Codificação da Informação
Código
11163
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Informática
Créditos
6.0
Professor responsável
Carmen Pires Morgado, Pedro Abílio Duarte de Medeiros
Horas semanais
4
Total de horas
52
Língua de ensino
Português
Objectivos
O objectivo da unidade curricular é apresentar os princípios e métodos usados na codificação da informação para a sua transmissão e armazenamento. São estudados os conceitos provenientes da Teoria de Informação e a forma como são utilizados para fundamentar as técnicas usadas na compressão de dados, criptografia e detecção e correção de erros.
Conhecimentos:
- Fundamentos da Teoria da Informação e as suas contribuições para a codificação da informação;
- Principais técnicas de compressão de dados e de detecção e correcção de erros;
- Principais algoritmos usados na criptografia simétrica e de chave pública e sua análise à luz da Teoria da Informação.
Competências:
- Analisar e determinar a eficiência das diferentes técnicas de compressão de acordo com o tipo de dados manipulados;
- Analisar as implementações de algoritmos usados em criptografia
- Desenvolvimento de versões simplificadas de algoritmos de compressão de dados, detecção e correcção de erros e criptografia.
Conteúdo
1 Introdução à codificação de informação
- Blocos constituintes de um sistema digital de comunicação/armazenamento da informação
- Definição de informação. Entropia. Teorema de Shannon da codificação da IGNOREe
- Codificação de dados: códigos de descodificação única, instantânea e de condição prefixa
2 Compressão de dados
- Codificação estatística e aritmética
- Codificação baseada em dicionários
- Codificação baseada no contexto
- Análise de alguns programas de compressão
- Codificação de imagem, som e vídeo
3 Detecção e correcção de erros
- Canais com ruído. Capacidade de um canal
- Métodos de detecção e correcção de erros: códigos lineares, cíclicos, BCH e de convolução
- Aplicações de métodos de detecção e correcção de erros, tais como: ISBN e similares, RAID, formatos CD/DVD
4 Algoritmos criptográficos
- Relação da criptografia com a teoria da informação. Noção de segredo perfeito
- Cifras simétricas
- Cifras de chave pública
- Assinaturas digitais
- Esteganografia
Bibliografia
- Notas das aulas e outro material a disponibilizar via CLIP
- Referências principais:
- D. Salomon, Coding for Data and Computer Communications, Springer, 2005
- Khalid Sayood, “Introduction to Data Compression”, 4th edition, Morgan Kaufmann, 2012
- 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 avaliação
Dois testes
- Sem consulta.
- Duração máxima: 2h00m.
- Cada um deles cobre aproximadamente metade da matéria teórica e prática da disciplina.
Dois trabalhos práticos para entregar
- Trabalho 1, relacionado com matéria do primeiro teste.
- Trabalho 2, relacionado com matéria do segundo teste.
Nota final
Nota final = 0.3*nota_teste1 + 0.3*nota_teste2 + 0.20*nota_trabalho_prático1+ 0.20*nota_trabalho_prático2
Média dos testes >=8.5
Exame de Recurso
- São automaticamente admitidos para exame todos os alunos que reprovaram na avaliação ao longo do semestre.
- Sem consulta.
- Duração máxima: 2h30m.
- Cobre toda a matéria teórica e prática.
Nota final no exame de recurso, melhoria de nota e época especial
Nota final = 0.6*nota_exame + 0.2*nota_trabalho_prático1+0.2*nota_trabalho_prático2
Nota exame >= 8.5