- •Иванов в.И.
- •Конспект лекций
- •Прикладная алгебра
- •Содержание
- •Лекция 1 Алгебраические операции и алгебраические структуры. Матрицы. Операции над матрицами. Типы матриц. Нормы матриц
- •Алгебраические операции и алгебраические структуры
- •2. Матрицы. Операции над матрицами
- •3. Типы матриц
- •4. Нормы матриц
- •3) 4) Наибольшее сингулярное число
- •Лекция 2 Теория Фредгольма для систем линейных алгебраических уравнений (слау)
- •1. Ядро дефект и образ матрицы
- •2. Альтернатива и теорема Фредгольма
- •Лекция 3 Нормальное решение, псевдорешение слау. Псевдообратная матрица
- •1. Нормальное решение слау
- •2. Псевдорешение слау
- •3. Псевдообратная матрица
- •Лекция 4 lu-разложение матрицы
- •1. Матрицы преобразований
- •Лекция 5 Матрицы вращений и матрицы отражений. Qr-разложение матрицы
- •1. Матрицы вращений
- •Называются матрицами вращения (простого поворота, Гивенса).
- •2. Матрицы отражений
- •Лекция 6 Сингулярные числа матрицы. Сингулярное разложение матрицы. Полярное разложение матрицы
- •1. Свойства матриц и
- •2. Сингулярные числа матрицы
- •3. Сингулярное разложение матрицы
- •4. Следствия из сингулярного разложения матрицы
- •5. Полярное разложение матрицы
- •Лекция 7 Возмущения слау. Число обусловленности
- •1. Возмущения единичного оператора
- •1. Возмущения невырожденного оператора. Число обусловленности
- •3. Возмущения слау. Число обусловленности
- •Лекция 8 Кольцо и поле. Делители нуля. Характеристика поля. Алгоритм Евклида. Число элементов конечного поля
- •1. Кольцо и поле. Делители нуля
- •2. Характеристика поля
- •3. Алгоритм Евклида
- •3. Число элементов конечного поля
- •Лекция 9 Кольцо многочленов над полем. Алгоритм Евклида. Неприводимые многочлены
- •1. Кольцо многочленов над полем
- •2. Алгоритм Евклида
- •3. Неприводимые многочлены
- •Лекция 10 Общий способ построения полей. Поле разложения. Существование поля из элементов
- •1. Общий способ построения полей
- •2. Поле разложения
- •3. Существование поля из элементов
- •Лекция 11 Алгебраическая структура конечного поля. Неприводимые множители многочлена деления круга
- •1. Алгебраическая структура конечного поля
- •2. Неприводимые множители многочлена деления круга
- •Лекция 12 Единственность конечного поля. Число неприводимых многочленов в
- •1. Единственность конечного поля
- •2. Число неприводимых многочленов в
- •Лекция 13 Коды, исправляющие ошибки. Основные характеристики кода. Линейные коды
- •1. Коды, исправляющие ошибки
- •2. Основные характеристики кода
- •3. Линейные коды
- •Лекция 14 Коды Боуза – Чаудхури– Хоквингема (бчх-коды)
- •1. Введение
- •1. Коды Боуза – Чаудхури– Хоквингема (бчх-коды)
- •Итак, в матрице (2) любые столбцов линейно независимы, следовательно, по теореме 3 лекции 13 соответствующий код исправляет ошибок лекция 15 Циклические коды
- •1. Циклические коды
- •Лекция 16 Декодирование циклических кодов. Локаторы ошибок. Многочлены локаторов и синдромов. Ключевое уравнение
- •1. Декодирование циклических кодов
- •2. Локаторы ошибок. Многочлены локаторов и синдромов
- •3. Ключевое уравнение
- •Лекция 17 Решение ключевого уравнения. Алгоритм декодирования бчх-кода
- •1. Решение ключевого уравнения
- •2. Алгоритм декодирования бчх-кода
- •Пример. , .
- •Библиографический список
Пример. , .
В
этом случае примитивным корнем
-й
степени из единицы является примитивный
элемент
поля
,
.
Для выполнения арифметических операций
в этом поле, предусмотренных в алгоритме
декодирования, будем пользоваться табл.
3, выражающей элементы поля в виде
степеней примитивного (таблица
логарифмов).
Таблица 3
Поле , .
-
Степень
Элемент поля
Степень
Элемент поля
0
1
8
1
9
2
10
3
11
4
12
5
13
6
14
7
Элемент
,
как следует из определения поля, является
корнем многочлена
,
минимальным многочленом для элемента
является многочлен
.
(Последнее
вытекает из того, что
– элемент 5-го порядка, то есть является
корнем многочлена
).
Следовательно, в качестве порождающего
многочлена кода, исправляющего 2 ошибки,
может быть взят многочлен
.
Предположим,
что при передаче кодового слова (кодового
многочлена) произошли ошибки в первом
и десятом разрядах, остальные разряды
переданы правильно. Локаторами ошибок
являются элементы
и
.
Следовательно, в данном случае многочлен
локаторов ошибок будет равен
. (17)
(При раскрытии скобок использовалась составленная выше таблица).
Именно этот многочлен должен быть вычислен в результате декодирования. Рассмотрим, как это происходит.
1°. Вычисление синдромов. Имеем
.
Возводя
в квадрат
и затем
,
находим
.
Следовательно, многочлен синдромов равен
.
2°. Использование алгоритма Евклида.
Полагаем
1-й
шаг. Деление с остатком
на
:
.
С
помощью частного
находим
2-й
шаг. Деление с остатком
на
:
.
Так
как степень остатка равна 2 – количеству
исправляемых ошибок, то на этом шаге
вычисления заканчиваются. С помощью
частного
находим
,
поэтому
,
что совпадает с выражением (17).
Библиографический список
1. Ефимов Н.В. Линейная алгебра и многомерная геометрия: учебное издание. – 4-е изд., стер. М.: Физматлит, 2005. – 464с.
2. Икрамов Х.Д. Задачник по линейной алгебре: учебн. пособие. – 2-е изд., испр. СПб.: Лань, 2006. – 319с.
3. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. – 5-е изд. М.: Физматлит, 2004. – 560с.
4. Глаголев В.В. Алгебраическая теория кодирования: учебн. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. – 116с.
5. Кострикин А.И. Введение в алгебру. Ч.1. Основы алгебры. – 2-е изд., испр. М.: Физматлит, 2004. – 272с.
6. Кострикин А.И. Введение в алгебру. Ч.2. Линейная алгебра. – 3-е изд. М.: Физматлит, 2004. – 368с.
7. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Прикладная алгебра». Тула: ТулГУ, 2011. — (Кафедральный ресурс).
8. Методические указания к самостоятельной работе студента по дисциплине «Прикладная алгебра». Тула: ТулГУ, 2011. — (Кафедральный ресурс).
9. Методические указания к типовому расчету студента по дисциплине «Прикладная алгебра». Тула: ТулГУ, 2011. — (Кафедральный ресурс).
