Informationsteori för komplexa system

Valbar inom masterprogram

SEE Chalmers

Kandidatexamen inklusive 30 hp matiematik samt programmering

Kursen introducerar studenterna till viktiga begrepp i informationsteori som kan användas för att beskriva och karaktärisera komplexa system. Dessa begrepp tillämpas på system och fenomen inom ett antal delområden: cellautomater, fraktala strukturer, kemisk själv-organisation och kaotiska system. Det huvudsakliga syftet är att ge studenterna kunskap och färdighet att tillämpa informationsteori inom flera olika områden. Kursen ger också en presentation av kopplingar mellan informationsteori och fysik, framförallt statistisk mekanik och termodynamik.

Grundläggande begrepp inom informationsteori:

- Shannon-entropi, relativ entropi och komplexitetsmått

Informationsteori för symbolsekvenser och gittersystem:

- Korrelationer och slumpmässighet i symbolsekvenser

Informationsteori och fysik

- Entropy i fysiken och dess relation till slumpmässighet i informationsteori

Cellautomater

- Ordning och oordning i tidsutvecklingen hos olika cellautomat-regler

Geometrisk informationsteori

- Presentation av ett informations-teoretiskt ramverk för att karaktärisera mönster

Själv-organiserande kemiska system

- Flöden av information i mönsterbildande processer

Kaotiska system och information

- Flöde av information från mikro till makro i kaotisk dynamik

Efter att ha framgångsrikt slutfört denna kurs skall studenten kunna

- definiera och tillämpa de grundläggande begreppen inom informationsteori: Shannon-entropi, relativ entropi och komplexitetsmått baserade på dessa,

- använda informationsteori för att karaktärisera både cellautomater och låg-dimensionella kaotiska system,

- förstå kopplingen mellan informationsteori och statistisk mekanik,

- använda geometrisk informationsteori för att karaktärisera mönster i rumsligt utbredda system som exempelvis bilder, och

- förklara hur information flödar i kemiska själv-organiserande system som uppvisar mönsterbildning.

Kursen baseras på en serie föreläsningar och räkneövningar, totalt ca 40 timmar, vilka täcker de områden som listats ovan. Både hemuppgifter, som delas ut veckovis, liksom ett mindre projekt som genomförs enskilt eller i grupp är valfria moment som kan ge bonuspoäng att addera till tentamensresultatet.

Skriftlig tentamen med möjlighet till bonuspoäng från hemuppgifter och projektarbete.

Om en student som har underkänts två gånger på samma examinerande moment önskar byta examinator inför nästa examinationstillfälle ska en sådan begäran bifallas om det inte finns särskilda skäl däremot (6 kap. 22 § HF).

Om en student har fått besked om pedagogiskt stöd från Göteborgs universitet med rekommendation om anpassad examination och/eller anpassad examinationsform kan examinator, i det fall det är förenligt med kursens lärandemål och förutsatt att inte orimliga resurser krävs, besluta att bevilja studenten anpassad examination och/eller anpassad examinationsform.

Om en kurs har avvecklats eller genomgått en större förändring ska studenten erbjudas minst två examinationstillfällen, utöver ordinarie examinationstillfälle. Dessa tillfällen fördelas under en tid av minst ett år, dock som längst två år efter det att kursen avvecklats/förändrats. Vad gäller praktik och verksamhetsförlagd utbildning (VFU) gäller motsvarande, men med begränsning till endast ett ytterligare examinationstillfälle.

Om en student har fått besked om att denne uppfyller kraven för att vara student vid Riksidrottsuniversitetet (RIU-student) har examinator rätt att besluta om anpassning vid examination, om detta görs i enlighet med Lokala regler gällande RIU-studenter vid Göteborgs universitet.

Resultatet och eventuella förändringar i kursens upplägg ska förmedlas både till de studenter som genomförde värderingen och till de studenter som ska påbörja kursen.