From 018bac4688fc22f9cb9415be03f44de2743f5f88 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Andrew <mrcluster@ya.ru>
Date: Fri, 29 Nov 2019 08:11:27 +0700
Subject: [PATCH] 1sem matlab 05

---
 1sem/octave/05/alph_entropy.m    |  4 +++
 1sem/octave/05/alph_redundancy.m |  5 ++++
 1sem/octave/05/calc_info.m       | 25 ++++++++++++++++
 1sem/octave/05/gen_msg.m         | 49 ++++++++++++++++++++++++++++++++
 1sem/octave/05/main.m            | 27 ++++++++++++++++++
 5 files changed, 110 insertions(+)
 create mode 100644 1sem/octave/05/alph_entropy.m
 create mode 100644 1sem/octave/05/alph_redundancy.m
 create mode 100644 1sem/octave/05/calc_info.m
 create mode 100644 1sem/octave/05/gen_msg.m
 create mode 100644 1sem/octave/05/main.m

diff --git a/1sem/octave/05/alph_entropy.m b/1sem/octave/05/alph_entropy.m
new file mode 100644
index 0000000..be9de2a
--- /dev/null
+++ b/1sem/octave/05/alph_entropy.m
@@ -0,0 +1,4 @@
+function [h] = alph_entropy(P);
+  P = P(P ~= 0);
+  h = -sum(P.*log2(P));
+endfunction;
diff --git a/1sem/octave/05/alph_redundancy.m b/1sem/octave/05/alph_redundancy.m
new file mode 100644
index 0000000..2a762d6
--- /dev/null
+++ b/1sem/octave/05/alph_redundancy.m
@@ -0,0 +1,5 @@
+function [r] = alph_redundancy(P);
+  ent = alph_entropy(P);
+  mx_ent = log2(length(P))
+  r = 1 - ent/mx_ent;
+endfunction;
diff --git a/1sem/octave/05/calc_info.m b/1sem/octave/05/calc_info.m
new file mode 100644
index 0000000..0b07748
--- /dev/null
+++ b/1sem/octave/05/calc_info.m
@@ -0,0 +1,25 @@
+function [b,n] = calc_info(msg, alph, alph_p)
+  l_alph = length(alph);
+  l_alph_p = length(alph_p);
+  l_msg = length(msg);
+  if l_alph ~= l_alph_p;
+    error("[ERR] length(alph) != length(alph_p) (%d != %d)", l_alph, l_alph_p)
+  endif
+  
+  b = 0;
+  for i = 1:l_msg
+    flag = false;
+    for j = 1:l_alph
+      if msg(i) == alph(j)
+        flag = true;
+        b -= log(alph_p(j));
+        break
+      endif
+    endfor
+    if ~flag 
+      warning("[WARN] Symbol '%s' (at pos. %d from msg) not found in alphabet", msg(i), i)
+    endif
+  endfor
+  
+  n = l_msg * log2(l_alph);
+endfunction
diff --git a/1sem/octave/05/gen_msg.m b/1sem/octave/05/gen_msg.m
new file mode 100644
index 0000000..a2f793c
--- /dev/null
+++ b/1sem/octave/05/gen_msg.m
@@ -0,0 +1,49 @@
+% Программа генерации случайного сообщения в алфавите, содержащем не более 36 символов: 0, ..., 9, A, ..., Z.
+% Автор: Кирилл Владимирович Пушкарёв.
+% Дата: 26 октября 2019 г.
+% Версия: 0.2
+% Параметры:
+% p - вектор, содержащий от 2 до 36 неотрицательных чисел.
+%     Вероятности символов алфавита.
+% len - целое число.
+%     Длина сообщения.
+function msg = gen_msg(p, len)
+    % Создаём вектор символов алфавита 0, ..., 9, A, ..., Z
+    alph = ['0':'9' 'A':'Z'];
+    % Если p не вектор, ошибка
+    if ~isvector(p)
+        error('p must be a vector')
+    end
+    % Если длина вектора p больше длины alph, ошибка
+    if length(p) > length(alph)
+        % Выводим сообщение об ошибке, подставляя в него целые числа (%d) — длины векторов
+        error('p is too long (%d > %d)', length(p), length(alph));
+    end
+    % Если длина вектора p меньше 2, ошибка
+    if length(p) < 2
+        error('p is too short (%d < 2)', length(p));
+    end
+    % Если длина не одно число, ошибка
+    if ~isscalar(len)
+        error('len must be a scalar')
+    end
+    % Если длина меньше 1, ошибка
+    if len < 1
+        error('len is too small (%d < 1)', len)
+    end
+    % Создаём пустую строку для записи сообщения
+    msg = '';
+    % Цикл по i от 1 до len
+    for i = 1:len
+        % Заносим случайно выбранный с заданными вероятностями символ в msg
+        msg(i) = alph(rand_discr(p));
+    end
+end
+
+% Функция генерации целого случайного числа i с вероятностью p(i).
+% Параметры:
+% p - вектор неотрицательных чисел, сумма элементов которого равна 1.
+%     Вероятности.
+function r = rand_discr(p)
+    r = sum(cumsum(p) < rand()) + 1;
+end
diff --git a/1sem/octave/05/main.m b/1sem/octave/05/main.m
new file mode 100644
index 0000000..c307dd6
--- /dev/null
+++ b/1sem/octave/05/main.m
@@ -0,0 +1,27 @@
+#stage 3
+V=33
+rand("state", V)
+
+#stage 4
+alph = char([48:57 65:70]);
+r = rand(1, 16);
+ralph = r./sum(r);
+save -ascii "ralph.txt" ralph;
+
+#stage 5
+h = alph_entropy(ralph);
+r = alph_redundancy(ralph);
+
+#stage 6
+msg = gen_msg(ralph, 100);
+dlmwrite("msg.txt", msg, '');
+
+#stage 7
+[b, n] = calc_info(msg, alph, ralph);
+
+#stage 8
+avg_b = b / length(msg);
+
+#stage 9
+results = [b, n, avg_b, h, r]
+save -ascii "results.txt" results;