Dạy học xác suất và thống kê cho học viên chuyên ngành trinh sát kỹ thuật tại học viện khoa học quân sự theo hướng tích hợp với lý thuyết thông tin tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM - NGUYỄN VĂN ĐẠI DẠY HỌC XÁC SUẤT VÀ THỐNG KÊ CHO HỌC VIÊN CHUYÊN NGÀNH TRINH SÁT KỸ THUẬT TẠI HỌC VIỆN KHOA HỌC QUÂN SỰ THEO HƢỚNG TÍCH HỢP VỚI LÝ THUYẾT THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM - NGUYỄN VĂN ĐẠI DẠY HỌC XÁC SUẤT VÀ THỐNG KÊ CHO HỌC VIÊN CHUYÊN NGÀNH TRINH SÁT KỸ THUẬT TẠI HỌC VIỆN KHOA HỌC QUÂN SỰ THEO HƢỚNG TÍCH HỢP VỚI LÝ THUYẾT THÔNG TIN Chuyên ngành: Lý luận Phƣơng pháp dạy học mơn Tốn Mã số: 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐỖ TIẾN ĐẠT TS PHAN THỊ LUYẾN HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận án “Dạy học Xác suất thống kê cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân theo hướng tích hợp với Lý thuyết thơng tin” cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu, kết nghiên cứu luận án mới, trung thực chưa cơng bố cơng trình khác trước Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Văn Đại LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn đến lãnh đạo Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam, Trung tâm đào tạo bồi dưỡng phòng ban chức Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam hỗ trợ, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi thời gian tác giả làm nghiên cứu sinh Tác giả xin gửi lời cảm ơn thầy cô thuộc chuyên ngành Lý luận Phương pháp dạy học mơn tốn, thầy hội đồng cấp tận tình dạy dỗ, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Nhân dịp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đỗ Tiến Đạt, TS Phan Thị Luyến, TS Đặng Chiểu, thầy, tận tình hướng dẫn, dìu dắt tác giả suốt thời gian qua Tác giả xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám đốc, Ban Chủ nhiệm khoa Khoa học Cơ Bản Học viện Khoa học Quân tạo điều kiện thuận lợi để tác giả chuyên tâm vào làm luận án Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình ln động viên, giúp đỡ để tác giả hồn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Văn Đại MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu luận án Nhiệm vụ nghiên cứu 4 Phạm vi nghiên cứu Khách thể đối tƣợng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Các phƣơng pháp nghiên cứu Dự kiến đóng góp luận án Các vấn đề đƣa bảo vệ 10 Cấu trúc luận án Chƣơng CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 10 1.2 Những nét học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật 13 1.2.1 Nhiệm vụ, mục tiêu đào tạo, định hướng đổi nội dung phương pháp dạy học Học viện Khoa học Quân 13 1.2.2 Đặc điểm tâm sinh lý học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật…… 14 1.2.3 Đặc điểm học tập học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật…… 14 1.2.4 Đặc điểm nghề nghiệp người lính Trinh sát Kỹ thuật……… 15 1.2.5 Kỹ nghề nghiệp người lính Trinh sát Kỹ thuật………… 15 1.3 Một số vấn đề Lý thuyết thơng tin vai trị Lý thuyết thông tin Trinh sát Kỹ thuật 21 1.3.1 Một số khái niệm 21 1.3.2 Mơ hình thơng tin liên lạc 27 1.3.3 Vai trị Lý thuyết thơng tin Trinh sát Kỹ thuật ………… 1.4 Nội dung, chƣơng trình giảng dạy Xác suất thống kê cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân vai trò 30 31 Xác suất thống kê với lý thuyết thông tin 1.4.1 Nghiên cứu nội dung, chương trình giảng dạy Xác suất 31 Thống kê số Học viện đào tạo nghề nghiệp có Lý thuyết thơng tin 1.4.2 Nội dung, chương trình giảng dạy Xác suất thống kê cho học viên 32 chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân 1.4.3 Vai trò Xác suất thống kê Lý thuyết thông tin việc rèn luyện kỹ nghề nghiệp cho người lính Trinh sát Kỹ thuật 35 1.5 Vấn đề dạy học tích hợp đào tạo nghề nghiệp cho học viên 43 chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật 1.5.1 Tích hợp 43 1.5.2 Dạy học tích hợp 44 1.5.3 Căn lựa chọn dạy học Xác suất thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thông tin cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật 1.5.4 Quan niệm cách thức dạy học Xác suất thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thông tin cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật 1.5.5 Quy trình thiết kế tổ chức dạy học tích hợp Xác suất thống kê với Lý thuyết thông tin theo chủ đề 47 50 51 1.5.6 Kiểm tra, đánh giá kết học tập q trình dạy học tich hợp liên mơn Xác suất thống kê với Lý thuyết thông tin 1.5.7 Đề xuất kỹ nghề nghiệp cần rèn luyện cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật thông qua dạy học Xác suất thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thơng tin 53 1.6 Thực trạng dạy học Xác suất Thống kê cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân theo hƣớng tích hợp với Lý thuyết thơng tin 1.6.1 Mục đích, nội dung, đối tượng phương pháp khảo sát………… 58 1.6.2 Kết khảo sát phân tích…………………………………… 1.6.2.1 Thực trạng việc dạy học Xác suất Thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thông tin giảng viên 1.6.2.2 Thực trạng vấn đề lĩnh hội kiến thức Xác suất Thống kê, nhận thức học viên vai trò Xác suất Thống kê môn học Lý thuyết thông tin thực tiễn công việc 53 58 59 59 60 1.6.2.3 Đánh giá giảng viên chuyên ngành mức độ hiệu sử 62 dụng Xác suất Thống kê học tập môn học Lý thuyết thông tin học viên 1.6.2.4 Thực trạng việc rèn luyện kỹ nghề nghiệp học viên thông qua dạy học Xác suất Thống kê 63 KẾT LUẬN CHƢƠNG 66 Chƣơng BIỆN PHÁP DẠY HỌC XÁC SUẤT VÀ THỐNG KÊ CHO HỌC 67 VIÊN CHUYÊN NGÀNH TRINH SÁT KỸ THUẬT TẠI HỌC VIỆN KHOA HỌC QUÂN SỰ THEO HƢỚNG TÍCH HỢP VỚI LÝ THUYẾT THƠNG TIN 2.1 Định hƣớng xây dựng biện pháp 67 2.2 Một số biện pháp dạy học Xác suất Thống kê cho học viên 68 chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân theo hƣớng tích hợp với Lý thuyết thông tin 2.2.1 Biện pháp 1: Trang bị cho HV vốn tri thức XSTK theo hướng gắn với LTTT 2.2.2 Biện pháp 2: Tổ chức dạy học XSTK sở TH với LTTT theo định hướng rèn luyện KNNN cho HV CN TSKT 2.2.3 Biện pháp 3: Tổ chức cho HV hoạt động luyện tập, thực hành đơn vị quân đội gắn với CN đào tạo thông qua dự án học tập môn XSTK 69 83 98 2.2.4 Biện pháp 4: Điều chỉnh nội dung cách thức kiểm tra, đánh giá 104 kết học tập theo hướng rèn luyện KNNN cho HV CN TSKT 2.2.5 Biện pháp 5: Đổi sinh hoạt chun mơn để bồi dưỡng cho GV 113 Tốn hiểu biết KN cần thiết để dạy học XSTK gắn với LTTT KẾT LUẬN CHƢƠNG 2……………………………………………………… 122 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 123 3.1 Mục đích, yêu cầu, nhiệm vụ, nguyên tắc tổ chức thực nghiệm 3.1.1 Mục đích thực nghiệm…………………………………………… 123 3.1.2 Yêu cầu thực nghiệm……………………………………………… 123 3.1.3 Nhiệm vụ thực nghiệm…………………………………………… 123 3.1.4 Các nguyên tắc tổ chức thực nghiệm 123 3.2 Thời gian, địa điểm đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm………… 124 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm……………………………… 124 3.3.1 Phương pháp điều tra……………………………………………… 124 3.3.2 Phương pháp quan sát…………………………………………… 124 123 3.3.3 Phương pháp thống kê Toán học 124 3.3.4 Phương pháp nghiên cứu trường hợp 125 3.3.5 Xây dựng phương thức tiêu chí đánh giá 125 3.4 Nội dung thực nghiệm 135 3.4.1 Tài liệu thực nghiệm sư phạm 135 3.4.2 Tập huấn cho giảng viên Toán Học viện Khoa học Quân 135 dạy học Xác suất Thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thông tin (thực nghiệm biện pháp 5) 3.4.3 Cách thức tiến hành thực nghiệm sư phạm 135 3.5 Kết thực nghiệm sƣ phạm 136 3.5.1 Kết thực nghiệm sư phạm vòng 136 3.5.2 Kết thực nghiệm sư phạm vòng 140 3.5.3 Đánh giá tiến nhận thức, khả vận dụng kiến thức 146 Xác suất Thống kê vào chuyên ngành học mức độ thành thạo kỹ nghề nghiệp học viên thơng qua số trường hợp điển hình KẾT LUẬN CHƢƠNG 152 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 153 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN 155 ĐỀ TÀI ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO 156 PHỤ LỤC 160 DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Viết tắt BPSP Biện pháp sư phạm CN Chuyên ngành DHTH Dạy học tích hợp GQVĐ Giải vấn đề GV Giảng viên HV Học viên HVKHQS Học viện Khoa học Quân KNNN Kỹ nghề nghiệp LTM Lý thuyết mã LTTT Lý thuyết thông tin NL Năng lực NN Nghề nghiệp PPDH Phương pháp dạy học TNSP Thực nghiệm sư phạm TH Tích hợp TSKT Trinh sát kỹ thuật XSTK Xác suất thống kê DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Hệ thống KNNN (cốt lõi) người lính TSKT Quan hệ độ bất định xác suất Bảng thống kê tần số 18 22 24 Bảng 1.4 Kết khảo sát số lượng ví dụ tập XSTK có liên quan với LTTT HVKTMM, HVKTQS, HVBCVT 32 Bảng 1.5 36 Bảng 1.7 Bảng 1.8 Bảng phân phối tần suất xuất ký tự tiếng Anh Bảng phân phối tần suất xuất ký tự tiếng Việt dạng Telex Bảng phân phối tần suất xuất ký chữ mã Bảng phân phối tần suất xuất ký chữ mã Bảng 1.9 Bảng 1.10 Đầu điện chiến dịch tháng năm 1951 mạng Uni Mối quan hệ kiến thức liên môn XSTK – LTTT vấn đề 41 47 Bảng 1.6 Bảng 1.11 Bảng 1.12 Bảng 1.13 TH giảng dạy XSTK TH với LTTT Các KNNN cần rèn luyện cho HV CN TSKT thông qua dạy học XSTK theo hướng TH với LTTT Kết điều tra nhận thức GV dạy XSTK vai trò XSTK LTTT thực trạng việc dạy học môn XSTK theo hướng TH với LTTT Điều tra mức độ lĩnh hội kiến thức kỹ vận dụng HV 36 37 39 54 59 60 CN TSKT sau kết thúc học phần XSTK Bảng 1.14 Bảng 1.15 Bảng 1.16 Vấn đề nhận thức HV vai trò XSTK môn học LTTT thực tiễn công việc Đánh giá GV CN mức độ hiệu sử dụng XSTK học tập môn học LTTT HV Kết khảo sát thực trạng việc rèn luyện KNNN cho HV 61 62 63 CN TSKT thông qua dạy học XSTK Bảng 1.17 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Kết khảo sát thực trạng việc rèn luyện KNNN HV CN TSKT thông qua dạy học XSTK Bảng phân phối tần suất xuất ký chữ mã 63 Bảng mã hóa nguồn Fano Tiêu chí đánh giá kết rèn luyện KNNN HV thông qua dự án “Quy luật hành văn số văn đặc thù” Tiêu chí đánh giá kết rèn luyện KNNN HV thông qua dự án “khám phá mật mã Uni liên quân Mỹ - Hàn Quốc 81 126 75 130 204 để đại lượng ngẫu nhiên X nhận giá trị nhỏ thua x F(x) = P(X < x) Như vậy, hàm phân phối xác suất phản ánh mức độ tập trung xác suất phía bên trái số thực x - Nếu X đại lượng ngẫu nhiên rời rạc F(x) =  pi i:x i  x -GV đưa VD4 yêu - HV thực phép tính: cầu HV tính xác suất: Gọi x số thực P(X < x), với x  1, + Nếu x  < x  2; < x  x > F(x) = P(X < x) = P(V)= + Nếu < x  F(x) = P(X < x) = P(X = 1) = 0,8 - GV kết luận tính sai + Nếu < x  kết HV đưa F(x) = P(X < x) = P(X = 1)+ hàm phân phối xác suất P(X = 2) = 0,8 + 0,16 = 0,96 X là: + Nếu x > Ví dụ Cho X đại lượng ngẫu nhiên rời rạc có bảng phân phối xác suất X P 0,8 0,16 Xây dựng hàm phân phối xác suất X b) Tính chất hàm phân phối Tính chất 1:  F(x)  x x  F(x) = P(X < x) = P(X = 1)+ Tính chất 2: Hàm phân phối 0 0, 1 x1 F(x2) 0, 96 23  F(x1) Hệ Từ chứng minh tính chất ta có: P(x1  X< x2) = F(x2) - F(x1) - GV yêu cầu HV nhận xét - HV đưa nhận xét Hệ Nếu X đại giá trị, tính tăng giảm lượng ngẫu nhiên liên tục hàm phân phối P(X = x0) = Ở x0 giá trị thuộc miền giá trị - GV xác hóa đưa có X tính chất Hệ 205 P(x1  X  x )  P(x1  X  x )  P(x1  X  x )  P(x1  X  x ) Tính chất lim F(x)  x  - GV cung cấp thêm VD5 - HV tự luyện giải VD để HV tự luyện - GV nhận xét sai đưa đáp án VD5 lim F(x)  x  Ví dụ Cho X đại lượng ngẫu nhiên có hàm phân phối xác suất x  0  F(x) = (x - 3)2 1  < x  x > Tìm xác suất để X nhận giá trị khoảng (1,4) Hoạt động 7: Tìm hiểu hàm mật độ xác suất ĐLNN (13 phút) (rèn KN3) 2.5 Hàm mật độ xác suất ĐLNN - GV đưa khái niệm hàm a) Định nghĩa : Cho X đại mật độ, phân tích đưa lượng ngẫu nhiên liên tục có cách lập hàm mật độ xác hàm phân phối xác suất F(x), suất ĐLNN F(x) khả vi x  R hàm số f(x) = F‟(x) gọi hàm mật độ xác suất ĐLNN X -GV đưa tính chất - HV suy nghĩ trả lời b) Tính chất hàm mật độ yêu cầu HV câu hỏi GV Tính chất f(x)   x  R x tìm mối liên hệ hàm Tính chất F(x)   f(x)dx phân phối hàm mật độ  Tính chất b P  a  X  b    f(x)dx a  Tính chất - GV giải mẫu phân tích VD  f(x)dx   Ví dụ Cho hàm mật độ đại l-ợng ngẫu nhiên X cã d¹ng: 206  x2 k (  )  f (x)   0  - HV tự luyện giải VD -GV yêu cầu HV tự luyện VD7 - GV nhận xét sai đưa đáp án VD x  x a) Xác định số k  b) TÝnh P x  Ví dụ Cho hàm mật độ ĐLNN ngẫu nhiên X có dạng    a.cosx x [ , ] F(x) =  2  0    x [ , ] 2 a) Tìm a xác định hàm phân phối xác suất F(x) X b) Tính xác suất để X nhận  giá trị khoảng ( ,  ) Hoạt động 8: Củng cố kiến thức giao nhiệm vụ nhà (5 phút) Rèn luyện KN2, KN3, KN4, KN5, KN9 - Củng cố kiến thức vừa - Câu hỏi nghiên cứu: học 1) Tìm hiểu mã thay - Về nhà làm tập 2,3 đơn mối liên hệ quy cuối chương 2, giáo luật phân phối xác suất trình ĐLNN với mã thay đơn Đọc trước “Các tham số đặc trưng ĐLNN” 2) Tìm hiểu bước lập mã nén phương pháp mã Shannon (tham khảo tài liệu [3] thư viện), từ chia nhóm để lập mã tối ưu mã hóa nguồn tin sau: “SOOSBATAMSTAMSBAO SCAOSNGAYF” 207 PHỤ LỤC 13 Giáo án 2: Trích dạy theo chủ đề: Xác định chiều dài code mã truyền tin (Giáo án thực nghiệm biện pháp 3) Thời lƣợng: tiết (thực kết thúc chương 3) Lớp: 35TS - Học kì: I Lựa chọn chủ đề Từ hệ thống thông tin, sau máy thu thu thông tin đường truyền, từ xung điện thu ta cắt thành chuỗi 0,1 Việc làm giải mã truyền tin xác định chiều dài code cho dạng truyền tin Code chiều dài bit thịnh hành nửa đầu kỷ trước dùng Hiện thường có độ dài 7,8,12,16 bit - Vai trò LTTT việc là: Trong mạng có văn rõ Văn gồm tổ hợp code mã ký tự rõ nên gồm phần khơng gian hẹp có tần số tần số rõ - Vai trò thống kê việc là: Để xác định chiều dài code ta chia code theo chiều dài 7, 8, 12, 16 bit dựa vào cơng cụ thống kê (có hỗ trợ phần mềm mathlab) để phân tích tần số chiều dài code ta xác định chiều dài code Nếu tần số code tần số code tn theo quy luật ngơn ngữ, chữ xuất tần số lớn ứng với biểu hình có tần số lớn Bảng chữ có 26 ký tự kết hợp với dấu câu theo quy luật ngơn ngữ thơng thường, tần số code số biểu hình khơng nhiều (khoảng 45 biểu hình trở lại) Trường hợp thống kê tần số code n mà có xấp xỉ 2n biểu hình khơng phải tần số code Do vậy, ta xây dựng tổ chức DHTH XSTK với LTTT theo chủ đề “xác định chiều dài code mã truyền tin” II Xác định mục tiêu dạy học Mục tiêu rèn luyện KNNN - Hướng vào rèn luyện KN làm việc độc lập (KN1), KN hợp tác (KN2), KN vấn đề (KN3), KN sử dụng phần mềm ứng dụng liên quan đến CN (KN9), KN khám phá, giải mã điện mã hóa HV (KN6) Mục tiêu Toán XSTK - HV biết hệ thống nắm kiến thức thống kê, tần số, xác suất biến cố, bảng phân bố tần suất đại lượng ngẫu nhiên - HV biết cách vận dụng lý thuyết XSTK vào phân tích để xác định code ma truyền tin Mục tiêu LTTT - HV hiểu biết thêm kiến thức entropy, mã truyền tin thám mã Về thái độ 208 - Nghiêm túc chuẩn bị theo yêu cầu giảng viên - Hăng hái, phát biểu giảng - Tìm tịi mối liên hệ XSTK với LTTT thực tiễn nghề TSKT III Nội dung chủ đề chuẩn bị vấn đề cần thiết Sơ đồ cấu trúc nội dung LTTT XSTK Thống kê, XS bảng phân bố suất biến cố Entropy, mã truyền tin, thám mã Phần mềm Mathlab Xác định code mã truyền tin Nội dung toán học cốt lõi - Tính xác suất biến cố, thống kê tần số, bảng phân bố tần suất Nội dung LTTT cốt lõi: Mã truyền tin Nội dung - Vận dụng kiến thức XSTK mã truyền tin với hỗ trợ phần mềm mathlab để xác định code mã truyền tin Chuẩn bị 5.1 Giảng viên - Cung cấp số kiến thức mã truyền tin, giới thiệu tài liệu tham khảo mã truyền tin - Giao nhiệm vụ cho HV tìm hiểu lý thuyết mã, mã truyền tin - Cho trước mã truyền tin để HV tự nghiên cứu - Lập phiếu đánh giá kết làm việc 5.2 Học viên - Tìm hiểu, bổ sung, nghiên cứu kiến thức lý thuyết mã, đặc biệt kiến thức mã truyền tin (từ nguồn sách tham khảo thư viện, báo, mạng internet, ) - Tìm hiểu, bổ sung kiến thức XSTK 5.3 Cơng cụ hỗ trợ: Máy tính, máy chiếu, hệ thống kết nối Internet công cụ hỗ trợ khác Giáo trình tham khảo [1] Nguyễn Bình (2017), Giáo trình mật mã học, NXB Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng [2] Nguyễn Văn Đại (2012), Giáo trình Xác suất thống kê toán Tài liệu lưu hành nội HVKHQS 209 [3] Trần Thái Ninh, Nguyễn Cao Văn (1996), Lý thuyết xác suất thống kê toán, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội IV Tiến trình dạy học theo chủ đề Ổn định lớp, chào báo cáo (2 phút) Hoạt động dạy học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA NỘI DUNG GHI BẢNG HV VÀ TRÌNH CHIẾU Hoạt động 1: Kiểm tra cũ (5 phút) Yêu cầu HV nhắc lại quy HV trả lời câu hỏi: luật phân phối xác suất đại lượng ngẫu nhiên Hoạt động 2: Tìm hiểu mã truyền tin (20 phút) Rèn luyện KN1, KN3 - GV đặt câu hỏi : - Trình chiếu nội dung kiến + Mã truyền tin gì? - HV trả lời câu hỏi thức mã truyền tin nêu (sau tham khảo tài cách xác định code mã liệu chuyên ngành ) truyền tin dựa vào thống kê + Có loại chiều dài - HV: Thường dùng tần số code mã truyền tin hay code có chiều dài 7, 8, Để xác định chiều dài code ta dùng? 12, 16 bit chia code theo chiều dài 7, 8, 12, 16 bit dựa vào + Cách xác định code mã - HV ghi chép kết công cụ thống kê (đếm thủ truyền tin dựa vào thống kê luận GV cơng có hỗ trợ tần số? phần mềm mathlab) để phân tích tần số chiều dài code ta xác định chiều dài code Nếu tần số code tần số code tn theo quy luật ngơn ngữ, chữ xuất tần số lớn ứng với biểu hình có tần số lớn Bảng chữ có 26 ký tự kết hợp với dấu câu theo quy luật ngôn ngữ thông thường, tần số code số 210 biểu hình khơng nhiều (khoảng 45 biểu hình trở lại) Trường hợp thống kê tần số code n mà có xấp xỉ 2n biểu hình khơng phải tần số code Hoạt động 3: Thực hành xác định code mã truyền tin (30 phút) Rèn luyện KN1, KN2, KN3, KN6, KN9 - GV Đưa mã truyền - Các nhóm trao đổi, thảo - Thực hành: Mở file chương tin (xem phụ lục 8), (gửi file luận chung GQVĐ trình xác định chiều dài code mềm cho HV) hướng dẫn Mathlab, cho - GV cung cấp phần mềm GV chạy chương trình tính tần số xác định code mã truyền tin - Phân công thực câu code, từ code 7, code 8, code (phụ lục 4), cách sử dụng hỏi, trao đổi, thảo luận tìm 12, code 16 Phân tích tần số phương pháp xác định code phương án xác định code chiều dài code ta mã truyền tin mã xác định chiều dài code - GV yêu cầu HV: Dùng - Các nhóm tiến hành - Ví dụ với đoạn code thu cơng cụ XSTK, cơng cụ mã trình tìm code cho ban đầu ta để dòng truyền tin hỗ trợ đoạn mã truyền tin 40 bit lưu file “D:\ phần mềm Mathlab, xác - Các nhóm trình bày kết BM40.doc” Dùng chương định code cho đoạn mã trình XdCdCode.m (đọc truyền tin trên? - Các thành viên xác định chiều dài code) - GV Chia nhóm phân nhóm khác theo phụ lục 8, ta công nhiện vụ dõi đặt câu hỏi bảng tần số code có 125 - GV nhận xét cách làm có biểu hình tương đương với kết nhóm 27 bảng tần số code có 32 biểu hình Vậy code có chiều dài Hoạt động 4: Luyện tập, củng cố (20 phút) Rèn luyện KN1, KN2, KN3, KN6, KN9 - GV cung cấp mã - HV thực hành tìm - Trình chiếu mã truyền truyền tin cho HV tự luyện chiều dài code mã tin (nếu HV làm thủ cơng) tìm code truyền tin cho - Kết luận đáp án chiều - GV nhận xét, đánh giá - HV báo cáo kết dài code trình chiếu kết đưa đáp án tần số biểu hình 211 - GV yêu cầu HV nêu ý nghĩa thống kê tần số việc xác định code mã truyền tin Hoạt động 5: Tổng kết, nhận xét, đánh giá kết làm việc nhóm cá nhân (10 phút) - Phát phiếu đánh giá kết - HV nhóm tự - Tóm tắt kết đạt làm việc nhóm cá đánh giá biểu mức thơng qua chủ đề nhân độ phát triển KNNN, - GV đánh giá vận dụng KN1, KN2, KN3, KN6, kiến thức XSTK đánh giá KN9 (GV HV tiến KNNN tham gia đánh giá) Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ nhà (3 phút) Rèn luyện KN1, KN2, KN3, KN6, KN9 GV cung cấp thêm mã truyền tin cho HV nhà tự luyện Ý nghĩa việc dạy học XSTK theo hướng TH với LTTT thông qua chủ đề: Thông qua chủ đề dạy học vừa trình bày, ngồi việc giúp HV ôn tập lại kiến thức thống kê, giúp HV rèn luyện KNNN, KN làm việc độc lập (thể việc cá nhân HV tự tìm tịi cách xác định code mã dựa vào thống kê tần số code dựa vào phần mềm mathlab), KN hợp tác (thể qua việc chia nhóm thảo luận cách thức khám phá mã), KN vấn đề (thể việc HV biết cách sử dụng phần mềm, biết áp dụng tính chất không gian rõ tần số code số biểu hình nhất), KN sử dụng phần mềm ứng dụng liên quan đến CN, KN khám phá, giải mã điện mã hóa HV (thể qua việc tìm code mã rõ) Điều thể tính TH trình giảng dạy XSTK lồng ghép với kiến thức CN 212 PHỤ LỤC 14 XÁC ĐỊNH CHU KỲ VÀ DÃY TRẠNG THÁI CỦA MÁY MÃ GAMMA BẰNG THỐNG KÊ TOÁN ( Dùng làm đề tài nghiên cứu khoa học cho học viên) Từ cuối kỷ 20 dạng mật mã phát triển mạnh loại máy mã tạo chuỗi gamma giả phương pháp tổ hợp chu kỳ khác Dưới ta xét máy mã với chu kỳ T=17, 18, 19, 20, 21 Mỗi chu kỳ có đóng góp vào giá trị Gamma khác Để tạo chuỗi gamma có đủ giá trị từ 0,1 2, 3……23, 24, 25 phải có chu kỳ mà giá trị đóng góp phải lớn 12 Chu kỳ gọi chu kỳ lớn Phương pháp khám phá luật mã xác định chu kỳ dãy trạng thái chu kỳ lớn Dưới cách xác định chu kỳ dãy trạng thái chu kỳ lớn thống kê toán Với chu kỳ lớn tần số mã trạng thái trạng thái (phần nghìn), có phân bố bảng sau đây: Bảng 1: Phân bố tần số chữ mã chu kỳ lớn TT A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 32 36 35 37 35 37 45 44 46 51 43 52 52 49 48 40 41 25 30 29 31 32 35 29 32 34 40 37 30 36 37 35 27 31 28 30 33 36 32 34 31 39 35 44 47 45 50 53 50 52 44 44 Gọi : RZ tổng tần số chữ mã từ R, S, T, U, V, W, X, Y, Z GO tổng tần số chữ mã từ G, H, I, J, K, L, M, N, O : Trạng thái có hiệu (RZ-GO) > Trạng thái có hiệu (RZ-GO) >> (1) Bản mã (xem bảng đây) chép chu kỳ T = 17, 18, 19, 20, 21 (xem bảng đây) Chép chu kỳ lớn cột mã ứng với trạng thái trạng thái nên Sum = tổng trị tuyệt đối | RZ-GO| đạt giá trị lớn Trong bảng : Tần số từ A đến Z Hai dòng tiếp sau giá trị RZ GO cột Dòng tiếp thứ hiệu (RZ - GO) cột 213 Số màu đỏ tổng tuyệt đối hiệu Kết sau: Chu kỳ 17 18 19 20 21 sum 193 163 574 176 167 Dãy trạng thái (màu đỏ): RA = 50 52 53 20 20 50 50 18 20 19 50 50 50 20 20 50 52 19 20 GO = 30 29 27 58 60 30 30 60 60 60 30 30 30 60 60 30 29 60 60 20 23 26-38-40 20 20-42-40-41 20 20 20-40-40 20 23-41-40 = 574 1 0 1 0 1 0 1 0 Bảng 2: Bản mã HBLUU MKBFU ULKFX BLUHV IXUOO YILUO XYLHI XKRGD GKVOH DRKVG HRRDG ADUHM APLJH ZAPMJ ZDHMT ZYCCT WKJCM TWCJM ZCCVG TLDVB PLLTV BDLTG LDBJP TIBON EOZBO IEZJO ISSKQ ASXPA QISXA AISQA HUSGV HONGG HHOVG HUGVR UZSNR ZZISV RZNIV USNIK LGJIG KOGGI GJOGK GJVAR BLVEY FBUVE LFUAB LCTMG HAEHE GOAEH EOTGH SVSJO NSQKJ TNSOK TVJOX BFEJU FLTEP UFJTP BEJHS PHLOL LNHKO LLNKS HLYHY QUVRD SNSVR USSHN UDUJV MPZAC VOPZM COUVM ZIZFH WMLHF LWMHH LIFHG VQKVB TXXKR BTVXR VKVEA ZZJOZ BBZMO ZJBMA ZJSNG WFXIM YWSXI FYSNW FFVEE IOHCG EFOHI GFVEI LOSMK ZVDLM PZVKL POMKR VFFKG GMZFY GGKZY VFKZP PNMEU AINJE UMIJP NMMWY IOEOV JMZEO OJZWM OTWJH OSTNK HQSTO KQWHO AOCEL FPJDD ZFPLD ZODLN XSAWL KLAIG LKWAG XIWUO XGPRS MLAER SPLEO APOZH INZOO XVSZO NXSZV NVXYO JMLJB NFMLJ BFXNJ PEDFN TRLMJ PTRNM PEJNW EZEZT MNCLY TMZCY ELZBS GJKES MAMJE SKAJS MKOFJ TYYFH POCYF YPCFO YXLWN HFPVB JSFPH BSLJH ORUSQ WYJIL XWYQI XRLQZ ZUCJS JFDUH SJJDH ZUJGM KHLGZ JHMYG ZLHYM MLETA XMIQM CHDIQ MCDTH MSZTB QFZQL VZFZQ LZZVQ FIVYJ EGJTJ GEGJT GIJJP HBGRX ERQFJ XERQJ HFRYV SALJS LGJWJ SLGWV JLJGH ZKDFK SKUDF KSUGK KZURI TZPTG KUZPT GUUKT QOIJO ZYOBM KZYOB KOMOZ TVKLI JLGOA IJLGA TOLGP ADUHT UJOTH TUJTP OUEKN AMVEM ELVVE MEVKL MSSUL HGYHH WBGYH 214 HBSWH FOOXV UFVQP SUFVQ SOPVP LVBRO WRVNH OWRVH LNRYR PMLTS LFPRT SLFRR PLJMW CAPGM KJIPG AKIMJ AZSBD PKIFZ QVKIP ZVSQP IFOIB SFNWJ ASFBW AFJBH PXAIO EIERN OEIEN PRIVY OVDLX HMLUL XDMUY LDGJZ NHRJE FKORJ HFOJK HUZGJ CMDAN TVMDC NVZTC OQELL SZGIO PSZLI PQOLT ZEMTF WIHLW FWTHW ZLTPG SOQPC ODUBP CQDBG UQKEF JGYXF IMOYX GIOEM GSSLL SJNEA HXJNS AXSHS OFRUG ZYJVV OZYGV OFVGL PZMBQ OTNRZ QOBNZ PRBRY MHGZZ NJLGZ ZGJGY LGMJT VJGBS LNEGB JLEJN JWTTJ EEDCM ZTEDE MTTZE CEEFH SPHOK ESPHO EEKHX YYJQF OXJYY FOQJY YYQNF FKVPB BLHFP BVLFF HVYWW KFYDY UQWYD FUWWQ FOSSM KJWGM JSJWK MSSJK ZGGOZ CVAHL GCVZH GGLZB IIOWS XZVEI SXWVI IEWDF FLEXA IJAFX AEJFF AEPEE WMHCJ FGEHC MFEEG MOXXP FYUKJ IXYUF JXXIF BJJNN DYAKO JDYNK JJOND DDPIZ ZPKFD ZZIKD DFIWZ ZNHGX BMEZG XHMZZ EHVWW ZEWCI OJWWC EOWWJ EXCCK ACSDO TCCSA OCCTA AXXYG XXHLN XXXGL XXNGC NNHIN HCWSN NHIWN NSIUY YQOYY LPCYY YOPYY COYOO JFODT NHOOD FNOOH FZZZL EZZQP XZZZE PZZXE XBBMJ BGGMB BBGJM BBBJT DDQTD JSQYD DJTQD DYTEP PJNPW GJGPP WNJPP GNYOO RSOUB RAOOU SROOA SFBBL CBUGL ZBBUC LBBZC WDDKH DKJKI DDKHK DDIHS WWTXW AETJW WAXTW WJXGV VOBVT HOKVV TBOVV KBIXX LYXVQ LDXXV YLXXD YFAAU GABVU AAABG UAAAG ECCMA CSFML CCSAM CCLAX UUHZU HKHXU UHZHU UXZJY YVIYR ZVBYY RIVYY BIDZZ RJZIW RMZZI JRZZM JZXXL KXVEL Bảng 3: Tần số mã chu kỳ Chu kỳ 17 A B C D E F G H 7 4 10 6 3 10 4 3 5 3 3 3 1 6 6 7 6 5 4 4 10 10 7 10 215 I 5 5 5 3 4 J 4 6 7 6 5 K 10 11 6 3 4 L 11 11 6 11 M 5 5 5 6 N 5 1 6 7 O 6 7 10 8 11 10 11 P 2 Q 3 4 3 R 3 2 S 10 8 10 T 4 8 U 3 3 V 4 7 W 6 5 4 X 4 6 Y 10 3 Z 4 6 8 10 RZ =39 37 42 44 34 34 48 41 39 42 26 32 52 42 43 43 38 GO =5 4 4 4 4 4 6 -11-13 -2 -5 -10-20 -7 -15 -1 -32-28 18 -7 -10 -3 193 Chu kỳ 18 4 5 4 5 12 5 3 5 10 2 6 4 10 4 3 6 4 4 8 5 5 6 4 6 6 2 5 3 6 4 7 7 4 7 4 3 10 5 4 4 3 5 8 10 -8 = 216 3 5 5 3 1 8 11 10 2 4 4 2 1 3 3 4 3 1 4 4 4 6 5 6 5 2 5 3 4 3 4 7 3 6 4 3 8 1 3 2 10 4 3 8 7 5 4 6 11 6 6 RZ = 35 30 46 38 43 35 36 42 38 38 36 31 40 42 38 41 36 GO = 51 47 48 46 44 41 56 46 37 45 48 52 49 45 43 43 46 45 -16-17 -2 -8 -6 -21-10 -7 -10-16-18 -5 -1 -5 -5 -9 = 163 Chu kỳ 19 A 3 5 3 5 3 3 5 B 4 4 4 4 4 4 4 C 3 3 3 3 3 3 3 3 3 D 4 3 4 3 4 3 4 3 E 5 4 5 4 5 4 5 4 F 5 4 5 4 5 4 5 4 G 5 5 5 5 5 5 H 3 3 7 3 3 I 3 3 3 3 J 4 9 4 10 4 9 4 10 K 2 6 2 7 2 2 6 L 2 9 2 10 10 2 10 2 9 M 2 2 7 2 2 N 2 5 2 6 2 5 2 O 7 5 7 5 7 5 7 P 5 5 3 5 5 Q 1 4 1 3 1 1 R 3 2 3 2 3 2 3 2 S 2 7 2 7 2 2 217 T U V W X Y Z 4 5 5 10 2 2 5 6 5 6 2 2 2 2 5 6 5 6 5 6 2 2 5 6 9 2 2 2 RZ= 50 52 53 20 50 50 18 20 19 50 50 20 20 50 19 20 GO= 30 29 27 58 30 30 60 60 60 30 30 60 60 30 60 60 20 23 26-38 -40 20 20-42-40 -41 20 20 20 -40-40 20 23-41-40=574 1 Chu kỳ 20 2 4 3 6 3 3 2 1 6 0 4 11 7 2 2 5 3 7 4 4 4 7 5 3 1 6 3 3 6 2 4 0 1 3 2 8 3 5 4 1 3 3 9 2 4 5 5 10 2 4 3 2 6 3 2 8 4 4 3 3 5 0 2 4 9 4 3 6 2 5 4 9 1 6 4 3 3 3 4 6 6 4 218 5 3 5 2 3 4 3 6 4 RZ = 33 31 41 33 35 28 35 40 38 29 34 33 36 34 32 39 30 34 32 31 GO = 41 47 38 45 43 38 38 37 43 54 43 37 44 39 45 33 43 39 43 40 -8 -16 -12-8 -10-3 -5-25-9 -4 -8 -5-13 6-13 -5-11-9=176 Chu kỳ 21 4 4 2 3 3 6 2 6 3 1 1 4 3 1 5 4 4 6 5 3 6 3 6 8 5 2 5 3 3 6 5 4 5 2 6 10 7 5 9 6 1 5 11 3 3 6 6 11 3 3 2 2 2 3 4 11 6 10 5 6 3 4 4 3 1 2 3 2 1 1 1 3 3 2 4 4 4 3 7 3 4 4 4 3 4 2 4 3 5 3 3 8 4 4 4 4 4 5 4 4 3 4 4 7 4 3 4 2 5 10 3 3 GZ = 29 33 37 30 28 36 32 31 34 27 37 34 32 29 35 30 30 33 34 33 34 GO = 42 42 42 42 42 28 42 42 45 44 38 37 36 37 37 41 36 42 41 39 34 -13 -9 -5-12 -14 -10-11-11-17-1 -3 -4 -8 -2-11 -6 -9 -7 -6 0=167 ... chọn dạy học Xác suất thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thông tin cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật 1.5.4 Quan niệm cách thức dạy học Xác suất thống kê theo hướng tích hợp với. .. suất thống kê theo hướng tích hợp với Lý thuyết thơng tin 53 1.6 Thực trạng dạy học Xác suất Thống kê cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân theo hƣớng tích hợp với. .. pháp dạy học Xác suất Thống kê cho học viên chuyên ngành Trinh sát Kỹ thuật Học viện Khoa học Quân theo hướng tích hợp với Lý thuyết thông tin Chương Thực nghiệm sư phạm Chƣơng CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ