Теория информации Шеннона - важный математический инструмент для измерения количества информации и оптимизации систем передачи данных. Узнайте, как информация определяется вероятностными свойствами сообщения и как применяется в различных областях, связанных с передачей и обработкой данных.
Теория информации – раздел прикладной математики, радиотехники (теория обработки сигналов) и информатики, относящийся к измерению количества информации, ее свойств и устанавливающий предельные соотношения для систем передачи данных. Как и любая математическая теория, теория оперирует математическими моделями, а не реальными физическими объектами (источниками и каналами связи). Использует, главным образом, математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.
Основные разделы теории информации
- Кодирование источника (сжимающее кодирование)
- Канальное (помехоустойчивое) кодирование
Теория информации тесно связана с информационной энтропией, коммуникационными системами, криптографией и другими смежными дисциплинами. Она находится на пересечении математики, статистики, информатики, физики, нейробиологии, информационной инженерии и электротехники. Теория информации также нашла применение в других областях, включая статистический вывод, обработку естественного языка, криптографию, нейробиологию, человеческое зрение, эволюцию и функцию молекулярных кодов (биоинформатика), выбор статистической модели, теплофизику, квантовые вычисления, лингвистику, выявление плагиата, распознавание образов и выявление аномалий. Важные подразделы теории информации включают в себя сжатие данных, канальное кодирование, алгоритмическую теорию сложности, алгоритмическую теорию информации, информационно-теоретическую безопасность, реляционный анализ Грея и измерение информации.
Введение
Появление теории информации связано с опубликованием Клодом Шенноном работы «Математическая теория связи» в 1948 году. С точки зрения Шеннона, теория информации – раздел математической теории связи. Теория информации устанавливает основные границы возможностей систем передачи информации, задает исходные принципы их разработки и практического воплощения. Круг задач теории информации представляется с помощью структурной схемы, типичной системы передачи или хранения информации.
Источник информации и кодирование
В схеме источником является любой объект вселенной, порождающий сообщения, которые должны быть перемещены в пространстве и времени. Независимо от изначальной физической природы, все подлежащие передаче сообщения обычно преобразуются в форму электрических сигналов, такие сигналы и рассматриваются как выход источника.
Кодер источника представляет информацию в наиболее компактной форме. Он выполняет процесс кодирования, который позволяет сжать информацию для оптимальной передачи и хранения.
Канальное кодирование
Канальное кодирование обрабатывает информацию для защиты сообщений от помех при передаче по каналу связи или возможных искажений при хранении информации. Оно основано на использовании различных кодов и алгоритмов, которые позволяют обнаруживать и исправлять ошибки.
См. также
Концепция информации по Шеннону
С точки зрения Шеннона, информация – это измеримая величина, которая определяется вероятностными свойствами сообщения. Он вводит понятие информационной энтропии, которая характеризует количество информации, содержащейся в сообщении. Чем больше неопределенность в сообщении, тем больше информации требуется для его передачи.
Теория информации Шеннона имеет широкое применение в различных областях, связанных с передачей и обработкой данных. Она позволяет оптимизировать системы связи, разрабатывать эффективные методы сжатия данных, обеспечивать надежность передачи информации и защищать ее от внешних воздействий.
Заключение
Теория информации с точки зрения Шеннона – это важный математический инструмент для измерения количества информации и оптимизации систем передачи данных. Она находит применение в различных областях, где требуется эффективная передача, хранение и обработка информации. Понимание основных принципов и концепций теории информации позволяет разрабатывать новые технологии и методы для улучшения коммуникации и обработки данных.
Что нам скажет Википедия?
Появление теории информации связано с опубликованием Клодом Шенноном работы «Математическая теория связи» в 1948 году. С точки зрения Шеннона, теория информации — раздел математической теории связи. Теория информации устанавливает основные границы возможностей систем передачи информации, задает исходные принципы их разработки и практического воплощения. Круг задач теории информации представляется с помощью структурной схемы, типичной системы передачи или хранения информации.
В схеме источником является любой объект вселенной, порождающий сообщения, которые должны быть перемещены в пространстве и времени. Независимо от изначальной физической природы, все подлежащие передаче сообщения обычно преобразуются в форму электрических сигналов, такие сигналы и рассматриваются как выход источника.
Кодер источника представляет информацию в наиболее компактной форме.
Кодер канала обрабатывает информацию для защиты сообщений от помех при передаче по каналу связи или возможных искажений при хранении информации.
Модулятор преобразовывает сообщения, формируемые кодером канала, в сигналы, согласованные с физической природой канала связи или средой накопителя информации.
Среда распространения информации (канал связи) вносит в процесс передачи информации случайный шум, который искажает сообщение и тем самым затрудняет его прочтение.
Блоки, расположенные на приемной стороне, выполняют обратные операции и предоставляют получателю информацию в удобном для восприятия виде.
