Klod Shennon qisqacha tarjimai holi va qiziqarli faktlar. Klod Shennonning axborot nazariyasi 4 Klod Shennon statistik axborot nazariyasi asoschisi

40-yillarda o'tgan asrda amerikalik olim K. Shennon Aloqa kanali sig'imi va xabarlarni kodlash masalalariga ixtisoslashgan bo'lib, axborot miqdori o'lchoviga yanada universal shakl berdi. : Axborot miqdori bu tizimning ma'lumot olishi natijasida tizimning umumiy entropiyasi kamayadigan entropiya miqdori sifatida tushunila boshlandi.. Bu formula entropiyani logarifmlari bilan ko'paytirilgan bir qator ehtimollar yig'indisi orqali ifodalaydi va faqat xabarning entropiyasi (noaniqligi) bilan bog'liq.

Entropiya - axborotni olishda olib tashlangan noaniqlikning miqdoriy o'lchovi.

Boshqa so'zlar bilan aytganda, Xabarning axborot mazmuni uning ravshanligiga teskari proportsionaldir, bashoratlilik, ehtimollik: xabar qanchalik kam bashorat qilinadigan, noaniq va ehtimoldan yiroq bo'lsa, u qabul qiluvchiga shunchalik ko'p ma'lumot olib keladi. To'liq aniq (ehtimolligi 1 ga teng) xabar, uning to'liq yo'qligi (ya'ni, ehtimolligi 0 ga teng bo'lgan xabar) kabi bo'shdir. Ularning ikkalasi ham, Shennonning taxminiga ko'ra, ma'lumotga ega emas va qabul qiluvchiga hech qanday ma'lumot bermaydi. Matematika bilan bog'liq va rasmiylashtirishning qulayligi bilan bog'liq bo'lgan bir qator sabablarga ko'ra, xabarning entropiyasini Shennon tasodifiy o'zgaruvchilar taqsimoti funktsiyasi sifatida tasvirlaydi.

"Muloqotning matematik nazariyasi" maqolasi 1948 yilda nashr etilgan va Klod Shennonni dunyoga mashhur qilgan. Unda Shennon o'z g'oyalarini bayon qildi, keyinchalik ular axborotni uzatish va saqlashning zamonaviy nazariyalari va usullariga asos bo'ldi. Uning aloqa kanallari orqali axborot uzatish sohasidagi faoliyati natijalari butun dunyo bo'ylab juda ko'p tadqiqotlarni boshladi. Shennon Xartlining g'oyalarini umumlashtirdi va uzatilgan xabarlarda mavjud bo'lgan ma'lumotlar tushunchasini kiritdi. O'tkazilgan M xabarining ma'lumotlarining o'lchovi sifatida Xartli logarifmik funktsiyadan foydalanishni taklif qildi. Shennon birinchi bo'lib statistik nuqtai nazardan aloqa kanallarida uzatiladigan xabarlar va shovqinlarni ko'rib chiqdi., ham cheklangan xabarlar to'plamini, ham xabarlarning uzluksiz to'plamini hisobga olgan holda.

Shennon tomonidan ishlab chiqilgan axborot nazariyasi xabarlarni uzatish bilan bog'liq asosiy muammolarni hal qilishga yordam berdi, xususan: uzatilgan xabarlarning ortiqchaligini yo'q qilish, mahsulot shovqinli aloqa kanallari orqali xabarlarni kodlash va uzatish.

Ortiqchalik muammosini hal qilish uzatiladigan xabar aloqa kanalidan eng samarali foydalanish imkonini beradi. Masalan, televizion eshittirish tizimlarida ortiqchalikni kamaytirishning zamonaviy, keng qo'llaniladigan usullari bugungi kunda an'anaviy analog televizion signal egallagan chastota diapazonida oltitagacha raqamli tijorat televizion dasturlarini uzatish imkonini beradi.

Shovqinli aloqa kanallari orqali xabarlarni uzatish muammosini hal qilish foydali signal kuchining qabul qilish joyidagi shovqin signalining kuchiga ma'lum nisbatda, u xabarlarni noto'g'ri uzatishning o'zboshimchalik bilan past ehtimoli bilan aloqa kanali orqali uzatish imkonini beradi. Bundan tashqari, bu nisbat kanalning sig'imini aniqlaydi. Bu shovqinlarga chidamli kodlardan foydalanish bilan ta'minlanadi, shu bilan birga ma'lum bir kanal bo'yicha xabarlarni uzatish tezligi uning sig'imidan past bo'lishi kerak.

Ushbu maqolada Klod Shennonning qisqacha tarjimai holi va amerikalik muhandis, kriptoanalitik va matematik, axborot asrining otasi hayotidan qiziqarli faktlar keltirilgan.

Klod Shennon qisqacha tarjimai holi

Klod Elvud Shennon 1916 yil 30 aprelda Michigan shtatining Petokki shahrida tug'ilgan. Uning otasi huquqshunos, onasi esa chet tillaridan dars bergan. 1932 yilda yigit o'rta maktabni tugatdi va bir vaqtning o'zida uyda ta'lim oldi. Klodning otasi doimiy ravishda o'g'liga havaskor radio to'plamlari va qurilish to'plamlarini sotib olib, uning texnik ijodini rivojlantirdi. Katta opasi esa unga matematikadan chuqurlashtirilgan darslarni o‘rgatgan. Shuning uchun texnologiya va matematikaga bo'lgan muhabbat aniq edi.

1932 yilda bo'lajak olim Michigan universitetiga o'qishga kirdi. 1936 yilda o‘quv yurtining matematika va elektrotexnika bakalavriatini tamomlagan. Universitetda u yozuvchi Jorj Bulning "Mantiqiy hisob" va "Mantiqning matematik tahlili" asarlarini o'qidi, bu uning kelajakdagi ilmiy qiziqishlarini belgilab berdi.

Ko'p o'tmay, u Massachusets texnologiya institutiga elektrotexnika laboratoriyasida ilmiy xodim sifatida ishlashga taklif qilindi. Shennon analog kompyuterni, Vannevar Bushning differentsial analizatorini yangilash ustida ishlagan.

1936 yilda Klod magistraturaga o'qishga kirishga qaror qildi va bir yil o'tgach, u o'z dissertatsiyasini yozdi. Unga asoslanib, u 1938 yilda Amerika elektrotexnika muhandislari instituti jurnalida chop etilgan "Rele va kommutatsiya davrlarining ramziy tahlili" maqolasini ishlab chiqaradi. Uning maqolasi ilmiy elektrotexnika jamoatchiligining qiziqishini uyg'otdi va 1939 yilda u mukofotga sazovor bo'ldi. Alfred Nobel. Shennon magistrlik dissertatsiyasini tugatmasdan, genetika muammolariga to'xtalib, matematika bo'yicha doktorlik ishini boshladi. U "Nazariy genetika uchun algebra" deb nomlangan.

1941 yilda 25 yoshida Bell Laboratories ilmiy markazining matematika bo‘limida ishlay boshladi. Bu vaqtda Yevropada harbiy harakatlar boshlandi. Amerika Shennonning kriptografiya sohasidagi tadqiqotlarini moliyalashtirdi. U shifrlangan matnlarni axborot nazariy usullaridan foydalangan holda tahlil qilish muallifi edi. 1945 yilda olim "Kriptografiyaning matematik nazariyasi" nomli katta maxfiy hisobotni yakunladi.

Klod Shennon kompyuter faniga qanday hissa qo'shgan?

Olim o'z tadqiqotlarida axborot nazariyasi bo'yicha tushunchalar tayyorladi. 1948 yilda Shennon "Muloqotning matematik nazariyasi" asarini nashr etdi, unda matematik nazariya axborotni qabul qiluvchi va uni uzatish uchun aloqa kanali sifatida paydo bo'ldi. Hamma narsani soddaroq tilga tarjima qilish va yutuqlarimizni insoniyatga yetkazishgina qoladi. Klod Shennon axborot entropiyasi tushunchasini kiritdi, miqdorni, axborot birligini bildiradi. Olimning aytishicha, matematik unga bu atamani ishlatishni maslahat bergan. Klod Shennon o'zining axborot nazariyasining asosi bo'lgan 6 ta kontseptual teoremalarni yaratdi:

• Axborotni miqdoriy baholash teoremasi.
• Birlamchi kodlashda belgilarni oqilona qadoqlash teoremasi.
• Axborot oqimini shovqinsiz aloqa kanalining sig'imi bilan moslashtirish teoremasi.
• Shovqin bilan ikkilik aloqa kanalining sig'imi bilan axborot oqimini moslashtirish teoremasi.
• Uzluksiz aloqa kanalining sig'imini baholash teoremasi.
• Uzluksiz signalni xatosiz qayta qurish teoremasi.

1956 yilda olim Bell laboratoriyalarida ishlashni to'xtatdi va Massachusets texnologiya institutining ikkita fakultetida professor lavozimini egalladi: elektrotexnika va matematika.

50 yoshga kirgach, u dars berishni to'xtatdi va o'zini butunlay sevimli mashg'ulotlariga bag'ishladi. U 2 ta egarli velosiped, Rubik kubi va jonglyor to‘plarini yechuvchi robotlar va ko‘p pichoqli yig‘ma pichoqni yaratdi. 1965 yilda u SSSRga tashrif buyurdi. Va yaqinda Klod Shennon juda kasal edi va 2001 yil fevral oyida Massachusets qariyalar uyida Altsgeymer kasalligidan vafot etdi.

Klod Shennon qiziqarli faktlar

Shennonga bobosi ilm-fanga muhabbat uyg'otgan. Shennonning bobosi ixtirochi va fermer edi. U boshqa ko'plab foydali qishloq xo'jaligi uskunalari bilan birga kir yuvish mashinasini ixtiro qildi

O'smir sifatida u xabarchi boʻlib ishlagan Western Unionda.

U klarnet chalishni yaxshi ko'rardi, musiqa tingladi va she'r o'qidi.

Shennon 1949 yil 27 martda Bell laboratoriyasida tanishgan Meri Elizabet Mur Shennonga turmushga chiqdi. U erda tahlilchi bo'lib ishlagan. Er-xotinning uchta farzandi bor edi: Endryu Mur, Robert Jeyms va Margarita Katerina.

Klod Shennon dam olish kunlari rafiqasi Betti va hamkasbi bilan blackjack o'ynash uchun Las-Vegasga borishni yaxshi ko'rardi. Shennon va uning do'sti hatto dunyodagi birinchi taqiladigan "kartalarni hisoblash" kompyuterini ishlab chiqdilar.

U dushman samolyotlarini aniqlaydigan va ularga zenit qurollarini yo'naltiradigan qurilmalarni ishlab chiqish bilan shug'ullangan. Shuningdek, u AQSh hukumati uchun Ruzvelt va Cherchill o'rtasidagi muzokaralar maxfiyligini ta'minlovchi kriptografik tizim yaratdi.

U shaxmat o'ynashni va jonglyorlikni yaxshi ko'rardi. Bell Laboratoriesdagi yoshligining guvohlari uning to'plar bilan jonglyorlik paytida bir velosipedda kompaniya yo'laklarida aylanib yurganini eslashdi.

U ikkita egarli bir velosiped, yuzta pichoqli bukma pichoq, Rubik kubini yechuvchi robotlar va to‘plar bilan jonglyor robot yaratdi.

Shennon, o'z so'zlari bilan aytganda, siyosatdan voz kechgan va ateist edi.

Qadimgi ensiklopediyalarda "Ma'lumot" yo'q edi. "Polsha chaqaloqlari" ni darhol "Infralapsariyaliklar" kuzatib borishdi. Va bunday maqola 1929 yilgi "Kichik Sovet Entsiklopediyasi" jamoat nashrida paydo bo'lganida, axborot atamasining ma'nosi zamonaviylikdan juda uzoq edi.

Axborot (lot.), xabardorlik. Axborot - informatsion. Davriy nashrlarda axborot bo‘limi gazeta, jurnal va boshqalarning telegrammalar, yozishmalar, suhbatlar, shuningdek, muxbirlar tomonidan berilgan ma’lumotlarni o‘z ichiga olgan qismidir”.

O'sha yillarda qiziquvchan tashkilotlarga hamkasblari va qo'shnilarining hayoti haqida ma'lumot beradigan ko'plab ma'lumotchilar aniq sabablarga ko'ra ommaviy nashrlarda nashr etilmagan. Qizig'i shundaki, aloqa texnologiyasida, ayniqsa statsionar kanallarda, Morze tugmachasi o'sha vaqtga qadar start-stop qurilmalari bilan almashtirilgan bo'lsa-da, yuqorida tavsiflangan ma'lumot beruvchilarning faoliyati lakonik tarzda tasvirlangan - "taqillatish". Faqat keyingi asrda Computerra o'z o'quvchilariga o'rmondagi o'rmonchi tirik modem kabi ishlashini aytishga majbur bo'ldi va dono jamoa ongsiz ravishda o'sha ko'p va kamtar ma'lumot xodimlariga "o'rmonchi" nomini qo'ygan edi!

Qadimgi rimliklar informatio so'zini izohlash, taqdim etish ma'nosida ishlatishgan, ammo zamonaviy, o'ta sig'imli axborot tushunchasi ham fan, ham texnika taraqqiyotining mevasidir. Lotincha in-formo (shakl berish, tuzish, tasavvur qilish) Tsitseron tomonidan ishlatilgan va yunoncha, juda polisemantik, eidos orqali Platonning asl g'oyalari bilan bog'langan. Ammo to'liq "ma'lumot" atamasi nisbatan kechroq paydo bo'ldi, hatto birinchi elektron kompyuterlar, atom qozonlari va bombalardan ham kechroq.

U Klod Shennon tomonidan 1948 yilda "Aloqaning matematik nazariyasi" asarida kiritilgan. Va bu shovqinga to'la kanallar orqali xabarlarni uzatishning qattiq amaliy ehtiyoji bilan hayotga olib keldi. Avlodlar oldin bo'lgani kabi, telegraf liniyalarining dinamik xususiyatlarini hisobga olish zarurati Heavisidening ajoyib asarlarini keltirib chiqardi.

Axborot tushunchasi sof matematik tarzda kiritilgan. Juda mashhur, ammo ayni paytda aniq tushuncha eski, SSSRda juda mashhur, aka-uka Yaglomovlarning ishida berilgan. Axborot qarama-qarshilik, entropiyaga qarama-qarshilik sifatida kiritiladi. Shovqin, tartibsizlik, noaniqlik, "bilmaslik".

Va entropiya aloqa nazariyasiga bundan ham oldinroq, 1928 yilda amerikalik elektronika muhandisi Ralf Vinton Lyon Xartlining kashshof ishi tomonidan kiritilgan. Aytgancha, sof amaliy muloqot muammolari haqida gapirganda, Xartli noaniqlik o'lchoviga ta'sir qiluvchi "psixologik omillar" ni eslatib o'tamiz. Umuman olganda, u (va keyinchalik Shennon) ishlatgan matematik apparati ehtimollik nazariyasi edi. Frantsuz aristokratlarining qimorga bo'lgan muhabbatidan kelib chiqqan intizom.

Va o'sha kunlarda entropiya tushunchasi, hatto fizikada ham, hissiy ma'noga ega edi - albatta! Axir, ushbu dastlabki formulaning birinchi natijasi ikkinchi turdagi Doimiy Harakat mashinasini yaratishning iloji yo'qligini tushunish edi. Faqat uning atrofida tarqalgan issiqlik yordamida ish ishlab chiqaradigan qurilma.

Ushbu tushunchalarning ilmiy jamoatchilikka kirib borishi juda dramatik edi. Avvalo, koinotning "issiqlik o'limi". Ushbu kontseptsiya shakllantirilgan yillar davomida qanday qabul qilinganligini tasavvur qilish uchun XIX asrning intellektual muhitiga murojaat qilish kerak. Garchi u Napoleonning harbiy-byurokratik mashinasi tomonidan amalga oshirilgan go'sht maydalagichdan boshlangan bo'lsa-da, bu asr taraqqiyotning g'alabasi davri bo'ldi.

Va bu erda taraqqiyotning ulug'vorligi, murakkablik va baxtga olib boradigan yorqin yo'l xaosning kamaymasligi, FAN tomonidan bashorat qilingan olamning "issiq o'limi" g'oyasi bilan bostirib keldi. Yo'q, dinlarning oxiri, so'ngra yangi osmon va yangi yerda yangi hayot haqida emas. Ilmiy, moddiy va umidsiz universal halokat haqida, garchi juda uzoq bo'lsa-da, lekin mutlaqo muqarrar.

Va buni nafaqat olimlar angladilar. Keling, Chexovning “Chayqa” asariga murojaat qilaylik.

Mana, Nina Zarechnayaning ataylab yomon yozuvchining insert pyesidagi epizodidagi monologi: “Odamlar, sherlar, burgutlar va kekliklar, shoxli bug'ular, g'ozlar, o'rgimchaklar, suvda yashaydigan jim baliqlar, dengiz yulduzlari va ko'rinmaydiganlar. ko'z bilan - bir so'z bilan aytganda, butun hayot, butun hayot, g'amgin doirasini yakunlab, so'ndi ...<...>Sovuq, sovuq, sovuq. Bo'sh, bo'sh, bo'sh. Qo'rqinchli, qo'rqinchli, qo'rqinchli ... "

Keling, K. E. Tsiolkovskiyning o'g'lining o'z joniga qasd qilishini eslaylik, u biograflarning fikriga ko'ra, yaqinlashib kelayotgan "issiqlik o'limi" dahshatiga sabab bo'lgan. Darhaqiqat, o'sha davrning intellektual doiralarida juda keng tarqalgan materializm tarafdorlari uchun maksimal entropiyaga erishish tufayli molekulyar harakatning to'xtashi UNIVERSAL halokatni anglatardi. Umumlashtirish va ekstrapolyatsiyaga moyil odam uchun hayot ma'nosiz bo'lib qoldi.

Ralf Xartlining xabarlarni uzatishda entropiya kontseptsiyasini kiritishi va Klod Shennon - uning antitezi - ma'lumotlarning o'zi, barcha ko'rinadigan texnik xususiyatlari bilan, ulkan mafkuraviy ahamiyatga ega voqealar edi. Ilgari falsafa, metafizika va ilohiyot hukmron bo'lgan joyga birinchi marta pozitiv fanlar muhandislik, yuqori texnologiyalarning o'sha paytdagi chegarasi keldi.

Axborot nazariyasi va kibernetikaga eng kulgili munosabat Stalin davridagi SSSRda bo'lgan. Bu materializmning g'alabasi kabi ko'rinadi. Ammo bunday emas edi... Bolsheviklar mamlakatida mafkuraviy asoslar majmuasida axborot nazariyasiga (shuningdek, nisbiylik nazariyasi, kvant mexanikasi va statsionar bo‘lmagan olam) o‘rin yo‘q edi. Xo'sh, marksizm klassiklari bu haqda gapirishga vaqtlari yo'q edi. Va ular hali qila olmadilar ... Va juda yosh kibernetika imperializmning buzuq qizi deb e'lon qilindi. Oltmishinchi yillarning boshlarida uni reabilitatsiya qilishga urinishlar hech narsani hal qilmadi. Biroq, bu boshqa muhokama uchun mavzu.

Shennon tomonidan kiritilgan ma'lumotlar tushunchasi atrofimizdagi dunyoni o'zgartirib, Ikkinchi tabiatning asosiga aylanib, nazariy fizikaga tobora ko'proq qaytmoqda. Isroillik fizigi, qora tuynuklarning termodinamik nazariyasini yaratuvchisi Yakob Devid Bekenshteyn (Bekenshteyn, 1947 y. t.) bu zamonaviy tabiatshunoslikning umumiy tendentsiyasi ekanligini ta'kidlagan.

Zarrachalarning "kvant chigalligi" fenomenida ma'lumot yangi kiyimlardan birida va ehtimol uning xarakterining yangi xususiyatlari bilan paydo bo'ladi. Ammo asosiysi shundaki, biz atrofimizdagi narsalarni qanchalik ko'p o'rgansak, ma'lumotlarning ob'ektiv dunyo bilan chuqur bog'liqligini shunchalik aniq ko'ramiz.

"Computerra" jurnalidan
Axborot abadiy

Ralf. Xartli 1888 yil 30-noyabrda Nevada shtatining Spruce shahrida tug'ilgan. U A.B. 1909 yilda Yuta universitetidan. Rodos olimi sifatida u bakalavr darajasini oldi. 1912 yilda va bakalavr 1913 yilda Oksford universitetidan. Angliyadan qaytgach, Xartli Western Electric kompaniyasi tadqiqot laboratoriyasiga qo'shildi va transatlantik sinovlar uchun radio qabul qiluvchini yaratishda ishtirok etdi. Birinchi jahon urushi davrida Xartli tovush tipidagi yo'nalish topuvchilarning rivojlanishiga to'sqinlik qilgan muammolarni hal qildi.

Urushdan keyin olim ma'lumot (xususan, tovush) uzatish muammosi bilan shug'ullandi. Bu davrda u "uzatilishi mumkin bo'lgan ma'lumotlarning umumiy miqdori uzatiladigan chastota diapazoni va uzatish vaqtiga mutanosib bo'lishi" qonunini shakllantirdi. Xartli axborot nazariyasi sohasida kashshof edi. U "axborot" tushunchasini tasodifiy o'zgaruvchi sifatida kiritdi va birinchi bo'lib "axborot o'lchovi" ni aniqlashga harakat qildi (1928: "Axborot uzatish", Bell System Technology jurnali. Jurnal, 7-jild, 535-bet. 563). Nyquist bilan bir xil jurnalda nashr etar ekan, va shunga qaramay, Nyquistga (yoki boshqa hech kimga) iqtibos keltirmasdan, Xartli elektron aloqalarni o'rganishda foydalanish uchun "psixologik nuqtai nazardan farqli ravishda jismoniy" ga asoslangan ma'lumot kontseptsiyasini ishlab chiqdi. Aslida, Xartli bu asosiy tushunchani shunga mos ravishda belgilaydi. Buning o'rniga u "axborotning aniqligi" va "axborot miqdori" ni nazarda tutadi.

Axborot ramzlarni uzatishda mavjud bo'lib, belgilar "partiya xabariga o'ziga xos ma'noga ega". Kimdir ma'lumot olganida, qabul qilingan har bir belgi qabul qiluvchiga boshqa mumkin bo'lgan belgilar va ular bilan bog'liq ma'nolarni yo'q qilish orqali "imkoniyatlarni yo'q qilish" imkonini beradi. "

Axborotning to'g'riligi boshqa qanday belgilar qatorlari tanlangan bo'lishi mumkinligiga bog'liq"; bu boshqa satrlarning o'lchovi uzatilgan ma'lumotlarning miqdorini ko'rsatadi. Keyin Nyquist biz "ma'lumotning amaliy o'lchovi sifatida logarifmini olishni taklif qiladi. Mumkin bo'lgan belgilar qatorlari soni." Shunday qilib, agar bizda teng chastotali 4 xil belgilar mavjud bo'lsa, u 2 bitni ifodalaydi, Hartli ilm-fandagi mukammalligi uchun mukofotlarga sazovor bo'lgan, bu olim Amerika fanni rivojlantirish assotsiatsiyasining a'zosi edi. Xartli 70 dan ortiq patentga (ixtirolarga) ega.Ralf V.L.Xartli 1970-yil 1-mayda 81 yoshida vafot etdi.

Klod Ellvud Shennon (1916 - 2001) - amerikalik muhandis va matematik. Zamonaviy axborot va aloqa nazariyalarining otasi deb atalgan odam.

1989 yilning kuz kunida Scientific American jurnali muxbiri Boston shimolidagi ko'lga qaragan eski uyga kirdi. Ammo uni uchratgan xo‘jayin, yam-yashil kulrang yeleli, jirkanch tabassumli 73 yoshli nozik chol “o‘tgan kunlarning ishlarini” eslashni va uning 30-50 yillik ilmiy kashfiyotlarini muhokama qilishni umuman istamadi. oldin. Ehtimol, mehmon o'yinchoqlariga qarashni afzal ko'rar?

Egasi javobni kutmasdan va rafiqasi Bettining nasihatlariga quloq solmay, hayratga tushgan jurnalistni qo'shni xonaga olib kirdi va u erda 10 yoshli bolaning mag'rurligi bilan o'z xazinalarini ko'rsatdi: etti shaxmat mashinasi, prujinali va benzinli dvigatelli sirk ustuni, yuzta pichoqli yig'ma pichoq, ikki o'rindiqli velosiped, jonglyor manekeni, shuningdek, Rim raqamlari tizimida hisoblovchi kompyuter. Va bu egasining ko'plab asarlari uzoq vaqtdan beri buzilgan va juda chang bo'lganligi muhim emas - u baxtli.

Bu chol kim? Haqiqatan ham u Bell Laboratoriesda yosh muhandis bo'lganida, 1948 yilda axborot asrining "Magna Karta" - "Aloqalarning matematik nazariyasi" ni yozganmi? Uning ishi "texnik tafakkur yilnomasidagi eng buyuk asar" deb atalganmi? Uning kashshof sezgi Eynshteyn dahosi bilan taqqoslandimi? Ha, hammasi u haqida. Va o'sha 40-yillarda u raketa dvigatelida uchadigan diskni loyihalashtirdi va Bell Laboratoriyalari koridorlari bo'ylab bir velosipedda jonglyorlik qildi. Bu Klod Ellvud Shennon, kibernetika va axborot nazariyasining otasi bo'lib, u g'urur bilan ta'kidlagan: "Men har doim o'z manfaatlarimga rioya qilganman, ular menga qanchalik qimmatga tushishi yoki dunyo uchun ahamiyati haqida o'ylamaganman. Men ko'p vaqtimni butunlay behuda sarflaganman. foydasiz narsalar."

Klod Shennon 1916 yilda tug'ilgan va Michigan shtatining Geylord shahrida o'sgan. Klod bolaligida ham texnik tuzilmalarning tafsilotlari va matematik tamoyillarning umumiyligi bilan tanishdi. U doimiy ravishda sudya yordamchisi bo'lgan otasi olib kelgan detektor priyomniklari va radio priyomniklari bilan shug'ullanar va keyinchalik matematika professori bo'lgan katta singlisi Ketrin unga taqdim etgan matematik masalalar va jumboqlarni yechardi. Klod bir-biridan juda farq qiladigan bu ikki dunyoga - texnologiya va matematikaga oshiq bo'ldi.

1936-yilda tugatgan Michigan universiteti talabasi sifatida Klod ham matematika, ham elektrotexnika bo‘yicha ixtisoslashgan. Qiziqish va ta'limning bu ikkilanishi Klod Shennon Massachusets texnologiya institutida bitirgan yillarida erishgan birinchi katta muvaffaqiyatni belgilab berdi. 1940 yilda himoya qilingan dissertatsiyasida u elektr zanjirlarida kalit va relelarning ishlashini 19-asr oʻrtalarida ingliz matematigi Jorj Bul tomonidan ixtiro qilingan algebra yordamida tasvirlash mumkinligini isbotladi. "Shunday bo'ldiki, boshqa hech kim bir vaqtning o'zida ikkala sohani ham bilmas edi!" - Shennon kamtarlik bilan kashfiyotining sababini tushuntirdi.

Hozirgi vaqtda kompyuter nashri o'quvchilariga zamonaviy elektron sxemalar uchun mantiqiy algebra nimani anglatishini tushuntirish mutlaqo kerak emas. 1941 yilda 25 yoshli Klod Shennon Bell Laboratoriesga ishga ketdi. Urush paytida u kriptografik tizimlarni ishlab chiqish bilan shug'ullangan va bu keyinchalik unga xatolarni to'g'rilash kodlash usullarini topishga yordam bergan. Va bo'sh vaqtlarida u keyinchalik axborot nazariyasi paydo bo'lgan g'oyalarni ishlab chiqishni boshladi. Shennonning asl maqsadi elektr shovqinidan ta'sirlangan telegraf yoki telefon kanali orqali ma'lumot uzatishni yaxshilash edi. U tezda muammoning eng yaxshi yechimi ma'lumotni yanada samaraliroq to'plash degan xulosaga keldi.

Ammo ma'lumot nima? Uning miqdorini qanday o'lchash mumkin? Shennon aloqa kanali imkoniyatlarini o'rganishni boshlashdan oldin ham bu savollarga javob berishi kerak edi. 1948-49 yillardagi ishlarida u entropiya orqali ma'lumot miqdorini aniqladi - bu termodinamika va statistik fizikada tizimning buzilishining o'lchovi sifatida ma'lum bo'lgan miqdor va keyinchalik "bit" deb nomlangan ma'lumot birligi sifatida. , ya'ni bir xil ehtimolli ikkita variantdan birini tanlash. Keyinchalik Shennon unga mashhur matematik Jon fon Neyman entropiyadan foydalanishni maslahat berganligini aytishni yaxshi ko'rardi, u o'z maslahatini kamdan-kam matematiklar va muhandislar entropiya haqida bilishi bilan asoslagan va bu muqarrar bahslarda Shennonga katta ustunlik beradi. Bu hazilmi yoki yo'qmi, bundan yarim asr oldin "axborot miqdori" tushunchasi hali ham qat'iy ta'rifga muhtojligini va bu ta'rif qandaydir bahs-munozaralarga sabab bo'lishi mumkinligini tasavvur qilish biz uchun qanchalik qiyin.

Klod Shennon axborot miqdorini aniqlashning mustahkam asosiga asoslanib, shovqinli aloqa kanallarining sig'imi haqidagi ajoyib teoremani isbotladi. Bu teorema uning 1957—61 yillardagi asarlarida toʻliq nashr etilgan va hozir uning nomi bilan ataladi. Shennon teoremasining mohiyati nimada? Har qanday shovqinli aloqa kanali Shannon chegarasi deb ataladigan maksimal ma'lumot uzatish tezligi bilan tavsiflanadi. Ushbu chegaradan yuqori uzatish tezligida uzatiladigan ma'lumotlarda xatolar muqarrar. Ammo pastdan bu chegaraga istalgancha yaqinlashish mumkin, bu ma'lumotni tegishli kodlash bilan har qanday shovqinli kanal uchun o'zboshimchalik bilan kichik xatolik ehtimolini ta'minlaydi.

Shennonning bu g'oyalari juda istiqbolli bo'lib chiqdi va sekin quvurli elektronika yillarida qo'llanilishini topa olmadi. Ammo bizning yuqori tezlikdagi mikrosxemalar davrida ular ma'lumot saqlanadigan, qayta ishlanadigan va uzatiladigan hamma joyda ishlaydi: kompyuterda va lazer diskida, faks mashinasida va sayyoralararo stantsiyada. Biz Shennon teoremasini havoni sezmaganimiz kabi sezmaymiz.

Axborot nazariyasiga qo'shimcha ravishda, qayta tiklanmaydigan Shennon ko'plab sohalarda ishlagan. U birinchilardan bo'lib mashinalar o'yin o'ynashi va o'zini o'zi o'rgatishi mumkinligini taklif qilgan. 1950 yilda u murakkab elektron sxema orqali masofadan boshqariladigan Teseus mexanik sichqonchani yaratdi. Bu sichqon labirintdan chiqish yo'lini topishni o'rgandi. Uning ixtirosi sharafiga IEEE xalqaro mikrosichqoncha tanlovini tashkil etdi, unda hali ham minglab muhandislik talabalari qatnashmoqda. Xuddi shu 50-yillarda Shennon "tanga" o'ynaganda "aqllarni o'qiydi" mashinani yaratdi: odam "boshlar" yoki "dumlar" haqida o'ylardi va mashina 50% dan yuqori ehtimollik bilan taxmin qildi, chunki odam undan qochib qutula olmaydi - yoki mashina foydalanishi mumkin bo'lgan naqshlar.

Shennon 1956 yilda Bell laboratoriyasini tark etdi va keyingi yili Massachusets texnologiya institutida professor bo'ldi va u erda 1978 yilda nafaqaga chiqdi. Uning shogirdlari orasida, xususan, Marvin Minski va sun'iy intellekt sohasida ishlaydigan boshqa mashhur olimlar bor edi.

Shennonning olimlar tomonidan hurmat bilan qaraladigan asarlari xuddi amaliy masalalarni hal qiluvchi mutaxassislar uchun ham xuddi shunday qiziqarli. Shennon, shuningdek, bugungi kunda har bir qattiq disk yoki oqimli video tizimi uchun va, ehtimol, hali kun yorug'ligini ko'rmagan ko'plab mahsulotlar uchun zarur bo'lgan zamonaviy xatolarni tuzatish kodlashiga asos soldi.

MITda va nafaqaga chiqqanida, u butun umri davomida jonglyorlikka bo'lgan ishtiyoqi bilan to'liq o'ziga tortilgan. Shennon bir nechta jonglyorlik mashinalarini qurdi va hatto jonglyorlikning umumiy nazariyasini yaratdi, ammo bu unga shaxsiy rekordini - to'rtta to'p bilan jonglyorni yangilashga yordam bermadi. U she'riyatda ham o'zini sinab ko'rdi, shuningdek, turli xil birja modellarini ishlab chiqdi va ularni (uning so'zlariga ko'ra, muvaffaqiyatli) o'z aktsiyalarida sinab ko'rdi.

Ammo 60-yillarning boshidan beri Shennon axborot nazariyasida deyarli hech narsa qilmadi. U atigi 20 yildan keyin yaratgan nazariyadan charchagandek tuyuldi. Bu hodisa ilm-fan olamida kam uchraydi va bu holda ular olim haqida bir so'z aytadilar: yonib ketgan. Lampochka kabi yoki nima? Nazarimda, olimlarni yulduzlar bilan solishtirish to‘g‘riroq bo‘lardi. Eng kuchli yulduzlar uzoq vaqt, taxminan yuz million yil davomida porlamaydilar va o'zlarining ijodiy hayotini o'ta yangi yulduz portlashi bilan tugatadilar, bunda nukleosintez sodir bo'ladi: butun davriy jadval vodorod va geliydan tug'iladi. Siz va men bu yulduzlarning kulidan tashkil topganmiz va bizning tsivilizatsiyamiz ham eng qudratli aqllarning tez yonishi mahsulotlaridan iborat. Ikkinchi turdagi yulduzlar bor: ular bir tekis va uzoq vaqt yonib turadi va milliardlab yillar davomida ular yashaydigan sayyoralarni yorug'lik va issiqlik bilan ta'minlaydi (kamida bitta). Ushbu turdagi tadqiqotchilar ham fan va insoniyatga juda muhtoj: ular tsivilizatsiyani rivojlanish energiyasi bilan ta'minlaydi. Uchinchi toifadagi yulduzlar - qizil va jigarrang mittilar - faqat nafas ostida porlaydilar va biroz isinadilar. Bunday olimlar juda ko'p, lekin ular haqida Shennon haqidagi maqolada gapirish noo'rin.

1985 yilda Klod Shennon va uning rafiqasi Betti kutilmaganda Angliyaning Brayton shahrida bo'lib o'tgan Xalqaro axborot nazariyasi simpoziumida ishtirok etishdi. Shennon deyarli bir avlod davomida konferentsiyalarda qatnashmadi va dastlab uni hech kim tanimadi. Shunda simpozium ishtirokchilari pichirlay boshladilar: o'sha kamtarona kulrang sochli janob Klod Elvud Shennon, xuddi o'sha! Ziyofatda Shennon bir necha so'z aytdi, uchta (afsuski, faqat uchta) to'p bilan biroz jonglyor qildi, keyin esa hayratda qolgan muhandis va olimlar uchun yuzlab dastxatlarga imzo chekdi. Navbatda turganlar, agar ularning konferentsiyasida ser Isaak Nyutonning o'zi qatnashsa, fiziklar qanday his-tuyg'ularni boshdan kechirishlarini aytishdi.

Klod Shennon 2001 yilda Massachusetsdagi qariyalar uyida 84 yoshida Altsgeymer kasalligidan vafot etdi.

"Kompyuter yangiliklari" gazetasida Sergey Seriyaning maqolasi materiallari asosida, 1998 yil 21-son.
Veb-sayt manzili:

• nomidagi mukofot A. Nobel AIEE (1940);
• M. Libman xotirasiga bag'ishlangan mukofot (inglizcha) rus IRE (1949);
• IEEE Faxriy medali (1966);
• Milliy fan medali (1966);
• Harvi mukofoti (1972);
• Kioto mukofoti (1985).

Biografiya

1985 yilda Klod Shennon va uning rafiqasi Betti Brightonda bo'lib o'tgan Xalqaro axborot nazariyasi simpoziumida qatnashdilar. Shennon uzoq vaqt davomida xalqaro konferentsiyalarda qatnashmadi va dastlab ular uni tanimadilar. Ziyofatda Klod Shennon qisqa nutq so‘zladi, bor-yo‘g‘i uchta to‘p o‘ynadi, so‘ng buyuk olimga nisbatan hurmat-ehtirom his qilib, uni ser bilan solishtirib, uzun navbatda turgan hayratlanarli olimlar va muhandislarga yuzlab va yuzlab dastxatlar berdi. Isaak Nyuton.

U 50-yillarda Yaponiyada ishlab chiqarilgan birinchi sanoat radio boshqariladigan o'yinchoqni ishlab chiqaruvchisi edi (foto). Shuningdek, u Rubik kubini buklay oladigan qurilma (foto), har doim raqibni mag‘lub etuvchi Hex stol o‘yini uchun mini kompyuter (foto), labirintdan chiqish yo‘lini topa oladigan mexanik sichqonchani (foto) ishlab chiqdi. U shuningdek, "Ultimate Machine" komiks mashinasi g'oyasini amalga oshirdi (foto).

Yashirin tizimlarda aloqa nazariyasi

Shennonning "maxfiy" deb tasniflangan "Maxfiy tizimlarda aloqa nazariyasi" (1945) asari faqat 1949 yilda oshkor qilingan va nashr etilgan, axborotni kodlash va uzatish nazariyasi bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlarning boshlanishi bo'lib xizmat qildi. umumiy fikr kriptografiyaga fan maqomini berdi. Ilk bor ilmiy yondashuvdan foydalangan holda kriptografiyani o'rganishni boshlagan Klod Shennon edi. Ushbu maqolada Shennon kriptografiya nazariyasining asosiy tushunchalarini aniqladi, ularsiz kriptografiyani endi tasavvur qilib bo'lmaydi. Shennonning muhim xizmati - bu mutlaqo xavfsiz tizimlarni o'rganish va ularning mavjudligini isbotlash, shuningdek, kriptografik jihatdan kuchli shifrlarning mavjudligi va buning uchun zarur bo'lgan shartlar. Shennon kuchli shifrlar uchun asosiy talablarni ham ishlab chiqdi. U hozirda ma'lum bo'lgan sochilish va aralashtirish tushunchalarini, shuningdek, oddiy operatsiyalarga asoslangan kriptografik jihatdan kuchli shifrlash tizimlarini yaratish usullarini taqdim etdi. Ushbu maqola kriptografiya fanini o'rganish uchun boshlang'ich nuqtadir.

Maqola "Muloqotning matematik nazariyasi"

• Nyquist-Shannon teoremasi (rus tilidagi adabiyotda - Kotelnikov teoremasi) signalni uning diskret namunalaridan aniq qayta qurish haqida.
• (yoki jim shifrlash teoremasi) maksimal ma'lumotlarni siqish chegarasini va Shannon entropiyasi uchun raqamli qiymatni belgilaydi.
• Shennon-Xartli teoremasi

Shuningdek qarang

• Whittaker-Shannon interpolyatsiya formulasi

Eslatmalar

Adabiyot

• Shannon C.E. Muloqotning matematik nazariyasi // Bell tizimi texnik jurnali. - 1948. - T. 27. - B. 379-423, 623-656.
• Shannon C.E. Shovqin mavjudligida aloqa // Proc. Radiotexnika instituti. - Yanvar. 1949. - T. 37. - No 1. - B. 10-21.
• Shannon K. Axborot nazariyasi va kibernetika bo'yicha ishlaydi. - M.: Xorijiy adabiyot nashriyoti, 1963. - 830 b.

Havolalar

• Bibliografiya (inglizcha)

Kategoriyalar:

• Alfavit tartibida shaxslar
• Alifbo bo'yicha olimlar
• 30 aprelda tug'ilgan
• 1916 yilda tug'ilgan
• Michigan tug'ilgan
• 24 fevralda vafot etdi
• 2001 yilda vafot etgan
• Massachusetsdagi o'limlar
• AQSh matematiklari
• Axborot nazariyasi
• Kriptograflar
• Kibernetika
• Kompyuter texnologiyalarining kashshoflari
• Sun'iy intellekt tadqiqotchilari
• Tizim fanlari sohasidagi olimlar
• MIT bitiruvchilari
• Michigan universiteti bitiruvchilari
• MIT fakulteti
• AQSH Milliy Fanlar Akademiyasi aʼzolari va muxbir aʼzolari
• London Qirollik Jamiyatining xorijiy stipendiyalari
• 20-asr matematiklari
• Harvey mukofoti sovrindorlari
• AQSh Milliy fan medali sovrindorlari
• IEEE faxriy medali sohiblari
• Shaxslar: Kompyuter shaxmati
• AQSh elektrotexnika muhandislari

Wikimedia fondi. 2010 yil.