Informačná teória. Prehistória Unixu, siedma časť

Sme výsledkom rozhodnutí, ktoré robíme na základe našej slobodnej vôle, alebo existuje nadradená sila, ktorá vedie naše kroky? Nahliadnutá bibliografia o Claudovi Shannonovi tejto série Zdá sa, že počet článkov dáva argumenty priaznivcom Destiny. Shannon bol človek, ktorý sa zaujímal o veľa vecí; žonglovanie, jazz, letectvo, lúštenie krížoviek či stavanie hracích strojov. Časť svojho profesionálneho života venoval výskumu matematiky aplikovanej v genetickom výskume či zbrojárskom priemysle. Okolnosti ho však znova a znova priviedli k vybudovaniu základu svojho vrcholného diela: Teórie informácie

Malý oznam na stene na University of Minnesota ho priviedol k práci s diferenciálnym analyzátorom MIT. Tam spojil Booleovu algebru s konštrukciou obvodov. Počas stáže v Bellových laboratóriách mal prístup k článku, ktorý mu vnukol myšlienku, že jediná teória môže vysvetliť prenos informácií nezávisle od média. Natrvalo začlenený do Bellu, kam v podstate vstúpil, aby ho nikto nevolal, sa začal zaujímať o kryptografiu a objavil nadbytočnosť jazyka a potrebu nemusieť prenášať celé vety, aby správa dávala zmysel.

Informačná teória

Shannon bol súčasťou tímu pracujúceho na zmene paradigmy v telekomunikáciách, takzvanej PCM technológii alebo modulácii pulzného kódu. Namiesto prenosu hlasu pomocou elektrických vĺn, ako to bolo od doby, keď Alexander Graham Bell vynašiel telefón, cieľom bolo prenášať informácie o správaní sa elektrických vĺn. aby ich bol prijímač schopný rekonštruovať. Tu musíme vziať do úvahy dva dôležité body.

• Informácie o správaní sa vĺn sa neprenášajú počas celého rozhovoru, ale každý určitý čas sa vytvorí vzorka a prijímač vyplní medzery. Spomeňte si na Shannonove poznámky o nadbytočnosti a o tom, že nemusíte posielať celú správu.
• Informácie o vlnách je možné prenášať ich zakódovaním nulami a jednotkami. Tu aplikujú Shannonove myšlienky o použití Booleovej algebry na prenos informácií cez obvod.

Tento spôsob však neplatí len pre hlas. Rovnakú technológiu možno použiť na diaľkový prenos akéhokoľvek obsahu, ktorý možno previesť na nuly a jednotky; statické a pohyblivé obrázky, texty, grafika, hudba atď.

Zabezpečenie vernosti správy

Pravdepodobne v každej krajine existuje variant hry, ktorú sme v detstve nazývali „rozbitý telefón“. Jedna osoba pošepká správu partnerovi od vedľa, ktorý na oplátku urobí to isté ďalšiemu v poradí. Preto až do posledného musíte zopakovať správu nahlas. Takmer nikdy sa to nezhoduje s tým, čo povedal prvý.

Výzvou pre Bell Labs je zabrániť tomu, aby sa to stalo v komunikácii. A tu prichádza na scénu informačná teória.

Shannon navrhol všeobecný komunikačný model, v ktorom odosielateľ vysiela cez vysielač signál, ktorý prechádza kanálom a dosiahne prijímač. Toto má na starosti dekódovanie správy predtým zakódovanej vysielačom a jej doručenie príjemcovi. V každom kanáli je to, čo sa nazýva „šum“, čo sú skreslenia, ktoré ovplyvňujú príjem správy.

Jeho návrh obsahuje tieto vyhlásenia:

• Na všetku komunikáciu, bez ohľadu na jej formát, možno myslieť z hľadiska informácií.
• Všetky informácie možno merať v bitoch. Jeden bit (skratka pre binárnu číslicu) označuje výber medzi dvoma možnými alternatívami, bodka alebo pomlčka telegrafu, hlavy alebo chvosty pri hádzaní mince alebo zapnutie alebo vypnutie impulzov v technológii PCM
• Najkomplexnejšie informácie môžu byť prenášané pomocou reťazca bitov vo vopred definovanom formáte. Napríklad reprezentácia základu 2 číselného kódu priradeného písmenu.

Vo svojej práci na kryptografii Shannon ukázala, že veľkosť správy sa dá znížiť odstránením nadbytočnosti. Tu navrhol ísť opačným smerom; bojovať proti hluku pridaním extra bitov, aby bol prijímač schopný opraviť chyby, ktoré sa vyskytli počas prenosu.

Hoci v mnohých prípadoch by teoretická formulácia trvala desaťročia, kým by sa stala praktickou aplikáciou, inžinieri už mali spôsob, ako merať schopnosť rôznych kanálov prenášať informácie. Všetko bolo pripravené na to, aby nové materiály nahradili tradičný medený kábel, čím sa exponenciálne zvýšil počet obiehajúcich správ. A samozrejme by ste potrebovali spôsob, ako spracovať všetko to množstvo informácií. To uvidíme v ďalších článkoch.

Súvisiaci článok:

Pravek Unixu a úloha Bell Labs

Súvisiaci článok:

Spája vedcov a inžinierov. Pravek Unixu. Časť 2

Súvisiaci článok:

Vákuové trubice. Pravek Unixu, časť 3

Súvisiaci článok:

Príchod tranzistora. Prehistória Unixu, štvrtá časť

Súvisiaci článok:

Pán Claude Shannon. Prehistória Unixu, piata časť

Súvisiaci článok:

Shannonova práca. Prehistória Unixu časť 6