->.)

Oheinen teksti kuvailee Kullback-Leiblerin ideaa avaruusmatojen avulla.

Kolmas viikko

Kolmogorov-kompleksisuus

Tiistai

Kolmogorov-kompleksisuuden määrittelyä heuristisella tasolla. Joitain perusominaisuuksia.

Käsittelymme aiheesta oli enemmän kuvaileva kuin täsmällinen, täsmällisemmästä käsittelystä voi lukea esimerkiksi täältä.

Hyvää lisälukemistoa L-systeemeistä (kannattaa katsoa myös englanninkielinen sivu).

Torstai

Puhuttiin pysähtymisongelmasta sekä siitä, että miksei Kolmogorov-kompleksisuus ole laskettava funktio. Sivuttiin hieman Gödelin epätäydellisyyslausetta ja erilaisia Turing-täydellisiä asioita.

Neljäs viikko

Koodausteoriaa

Tiistai

Shannonin lähdekoodauslause, blokkikoodit ja Huffmanin koodit.

Torstai

Shannonin lähdekoodauslauseen todistus.

Viides viikko

Kohinaista koodausteoriaa

Tiistai

Kohinaisen kanavan rakenne ja kapasiteetti, Shannonin kanavakoodauslause, Hammingin koodi.

Torstai

Shannonin kanavakoodauslauseen todistuksen idea. Luentomonisteen päivitys hieman viivästyy, sisältönä luennolla oli oleellisesti MacKay:n kirjan luvut 9-10.

Kuudes viikko

Repaleisia aiheita jotka kertauttavat aiheemme

Tiistai

Satunnaisuuden määrittely (Martin-Löf), alkulukujen äärettömyystodistus informaatioteorian avulla ja hieman kryptografiasta (kts. esim. Unicity distance).