ทฤษฎีสารสนเทศ ยุคก่อนประวัติศาสตร์ของยูนิกซ์ตอนที่เจ็ด

เราเป็นผลมาจากการตัดสินใจที่เราทำภายใต้เจตจำนงเสรีของเราหรือมีกำลังที่เหนือกว่าที่ชี้นำขั้นตอนของเราหรือไม่? บรรณานุกรมของ Claude Shannon ได้ปรึกษากับ ชุดนี้ ของบทความดูเหมือนจะให้ข้อโต้แย้งกับผู้สนับสนุนของโชคชะตา แชนนอนเป็นคนที่สนใจหลายสิ่งหลายอย่าง การเล่นกล, แจ๊ส, การบิน, ปริศนาอักษรไขว้หรือการสร้างเครื่องเกม ส่วนหนึ่งของชีวิตการทำงานของเขาทุ่มเทให้กับการวิจัยทางคณิตศาสตร์ที่นำไปใช้กับการวิจัยทางพันธุกรรมหรืออุตสาหกรรมอาวุธ อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ครั้งแล้วครั้งเล่าทำให้เขาสร้างพื้นฐานของงานหลักของเขา: The Theory of Information

การสังเกตเล็กน้อยบนผนังที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาทำให้เขาต้องทำงานร่วมกับเครื่องวิเคราะห์ความแตกต่างของ MIT ที่นั่นเขาเชื่อมโยงพีชคณิตแบบบูลกับการสร้างวงจร ขณะฝึกงานที่ Bell Laboratories เขาได้อ่านบทความที่ให้แนวคิดว่าทฤษฎีเดียวสามารถอธิบายการส่งข้อมูลโดยไม่ขึ้นกับสื่อ รวมเข้ากับ Bell อย่างถาวร ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเขาเข้ามาเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ถูกเรียก เขาเริ่มสนใจในการเข้ารหัสและค้นพบความซ้ำซ้อนของภาษา และไม่จำเป็นต้องส่งประโยคที่สมบูรณ์เพื่อให้ข้อความมีความสมเหตุสมผล

ทฤษฎีสารสนเทศ

แชนนอนเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ทำงานเกี่ยวกับการปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในการสื่อสารโทรคมนาคม ซึ่งเรียกว่าเทคโนโลยี PCM หรือการปรับรหัสพัลส์ แทนที่จะส่งเสียงด้วยคลื่นไฟฟ้า ดังที่อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ เป็นผู้คิดค้นโทรศัพท์ จุดมุ่งหมายคือการส่งข้อมูลพฤติกรรมของคลื่นไฟฟ้า เพื่อให้ผู้รับสามารถสร้างใหม่ได้ ที่นี่เราต้องคำนึงถึงสองประเด็นสำคัญ

• ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมของคลื่นจะไม่ถูกส่งในระหว่างการสนทนาทั้งหมด แต่จะมีการสุ่มตัวอย่างทุกระยะเวลาที่กำหนดและผู้รับจะเติมในช่องว่าง ระลึกถึงคำพูดของแชนนอนเกี่ยวกับความซ้ำซ้อนและไม่ต้องส่งข้อความแบบเต็ม
• ข้อมูลเกี่ยวกับคลื่นสามารถส่งได้โดยการเข้ารหัสด้วยศูนย์และอัน ที่นี่พวกเขาใช้แนวคิดของแชนนอนเกี่ยวกับการใช้พีชคณิตแบบบูลสำหรับการส่งข้อมูลผ่านวงจร

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ใช้ไม่ได้กับเสียงเท่านั้น เทคโนโลยีเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับการส่งข้อมูลระยะไกลของเนื้อหาใด ๆ ที่สามารถแปลงเป็นศูนย์และคนได้ ภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหว ข้อความ กราฟิก เพลง ฯลฯ

รับรองความถูกต้องของข้อความ

ในทุกประเทศอาจมีเกมที่แตกต่างออกไปซึ่งในวัยเด็กของฉันเราเรียกว่า "โทรศัพท์เสีย" คนหนึ่งกระซิบข้อความถึงคู่หูข้างบ้านซึ่งจะทำแบบเดียวกันกับคนถัดไปในแถว ดังนั้น จนถึงครั้งสุดท้าย คุณต้องย้ำข้อความดังๆ แทบจะไม่เคยตรงกับที่คนแรกพูดเลย

ความท้าทายสำหรับ Bell Labs คือการป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นในการสื่อสาร และนี่คือที่มาของทฤษฎีสารสนเทศ

แชนนอนเสนอรูปแบบการสื่อสารทั่วไปซึ่งผู้ส่งจะส่งสัญญาณผ่านเครื่องส่งซึ่งเดินทางผ่านช่องสัญญาณไปถึงเครื่องรับ สิ่งนี้มีหน้าที่ในการถอดรหัสข้อความที่ผู้ส่งเข้ารหัสก่อนหน้านี้และส่งไปยังผู้รับ ในทุกช่องทางมีสิ่งที่เรียกว่า "เสียง" ซึ่งเป็นความผิดเพี้ยนที่ส่งผลต่อการรับข้อความ

ข้อเสนอของเขารวมถึงข้อความต่อไปนี้:

• การสื่อสารทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงรูปแบบสามารถพิจารณาได้ในแง่ของข้อมูล
• ข้อมูลทั้งหมดสามารถวัดเป็นบิตได้ หนึ่งบิต (ย่อมาจากเลขฐานสอง) ระบุตัวเลือกระหว่างสองทางเลือกที่เป็นไปได้ จุดหรือเส้นประของโทรเลข หัวหรือก้อยเมื่อพลิกเหรียญ หรือเปิดหรือปิดพัลส์ในเทคโนโลยี PCM
• ข้อมูลที่ซับซ้อนที่สุดสามารถส่งผ่านสตริงบิตในรูปแบบที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น การแสดงฐาน 2 ของรหัสตัวเลขที่กำหนดให้กับตัวอักษร

ในงานของเธอเกี่ยวกับการเข้ารหัส แชนนอนได้แสดงให้เห็นว่าขนาดข้อความสามารถลดลงได้โดยการขจัดความซ้ำซ้อน ที่นี่เขาเสนอให้ไปทางตรงกันข้าม ต่อสู้กับเสียงโดยการเพิ่มบิตพิเศษเพื่อให้ผู้รับสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการส่ง

แม้ว่าในหลายกรณี สูตรทางทฤษฎีจะใช้เวลาหลายทศวรรษกว่าจะนำไปใช้ได้จริง วิศวกรก็มีวิธีการวัดความสามารถของช่องทางต่างๆ ในการส่งข้อมูลอยู่แล้ว ทุกอย่างพร้อมแล้วสำหรับวัสดุใหม่ที่จะมาแทนที่สายเคเบิลทองแดงแบบเดิมๆ ทำให้จำนวนข้อความหมุนเวียนเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ และแน่นอน คุณจะต้องมีวิธีจัดการกับข้อมูลจำนวนทั้งหมดนั้น เราจะเห็นว่าในบทความหน้า

บทความที่เกี่ยวข้อง:

ประวัติความเป็นมาของ Unix และบทบาทของ Bell Labs

บทความที่เกี่ยวข้อง:

นำนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรมารวมกัน ประวัติความเป็นมาของ Unix ส่วนที่ 2

บทความที่เกี่ยวข้อง:

หลอดสูญญากาศ. ประวัติความเป็นมาของ Unix ตอนที่ 3

บทความที่เกี่ยวข้อง:

การมาถึงของทรานซิสเตอร์ ประวัติความเป็นมาของ Unix ตอนที่ XNUMX

บทความที่เกี่ยวข้อง:

คุณโคลด แชนนอน ยุคก่อนประวัติศาสตร์ของ Unix ตอนที่ห้า

บทความที่เกี่ยวข้อง:

งานของแชนนอน ยุคก่อนประวัติศาสตร์ของ Unix part 6