Claude Shannon dhe për çfarë është i famshëm? shkurtimisht. Inxhinieri amerikan Claude Shannon dhe pse është i famshëm

Claude Elwood Shannon(Anglisht: Claude Elwood Shannon; 30 prill 1916, Petocki, Michigan, SHBA - 24 shkurt 2001, Medford, Massachusetts, SHBA) - Inxhinier, kriptanalist dhe matematikan amerikan. Konsiderohet si "babai i epokës së informacionit".

Ai është themeluesi i teorisë së informacionit, e cila ka gjetur zbatim në sistemet moderne të komunikimit të teknologjisë së lartë. Ofron koncepte themelore, ide dhe formulime të tyre matematikore që aktualisht përbëjnë bazën për teknologjitë moderne të komunikimit. Në 1948, ai propozoi përdorimin e fjalës "bit" për të treguar njësinë më të vogël të informacionit (në artikullin "Teoria Matematikore e Komunikimit"). Për më tepër, koncepti i entropisë ishte një tipar i rëndësishëm i teorisë së Shannon-it. Ai tregoi se entropia që ai prezantoi është ekuivalente me një masë të pasigurisë së informacionit në mesazhin e transmetuar. Punimet e Shannon "Një Teori Matematikore e Komunikimeve" dhe "Teoria e Komunikimeve në Sistemet Sekrete" konsiderohen themelore për teorinë e informacionit dhe kriptografinë. Claude Shannon ishte një nga të parët që iu afrua kriptografisë nga pikëpamja shkencore, ai ishte i pari që formuloi bazat e saj teorike dhe prezantoi shumë koncepte bazë. Shannon dha një kontribut kyç në teorinë e qarqeve probabilistike; teoria e lojës; teoria e automatave dhe teoria e sistemeve të kontrollit janë fusha të shkencës të përfshira në konceptin e "kibernetikës".

Biografia

Fëmijëria dhe rinia

Claude Shannon lindi më 30 prill 1916 në Petocki, Michigan, SHBA. Babai i tij, Claude Sr. (1862-1934), ishte një biznesmen i vetë-bërë, avokat dhe për disa kohë gjyqtar. Nëna e Shannon, Maybelle Woolf Shannon (1890-1945), ishte një mësuese e gjuhëve të huaja, e cila më vonë u bë drejtoreshë e shkollës së mesme Gaylord. Babai i Shannon kishte një mendje matematikore dhe ishte i vetëdijshëm për fjalët e tij. Shannon u rrënjos me një dashuri për shkencën nga gjyshi i tij. Gjyshi i Shannon ishte një shpikës dhe fermer. Ai shpiku makinën larëse së bashku me shumë pajisje të tjera të dobishme në bujqësi. Thomas Edison ishte një i afërm i largët i Shannons.

Claude i kaloi gjashtëmbëdhjetë vitet e para të jetës së tij në Gaylord, Michigan, ku u diplomua në shkollën e mesme Gaylord Comprehensive në 1932. Në rininë e tij, ai punoi si korrier për Western Union. Young Claude ishte i interesuar në projektimin e pajisjeve mekanike dhe automatike. Ai mblodhi modele avionësh dhe qarqe radio, krijoi një varkë të kontrolluar me radio dhe një sistem telegrafi midis shtëpisë së një miku dhe shtëpisë së tij. Ndonjëherë ai duhej të riparonte radiot për një dyqan lokal.

Shannon, me fjalët e tij, ishte një person apolitik dhe një ateist.

Vitet universitare

Në vitin 1932, Shannon u regjistrua në Universitetin e Miçiganit, ku në një nga kurset e tij u njoh me veprat e George Boole. Në vitin 1936, Claude u diplomua në Universitetin e Miçiganit me një diplomë të dyfishtë në matematikë dhe inxhinieri elektrike dhe shkoi në Institutin e Teknologjisë në Massachusetts (MIT), ku punoi si asistent kërkimor. Ai kryente detyra operatori në një pajisje llogaritëse mekanike, një kompjuter analog i quajtur "analizues diferencial", i zhvilluar nga mbikëqyrësi i tij Vanevar Bush. Duke studiuar qarqet elektrike komplekse, shumë të specializuara të një analizuesi diferencial, Shannon pa se konceptet e Boole mund të përdoreshin mirë. Pasi punoi verën e vitit 1937 në Bell Telephone Laboratories, ai shkroi një punim të bazuar në tezën e masterit të atij viti, "Analiza simbolike e rele dhe qarqeve komutuese". Duhet të theksohet se Frank Lauren Hitchcock mbikëqyri tezën e masterit dhe dha kritika dhe këshilla të dobishme. Vetë artikulli u botua në vitin 1938 në botimin e Institutit Amerikan të Inxhinierëve Elektrikë (AIEE). Në këtë punë, ai tregoi se qarqet komutuese mund të përdoren për të zëvendësuar qarqet e stafetës elektromekanike që më pas përdoren për të drejtuar thirrjet telefonike. Ai më pas e zgjeroi këtë koncept duke treguar se këto qarqe mund të zgjidhnin të gjitha problemet që mund të zgjidhte algjebra e Bulit. Gjithashtu, në kapitullin e fundit, ai paraqet prototipet e disa qarqeve, për shembull, një grumbullues 4-bitësh. Për këtë artikull, Shannon iu dha çmimi Alfred Nobel nga Instituti Amerikan i Inxhinierëve Elektrikë në vitin 1940. Aftësia e provuar për të zbatuar çdo llogaritje logjike në qarqet elektrike formoi bazën për hartimin e qarqeve dixhitale. Dhe qarqet dixhitale janë, siç e dimë, baza e teknologjisë moderne kompjuterike, kështu që rezultatet e punës së tij janë një nga rezultatet më të rëndësishme shkencore të shekullit të njëzetë. Howard Gardner i Universitetit të Harvardit e quajti veprën e Shannon "ndoshta më e rëndësishmja, si dhe teza më e famshme e masterit të shekullit".

Anatoli Ushakov, Doktor i Shkencave Teknike, Prof. departamenti sistemet e kontrollit dhe informatika, Universiteti ITMO

Shumë breza specialistësh teknikë të gjysmës së dytë të shekullit të 20-të, madje edhe ata mjaft larg teorisë së kontrollit automatik dhe kibernetikës, pasi u larguan nga muret e universiteteve, kujtuan për pjesën tjetër të jetës së tyre emrat e "autorit" shkencor dhe arritjet teknike: funksionet e Lyapunov, proceset Markov, frekuenca dhe kriteri Nyquist, procesi Wiener, filtri Kalman. Midis arritjeve të tilla, teoremat e Shannon-it zënë vendin krenar. Viti 2016 shënon njëqindvjetorin e lindjes së autorit të tyre, shkencëtarit dhe inxhinierit Claude Shannon.

"Kush zotëron informacionin, zotëron botën"

W. Churchill

Oriz. 1. Claude Shannon (1916–2001)

Claude Elwood Shannon (Fig. 1) lindi më 30 prill 1916 në qytetin Petocki, i vendosur në brigjet e liqenit Michigan, Michigan (SHBA), në familjen e një avokati dhe mësuesi të gjuhëve të huaja. Motra e tij më e madhe Katherine ishte e interesuar për matematikën dhe përfundimisht u bë profesore, dhe babai i Shannon e kombinoi punën e tij si avokat me radio amator. Një i afërm i largët i inxhinierit të ardhshëm ishte shpikësi me famë botërore Thomas Edison, i cili kishte 1093 patenta.

Shannon u diplomua nga shkolla e mesme gjithëpërfshirëse në vitin 1932 në moshën gjashtëmbëdhjetë vjeç, ndërsa merrte arsim shtesë në shtëpi. Babai i tij i bleu pajisje ndërtimi dhe radio amatore dhe kontribuoi në çdo mënyrë të mundshme në krijimtarinë teknike të djalit të tij, dhe motra e tij e përfshiu atë në studime të avancuara matematikore. Shannon ra në dashuri me të dy botët - inxhinierinë dhe matematikën.

Në 1932, Shannon hyri në Universitetin e Miçiganit, nga i cili u diplomua në 1936, duke marrë një diplomë bachelor me një drejtim të dyfishtë në matematikë dhe inxhinieri elektrike. Gjatë studimeve, ai gjeti në bibliotekën universitare dy vepra të George Boole - "Analiza Matematikore e Logjikës" dhe "Llogaritja Logjike", të shkruara përkatësisht në 1847 dhe 1848. Shannon i studioi ato me kujdes, dhe kjo, me sa duket, përcaktoi interesat e tij të ardhshme shkencore.

Pas diplomimit, Claude Shannon mori një punë në Laboratorin e Inxhinierisë Elektrike të Institutit të Teknologjisë së Massachusetts (MIT) si asistent kërkimor, ku punoi në përmirësimin e analizuesit diferencial të Vannevar Bush, nënpresident i MIT, një "kompjuter" analog. Që nga kjo kohë, Vannevar Bush u bë mentori shkencor i Claude Shannon. Ndërsa studionte reletë komplekse, shumë të specializuara dhe qarkun komutues të pajisjes së kontrollit të analizatorit diferencial, Shannon kuptoi se konceptet e George Boole mund të përdoreshin mirë në këtë fushë.

Në fund të vitit 1936, Shannon hyri në programin e masterit, dhe tashmë në 1937 ai shkroi abstraktin e disertacionit të tij për një diplomë master dhe, mbi bazën e tij, përgatiti artikullin "Analiza simbolike e releve dhe qarqeve ndërruese", i cili u botua në 1938 në botimin e Institutit Amerikan të Inxhinierëve Elektrikë (AIEE). Kjo punë tërhoqi vëmendjen e komunitetit shkencor të inxhinierisë elektrike dhe në vitin 1939 Shoqëria Amerikane e Inxhinierëve të Ndërtimit i dha Shannon çmimin Alfred Nobel për të.

Pasi nuk kishte mbrojtur ende tezën e tij të magjistraturës, Shannon, me këshillën e Bushit, vendosi të punonte në një doktoraturë në matematikë në MIT, në lidhje me problemet në gjenetikë. Sipas Bushit, gjenetika mund të jetë një fushë problematike e suksesshme për zbatimin e njohurive të Shannon. Disertacioni i doktoraturës së Shannon-it, i titulluar "Algjebra për Gjenetikën Teoretike", u përfundua në pranverën e vitit 1940 dhe iu kushtua problemeve të kombinatorikës së gjeneve. Shannon mori doktoraturën në matematikë dhe në të njëjtën kohë mbrojti tezën e tij mbi "Analiza simbolike e releve dhe qarqeve komutuese", duke u bërë master i inxhinierisë elektrike.

Disertacioni i doktoraturës së Shannon nuk mori shumë mbështetje nga gjenetistët dhe për këtë arsye nuk u botua kurrë. Sidoqoftë, teza e masterit doli të ishte një përparim në teknologjinë komutuese dhe dixhitale. Kapitulli i fundit i disertacionit dha shumë shembuj të aplikimit të suksesshëm të llogaritjes logjike të zhvilluar nga Shannon në analizën dhe sintezën e qarqeve specifike të stafetës dhe komutimit: qarqet zgjedhore, një bllokues me një sekret elektrik, shtues binare. Të gjitha ato tregojnë qartë përparimin shkencor të arritur nga Shannon dhe përfitimet e mëdha praktike të formalizmit të llogaritjes logjike. Kështu lindi logjika dixhitale.

Oriz. 2. Claude Shannon në Bell Labs (mesi i viteve 1940)

Në pranverën e vitit 1941, Claude Shannon u bë një punonjës i departamentit të matematikës të qendrës kërkimore Bell Laboratories (Fig. 2). Duhet thënë disa fjalë për atmosferën në të cilën u gjend 25-vjeçari Claude Shannon - ajo u krijua nga Harry Nyquist, Henrik Bode, Ralph Hartley, John Tukey dhe punonjës të tjerë të Bell Laboratories. Të gjithë ata tashmë kishin rezultate të caktuara në zhvillimin e teorisë së informacionit, të cilën Shannon përfundimisht do ta zhvillonte në nivelin e shkencës së madhe.

Në këtë kohë, lufta po ndodhte tashmë në Evropë dhe Shannon po kryente kërkime që financoheshin gjerësisht nga qeveria amerikane. Puna që Shannon bëri në Bell Laboratories ishte e lidhur me kriptografinë, gjë që e shtyu atë të punonte në teorinë matematikore të kriptografisë dhe përfundimisht e lejoi atë të analizonte tekstet e shifruara duke përdorur metoda teorike informacioni (Figura 3).

Në vitin 1945, Shannon përfundoi një raport të madh sekret shkencor mbi temën "Teoria e komunikimit të sistemeve të sekretit".

Oriz. 3. Në makinën e enkriptimit

Në këtë kohë, Claude Shannon ishte tashmë afër të fliste me komunitetin shkencor me koncepte të reja bazë në teorinë e informacionit. Dhe në 1948 ai botoi veprën e tij historike "Teoria Matematikore e Komunikimeve". Teoria matematikore e komunikimit e Shannon supozoi një strukturë me tre komponentë, të përbërë nga një burim informacioni, një marrës informacioni dhe një "medium transporti" - një kanal komunikimi i karakterizuar nga xhiroja dhe aftësia për të shtrembëruar informacionin gjatë transmetimit. U ngritën një sërë problemesh: si të përcaktohen sasia e informacionit, si të paketohet në mënyrë efektive, si të vlerësohet shpejtësia e lejueshme e daljes së informacionit nga një burim në një kanal komunikimi me një gjerësi bande fikse për të garantuar transmetimin pa gabime të informacionit, dhe , më në fund, si të zgjidhet problemi i fundit në prani të ndërhyrjeve në lidhjet e kanalit? Claude Shannon i dha njerëzimit përgjigje gjithëpërfshirëse për të gjitha këto pyetje me teoremat e tij.

Duhet thënë se kolegët e tij në “dyqan” e ndihmuan Shannon-in me terminologjinë. Kështu, termi për njësinë minimale të sasisë së informacionit - "bit" - u propozua nga John Tukey, dhe termi për vlerësimin e sasisë mesatare të informacionit për simbolin e burimit - "entropia" - John von Neumann. Claude Shannon prezantoi punën e tij kryesore në formën e njëzet e tre teoremave. Jo të gjitha teoremat janë ekuivalente, disa prej tyre janë të një natyre ndihmëse ose i kushtohen rasteve të veçanta të teorisë së informacionit dhe transmetimit të tij përmes kanaleve të komunikimit diskrete dhe të vazhdueshme, por gjashtë teorema janë konceptuale dhe përbëjnë kornizën e ndërtimit të teorisë së informacionit të krijuar nga Claude Shannon.

E para nga këto gjashtë teorema lidhet me vlerësimin sasior të informacionit të gjeneruar nga një burim informacioni, në kuadrin e një qasjeje stokastike të bazuar në një masë në formën e entropisë që tregon vetitë e tij.
Teorema e dytë i kushtohet problemit të paketimit racional të simboleve të krijuara nga një burim gjatë kodimit primar të tyre. Ai krijoi një procedurë kodimi efektive dhe nevojën për të futur një "kodues burimi" në strukturën e sistemit të transmetimit të informacionit.
Teorema e tretë ka të bëjë me problemin e përputhjes së rrjedhës së informacionit nga burimi i informacionit me kapacitetin e kanalit të komunikimit në mungesë të ndërhyrjes, gjë që garanton mungesën e shtrembërimit të informacionit gjatë transmetimit.
Teorema e katërt zgjidh të njëjtin problem si ai i mëparshmi, por në prani të ndërhyrjes në kanalin binar të komunikimit, efektet e së cilës në mesazhin e kodit të transmetuar kontribuojnë në probabilitetin e shtrembërimit të një biti të kodit arbitrar. Teorema përmban një kusht të ngadalësimit të transmetimit që garanton një probabilitet të caktuar të dërgimit pa gabime të mesazhit të kodit te marrësi. Kjo teoremë është baza metodologjike e kodimit mbrojtës nga zhurma, e cila çoi në nevojën për të futur një "enkoder kanali" në strukturën e sistemit të transmetimit.
Teorema e pestë i kushtohet vlerësimit të kapacitetit të një kanali komunikimi të vazhdueshëm, i karakterizuar nga një gjerësi e caktuar e brezit të frekuencës dhe fuqitë e dhëna të sinjalit të dobishëm dhe sinjalit të ndërhyrjes në kanalin e komunikimit. Teorema përcakton të ashtuquajturin limit Shannon.
E fundit nga teorema, e quajtur teorema Nyquist-Shannon-Kotelnikov, i kushtohet problemit të rindërtimit pa gabime të një sinjali të vazhdueshëm nga mostrat e tij diskrete në kohë, gjë që na lejon të formulojmë një kërkesë për vlerën e kohës diskrete. intervali, i përcaktuar nga gjerësia e spektrit të frekuencës së sinjalit të vazhdueshëm dhe për të formuar funksione bazë të quajtura funksione referimi.

Duhet thënë se fillimisht shumë matematikanë në mbarë botën kishin dyshime për bazën e provave të këtyre teoremave. Por me kalimin e kohës, komuniteti shkencor u bind për korrektësinë e të gjitha postulateve, duke gjetur konfirmim matematikor për to. Në vendin tonë, A.Ya Khinchin i kushtoi përpjekjet e tij për këtë çështje. dhe Kolmogorov A.N. .

Në vitin 1956, i famshëm Claude Shannon u largua nga Bell Laboratories pa ndërprerë lidhjet me të dhe u bë profesor i rregullt në dy fakultete në Institutin e Teknologjisë në Massachusetts: matematikë dhe inxhinieri elektrike.

Oriz. 4. Labirinti i Shannon-it

Claude Shannon kishte gjithmonë shumë interesa krejtësisht të palidhura me aktivitetet e tij profesionale. Talenti i jashtëzakonshëm inxhinierik i Shannon u shfaq në krijimin e të gjitha llojeve të makinerive dhe mekanizmave, duke përfshirë miun mekanik Tezeu, i cili zgjidh një problem labirint (Fig. 4), një kompjuter me operacione me numra romakë, si dhe kompjuterë dhe programe për të luajtur shahu.

Në vitin 1966, në moshën 50-vjeçare, Claude Shannon u tërhoq nga mësimdhënia dhe iu përkushtua pothuajse tërësisht hobi të tij. Ai krijon një biçikletë me dy shalë, një thikë të palosshme me njëqind tehe, robotë që zgjidhin kubin e Rubikut dhe një robot që mashtron me topa. Përveç kësaj, vetë Shannon vazhdon të përmirësojë aftësitë e tij të xhonglimit, duke e çuar numrin e topave në katër (Fig. 5). Dëshmitarët e rinisë së tij në Bell Laboratories kujtuan se si ai kalëronte korridoret e kompanisë me një biçikletë, ndërsa xhongli me topa.

Oriz. 5. Claude Shannon - xhongler

Fatkeqësisht, Claude Shannon nuk kishte kontakte të ngushta me shkencëtarët sovjetikë. Sidoqoftë, ai arriti të vizitojë BRSS në 1965 me ftesë të Shoqërisë Shkencore dhe Teknike të Radio Inxhinierisë, Elektronikës dhe Komunikimeve (NTORES) me emrin A.S. Popova. Një nga iniciatorët e kësaj ftese ishte kampioni i shumëfishtë botëror në shah, Mikhail Botvinnik, Doktor i Shkencave Teknike, profesor, i cili ishte edhe inxhinier elektrik dhe ishte i interesuar për programimin e shahut. Një diskutim i gjallë u zhvillua midis Mikhail Botvinnik dhe Claude Shannon për problemet e kompjuterizimit të artit të shahut. Pjesëmarrësit arritën në përfundimin se kjo ishte shumë interesante për programim dhe jopremtuese për shahun. Pas diskutimit, Shannon i kërkoi Botvinnikut të luante shah me të dhe gjatë lojës ai madje pati një avantazh të lehtë (një kalorës dhe një peng), por megjithatë humbi në lëvizjen e 42-të.

Gjatë viteve të fundit të jetës së tij, Claude Shannon ishte i sëmurë rëndë. Ai vdiq në shkurt 2001 në një shtëpi pleqsh në Massachusetts nga sëmundja e Alzheimerit në moshën 85-vjeçare.

Claude Shannon la një trashëgimi të pasur të aplikuar dhe filozofike. Ai krijoi një teori të përgjithshme të automatizimit diskrete dhe pajisjeve të teknologjisë kompjuterike, një teknologji për përdorimin efektiv të aftësive të mediumit të kanalit. Të gjithë arkivuesit modernë të përdorur në botën kompjuterike mbështeten në teoremën e kodimit efikas të Shannon-it. Baza e trashëgimisë së tij filozofike përbëhet nga dy ide. Së pari: qëllimi i çdo menaxhimi duhet të jetë reduktimi i entropisë si masë e pasigurisë dhe çrregullimit në mjedisin e sistemit. Menaxhimi që nuk e zgjidh këtë problem është i tepërt, pra i panevojshëm. E dyta është se gjithçka në këtë botë është, në njëfarë kuptimi, një "kanal komunikimi". Kanali i komunikimit është një person, një ekip, një mjedis i tërë funksional, industri, një strukturë transporti dhe vendi në tërësi. Dhe nëse nuk i bashkërendoni zgjidhjet teknike, informative, humanitare, qeveritare me kapacitetin e mjedisit të kanalit për të cilin janë projektuar, atëherë mos prisni rezultate të mira.

Në kontakt me

Letërsia

Shannon C. E. Një Teori Matematikore e Komunikimit. Revista Teknike e Sistemeve Bell. korrik dhe tetor. 1948 // Claude Elwood Shannon. Punime të mbledhura. N.Y., 1993. F. 8-111.
Shannon C. E. Komunikimi në prani të zhurmës. Proc.IRE. 1949. V. 37. Nr. 10.
Shannon C. E. Teoria e Komunikimit të Sistemeve të Fshehtësisë. Revista Teknike e Sistemeve Bell. korrik dhe tetor. 1948 // Claude Elwood Shannon. Punime të mbledhura. N.Y., 1993. F. 112-195.
Makinat automatike. Koleksioni i artikujve ed. K. E. Shannon, J. McCarthy / Trans. nga anglishtja M.: Nga-në. ndezur. 1956.
Robert M. Fano Transmetimi i informacionit: Një teori statistikore e komunikimit. Botuar së bashku nga M.I.T., PRESS dhe JOHN WILEY & SONS, INC. Nju Jork, Londër. 1961.
www. hulumtim.att. com/~njas/doc/ces5.html.
Kolmogorov A. N. Parathënie // Punime mbi teorinë e informacionit dhe kibernetikën / K. Shannon; korsi nga anglishtja nën. ed. R.L.Dobrushina dhe O.B. Lupanova; parathënie A. N. Kolmogorov. M., 1963.
Levin V.I.K.E. Shannon dhe shkenca moderne // Buletini i TSTU. 2008. Vëllimi 14. Nr 3.
Viner N. Ya. - matematikan / Përkth. nga anglishtja M.: Shkencë. 1964.
Khinchin A. Ya. Mbi teoremat kryesore të teorisë së informacionit. UMN 11:1 (67) 1956.
Kolmogorov A. N. Teoria e transmetimit të informacionit. // Sesioni i Akademisë së Shkencave të BRSS për problemet shkencore të automatizimit të prodhimit. 15–20 tetor 1956 Seanca plenare. M.: Shtëpia Botuese e Akademisë së Shkencave të BRSS, 1957.
Kolmogorov A. N. Teoria e informacionit dhe teoria e algoritmeve. M.: Nauka, 1987.

Claude Elwood Shannon lindi në Petoskey, Michigan më 30 prill 1916. Babai i tij, një pasardhës i kolonëve të hershëm të Nju Xhersit, ishte një biznesmen dhe nëna e tij, e bija e emigrantëve gjermanë, ishte mësuese dhe për disa vite drejtoreshë shkolle në Gaylord.

Claude kaloi 16 vitet e para të jetës së tij në Gaylord, duke u diplomuar nga shkolla lokale në 1932 dhe duke treguar një aftësi për mekanikë. Lëndët e tij të preferuara në shkollë ishin fizika dhe matematika, por në shtëpi ai ishte i zënë duke ndërtuar aeroplanë model, varka të kontrolluara me radio dhe një telegraf për të komunikuar me një mik që jetonte gjysmë milje larg. Ky telegraf përdorte tela me gjemba për të rrethuar një kullotë lokale. Klodi i fitoi paratë e nevojshme për këto aktivitete duke shpërndarë gazeta dhe telegrame, si dhe duke riparuar pajisje radio. Heroi i fëmijërisë së tij ishte Edison, i cili doli, siç mësoi më vonë, të ishte një i afërm i largët - ata të dy ishin pasardhës të John Ogden, një nga udhëheqësit e kolonizimit. Përveç kësaj, lista e heronjve të Claude përfshinte shumë shkencëtarë si Njutoni, Darvini, Ajnshtajni dhe Von Neuman.

Në vitin 1932 ai hyri në Universitetin e Miçiganit, duke ndjekur gjurmët e motrës së tij Katherine, e cila sapo kishte marrë një diplomë master në matematikë atje. Në vitin 1936 u bë bachelor në inxhinieri elektrike dhe matematikë; Ai e ruajti këtë interes paralel në matematikë dhe inxhinieri në të ardhmen.

Në vitin 1936, ai mori një pozicion si asistent laboratori në departamentin e inxhinierisë elektrike në Institutin e Teknologjisë të Masaçusetsit (Instituti i Teknologjisë në Masachusetts, i famshëm M.I.T.). Ky pozicion i dha atij mundësinë për të vazhduar studimet duke punuar vetëm me kohë të pjesshme. Përveç kësaj, kjo punë u përshtatej në mënyrë ideale aftësive dhe interesave të tij - ai punoi në kompjuterin diferencial Bush, kompjuterin më të avancuar të kohës, i aftë për të zgjidhur në mënyrë analoge ekuacione diferenciale deri në rendin e gjashtë. Detyra e tij ishte të përkthente ekuacionet në "terma mekanike" dhe të përgatiste dhe drejtonte makinën për kushte të ndryshme fillestare. Ndonjëherë ky proces kërkonte bashkëpunimin e deri në pesë persona.

Interesant ishte edhe qarku elektrik që kontrollonte këtë kompjuter, i cili përfshinte më shumë se njëqind reletë. Ndërsa punonte me të, Shannon u interesua për teorinë e ndërtimit të qarqeve të tilla. Ai kishte studiuar logjikën simbolike dhe algjebrën e Bulit në kurset e matematikës në Michigan dhe kuptoi se kjo ishte pikërisht ajo që kërkohej për të përshkruar sisteme të tilla binare. Ai i zhvilloi këto ide në vitin 1937 ndërsa ishte në New York në Bell Telephone Laboratories dhe më pas në punën e tij të diplomuar në Massachusetts. Kjo vepër, e para nga ato të botuara të tij, tërhoqi vëmendje të konsiderueshme dhe u nominua në vitin 1940 për çmimin Alfred Nobel të dhënë nga Shoqata e Shoqatave Inxhinierike Amerikane.

Në verën e vitit 1938, ai u angazhua në punë kërkimore në Massachusetts, dhe në vjeshtë u transferua nga departamenti i inxhinierisë elektrike në departamentin e matematikës, ku filloi punën për disertacionin e doktoraturës. Shefi i tij, Vannevere Bush, u bë president i Institutit Carnegie në Uashington në këtë kohë; një nga divizionet e këtij instituti, i vendosur në Cold Spring Harbor (N.Y.), atëherë ishte i angazhuar në gjenetikë dhe ai e këshilloi Shannon-in të trajtonte problemin e ruajtjes së informacionit gjenetik nga një këndvështrim algjebrik. Shannon kaloi verën e vitit 1939 atje, duke punuar me gjenetisten Barbara Burks në një disertacion që ai e quajti "Algjebra në Gjenetikën Teorike" (këshilltari i tezës së M.I.T. ishte profesori i algjebrës Frank L. Hitchcock).

Në të njëjtën kohë, Shannon po zhvillonte ide në fushën e kompjuterëve dhe sistemeve të komunikimit. Në një letër të datës 16 shkurt 1939, ai i shkroi Bushit për marrëdhënien midis kohës, gjerësisë së brezit, zhurmës dhe shtrembërimit në sistemet e komunikimit dhe zhvillimin e sistemeve kompjuterike për të kryer operacione simbolike matematikore.

Në pranverën e vitit 1940 mbrojti përfundimisht disertacionet dhe merr titujt Master i Inxhinierisë Elektrike dhe Doktor i Matematikës; Në verë, ai kreu kërkime të mëtejshme në fushën e ndërrimit të qarqeve elektrike në Bell Laboratories, duke zhvilluar një metodë të re për projektimin e tyre që mund të zvogëlojë ndjeshëm numrin e kontakteve në to. Rezultatet e kësaj pune u botuan në artikullin "Sinteza e qarqeve ndërruese me dy terminale".

Viti akademik 1940-1941 Ai kaloi kohë në Princeton nën drejtimin e Hermann Weyl, duke filluar të punonte seriozisht në idetë e tij në lidhje me teorinë e informacionit dhe sistemet efikase të komunikimit.

Thornton C. Fry, kreu i departamentit të matematikës në Bell Laboratories, ishte në atë kohë anëtar i komitetit për zhvillimin e sistemeve të kontrollit të zjarrit kundërajror, ndërsa vendi u armatos për Luftën Evropiane; ai e ftoi Shannon të punonte edhe në mbrojtje. Pas kthimit në Laboratorë, Shannon iu bashkua një grupi që zhvillon pajisje për zbulimin e avionëve dhe raketave të armikut dhe shënjestrimin e armëve kundërajrore; Kjo detyrë ishte e rëndësishme në lidhje me krijimin e raketave V-1 dhe V-2 në Gjermani. Pa këto sisteme udhëzuese, humbjet e Anglisë në luftë do të ishin dukshëm më të mëdha.

Shannon kaloi 15 vjet në Bell Labs në një mjedis mjaft të mirë - gjatë kësaj kohe shumë matematikanë të klasit të parë punuan atje, si John Pierce, i famshëm për punën e tij në fushën e komunikimeve satelitore, Harry Nyquist, i cili bëri shumë në teori. i sinjaleve të zbulimit, Hendrik Bode, i cili punoi në reagime, krijuesit e tranzistorit, Brattain, Bardeen dhe Shockley, George Stibitz, i cili krijoi kompjuterin e parë (1938) rele; Barney Oliver, një inxhinier i shquar dhe të tjerë.

Gjatë gjithë këtyre viteve, Shannon punoi në fusha të ndryshme, kryesisht në teorinë e informacionit, e cila filloi me artikullin e tij "Teoria Matematikore e Komunikimit". Ky artikull tregoi se çdo burim informacioni - një çelës telegrafi, një person që flet, një aparat televiziv e kështu me radhë - ka një "shkallë të prodhimit të informacionit" që mund të matet në bit për sekondë. Kanalet e komunikimit kanë "përcjellje" të matur në të njëjtat njësi; informacioni mund të transmetohet përmes një kanali nëse dhe vetëm nëse xhiroja nuk është më e vogël se shkalla e mbërritjes së informacionit.

Ky dokument mbi teorinë e komunikimit konsiderohet përgjithësisht si kontributi më domethënës i Shannon në shkencë.

Studimet e Shannon-it për informacionin dhe zhurmën kishin shumë aplikime të ndryshme. Për shembull, në artikullin "Teoria e komunikimit të sistemeve të sekretit", ai e lidhi kriptografinë me problemin e transmetimit të informacionit përmes një kanali të zhurmshëm (roli i zhurmës në këtë rast luhet nga çelësi i kriptosistemit). Kjo punë më pas çoi në emërimin e Shannon-it si konsulent në qeverinë amerikane për kriptografinë.

Një detyrë tjetër që ai e ka trajtuar së bashku me E.F. Moore (E.F. Moore), duhej të rriste besueshmërinë e qarqeve rele duke ruajtur një numër të tepërt elementësh (secili prej të cilëve nuk është i besueshëm). Kjo detyrë, përsëri, zbret në transmetimin e informacionit përmes një kanali të zhurmshëm.

Për më tepër, Shannon i zbatoi këto ide edhe për problemin e strategjisë optimale të investimit, në të cilën "sinjali i zhurmshëm" është tregu i aksioneve dhe seritë e tij kohore përkatëse, dhe problemi është maksimizimi i fitimeve.

Punimi i tij i shkencës kompjuterike i vitit 1950, "Programimi i një kompjuteri për të luajtur shah", u shkrua në një stil më të lehtë. Në atë kohë, kompjuterët ishin të ngadaltë dhe programimi i tyre ishte mjaft i vështirë; Që atëherë, janë krijuar shumë programe shahu, por shumica e tyre janë ende të bazuara në idetë e kësaj pune.

Në vitin 1965, Shannon u ftua në Rusi për një konferencë inxhinierike. Atje ai pati mundësinë të takohej me kampionin e shumëfishtë botëror të shahut Mikhail Botvinnik, gjithashtu një inxhinier elektrik i interesuar për problemin e algoritmit të lojës së shahut. Pas një diskutimi të gjatë, Shannon i kërkoi mjeshtrit të madh që të luante shah me të; Nuk është për t'u habitur që ai humbi në lëvizjen e 42-të.

Më pas, zhvillimi i programeve të shahut vazhdoi, dhe në 1980 Shannon u bë mysafire nderi në turneun ndërkombëtar të shahut kompjuterik në Linz, Austri (Kampionati Ndërkombëtar i shahut kompjuterik, Linz, Austri), në të cilin njëmbëdhjetë makina nga Suedia, Gjermania, Rusia , dhe Franca morën pjesë , Anglia, Kanadaja dhe SHBA (shumica e makinave ishin në vendet e tyre të origjinës, të lidhura nëpërmjet internetit me Austrinë). Fituesi ishte "Belle", i zhvilluar në Bell Laboratories nga Ken Thompson dhe Joe Condon ("Belle", Ken Thompson, Joe Condon); Për sa i përket nivelit të lojës, ajo praktikisht nuk ishte inferiore ndaj mjeshtrit të sportit.

Shannon pëlqente të ndërtonte pajisje qesharake - dhe jo domosdoshmërisht të dobishme; në shtëpinë e tij mund të shihej, për shembull, një makinë llogaritëse që punon me numrat në sistemin romak, "breshkat" që zvarriten në dysheme dhe shmangin pengesat, ose një makinë me dy karavidhe që manipulojnë me tre topa.

Në vitet pesëdhjetë ai krijoi "Makina e fundit", bazuar në një ide të Mervin Minsky dhe të përshkruar në Arthur C. Clarke's A Voice Over the Sea; Kjo makinë dukej si një kuti me një çelës të vetëm. Kur u ndez, kapaku i saj u hap, nga atje u shfaq një dorë, e cila e ktheu çelësin në pozicionin e tij origjinal dhe u zhduk përsëri brenda.

Në vitin 1949, Shannon, ndërsa ishte në Bell Labs, u martua me Mary Elizabeth (Betty) Moore, një shkencëtare numerike (atëherë e quajtur "kompjuter") në grupin e John Pierce. Ata u vendosën në Mystic Lake, Winchester, Massachusetts.

Claude Elwood Shannon(30 prill 1916 - 24 shkurt 2001) ishte një matematikan, inxhinier elektrik dhe kriptograf amerikan i njohur si "Babai i Teorisë së Informacionit".

Shannon i njohur për shkrimin e themeleve të teorisë së informacionit, Teoria Matematikore e Komunikimit, të cilën e botoi në 1948. Në moshën 21-vjeçare, ndërsa ishte student i masterit në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets (MIT), ai shkroi një disertacion që vërtetonte se çdo marrëdhënie logjike, numerike mund të ndërtohet nga aplikimi elektrik i algjebrës së Bulit. Claude Elwood Shannon dha një kontribut të madh në fushën e kriptanalizës për mbrojtjen kombëtare gjatë Luftës së Dytë Botërore, duke përfshirë punën e tij të madhe për thyerjen e kodeve dhe besueshmërinë e telekomunikacionit.

Në vitin 1950, Shannon botoi një punim mbi shahun kompjuterik të titulluar "Programimi i një kompjuteri për të luajtur shah". Ai përshkruan se si një makinë ose kompjuter mund të programohet për të luajtur lojëra logjike, si shahu. Të ashtuquajturat procedura minimale janë përgjegjëse për procesin e lëvizjes së kompjuterit, bazuar në një vlerësim të funksionit të një pozicioni të caktuar shahu. Shannon dha një shembull të papërpunuar të vlerësimit të një funksioni në të cilin vlera e pozicionit të zi zbritet nga pozicioni i bardhë. Vlerat u llogaritën në bazë të rezultatit të një pike të zakonshme shahu (1 pikë për një peng, 3 pikë për një kalorës ose peshkop, 5 pikë për një gur dhe 9 pikë për një mbretëreshë). Ai shikoi disa faktorë pozicioni, duke zbritur 0,5 pikë për çdo peng të dyfishuar, pengje të prapambetur dhe të izoluar, dhe duke shtuar 0,1 pikë për çdo lëvizje të mirë. Citim nga dokumenti:

“Koeficientët 0,5 dhe 0,1 janë vetëm një vlerësim i përafërt nga shkrimtari. Përveç kësaj, ka shumë kushte të tjera që duhet të përfshihen. Formula është dhënë vetëm për qartësi.”

Me këshillën e Bushit, Shannon vendosi të ndiqte doktoraturën në matematikë në MIT. Bush u emërua president i Institutit Carnegie në Uashington dhe e ftoi Shannon të merrte pjesë në punën mbi gjenetikën e udhëhequr nga Barbara Burks. Ishte gjenetika, sipas Bushit, ajo që mund të shërbente si subjekt i përpjekjeve të Shannon. Vetë Shannon, pasi kishte kaluar një verë në Woods Hole, Massachusetts, u interesua për të gjetur një bazë matematikore për ligjet e trashëgimisë së Mendelit. Disertacioni i doktoraturës së Shannon-it, i titulluar "Algjebra e Gjenetikës Teoretike", u përfundua në pranverën e vitit 1940. Megjithatë, kjo vepër nuk u publikua deri në vitin 1993, kur u shfaq në Shannon's Collected Papers. Përndryshe, kërkimi i tij mund të ishte bërë mjaft i rëndësishëm, por shumica e këtyre rezultateve u morën në mënyrë të pavarur prej tij. Shannon është duke ndjekur një doktoraturë në matematikë dhe një diplomë master në inxhinieri elektrike. Pas kësaj ai nuk iu kthye kërkimeve në biologji.

Shannon ishte i interesuar edhe për aplikimin e matematikës në sistemet e informacionit si sistemet e komunikimit. Pas një vere tjetër të kaluar në Bell Labs në 1940 Shannon u bë hulumtues në Institutin për Studime të Avancuara në Princeton, Nju Xhersi, SHBA për një vit akademik. Atje ai punoi nën drejtimin e matematikanit të famshëm Hermann Weyl, dhe gjithashtu pati mundësinë të diskutonte idetë e tij me shkencëtarë dhe matematikanë me ndikim, duke përfshirë John von Neumann. Ai pati gjithashtu takime të rastësishme me Albert Einstein dhe Kurt Gödel. Shannon ka punuar lirshëm në një sërë disiplinash dhe kjo aftësi mund të ketë kontribuar në zhvillimin e mëtejshëm të teorisë së tij të informacionit matematikor.

Fusha shkencore: Vendi i punës: Alma Mater: I njohur si: Çmime dhe çmime

Çmimi me emrin A. Nobel AIEE (1940);
Çmimi në kujtim të M. Libman (anglisht) ruse IRE (1949);
Medalja e Nderit IEEE (1966);
Medalja Kombëtare e Shkencës (1966);
Çmimi Harvey (1972);
Çmimi i Kiotos (1985).

Biografia

Në 1985, Claude Shannon dhe gruaja e tij Betty marrin pjesë në Simpoziumin Ndërkombëtar mbi Teorinë e Informacionit në Brighton. Shannon nuk mori pjesë në konferenca ndërkombëtare për një kohë të gjatë, dhe në fillim ata as nuk e njohën atë. Në banket, Claude Shannon mbajti një fjalim të shkurtër, mashtronte vetëm tre topa dhe më pas u dha qindra e qindra autografe shkencëtarëve dhe inxhinierëve të habitur që qëndruan në një rresht të gjatë, duke ndjerë ndjenja nderuese ndaj shkencëtarit të madh, duke e krahasuar atë me Sir. Isak Njuton.

Ai ishte zhvilluesi i lodrës së parë industriale të kontrolluar me radio, e cila u prodhua në vitet '50 në Japoni (foto). Ai gjithashtu zhvilloi një pajisje që mund të paloste një kub të Rubikut (foto), një mini kompjuter për lojën e tavolinës Hex, i cili gjithmonë mundte kundërshtarin (foto), një mi mekanik që mund të gjente një rrugëdalje nga një labirint (foto). Ai realizoi gjithashtu idenë e makinës komike "Ultimate Machine" (foto).

Teoria e komunikimit në sistemet sekrete

Puna e Shannon "Teoria e komunikimit në sistemet sekrete" (1945), e klasifikuar si "sekret", e cila u deklasifikua dhe u botua vetëm në vitin 1949, shërbeu si fillimi i kërkimeve të gjera në teorinë e kodimit dhe transmetimit të informacionit, dhe në opinion i përgjithshëm, i dha kriptografisë statusin e shkencës. Ishte Claude Shannon i cili i pari filloi të studionte kriptografinë duke përdorur një qasje shkencore. Në këtë artikull, Shannon përcaktoi konceptet themelore të teorisë së kriptografisë, pa të cilat kriptografia nuk është më e imagjinueshme. Merita e rëndësishme e Shannon është kërkimi i sistemeve absolutisht të sigurta dhe prova e ekzistencës së tyre, si dhe ekzistenca e shifrave të forta kriptografike dhe kushtet e kërkuara për këtë. Shannon formuloi gjithashtu kërkesat themelore për shifra të forta. Ai prezantoi konceptet tashmë të njohura të shpërndarjes dhe përzierjes, si dhe metodat për krijimin e sistemeve të kriptimit të fortë kriptografik bazuar në operacione të thjeshta. Ky artikull është pika fillestare për studimin e shkencës së kriptografisë.

Artikull "Teoria matematikore e komunikimit"

Teorema Nyquist-Shannon (në literaturën në gjuhën ruse - teorema e Kotelnikov) ka të bëjë me rindërtimin e qartë të një sinjali nga mostrat e tij diskrete.
(ose teorema e enkriptimit të heshtur) vendos një kufi për kompresimin maksimal të të dhënave dhe një vlerë numerike për entropinë Shannon.
Teorema Shannon-Hartley

Shiko gjithashtu

Formula e interpolimit Whittaker-Shannon

Shënime

Letërsia

Shannon C. E. Një Teori Matematikore e Komunikimit // Revista Teknike e Sistemit Bell. - 1948. - T. 27. - F. 379-423, 623-656.
Shannon C. E. Komunikimi në prani të zhurmës // Proc. Instituti i Inxhinierëve të Radios. - Janar. 1949. - T. 37. - Nr. 1. - F. 10-21.
Shannon K. Punon në teorinë e informacionit dhe kibernetikën. - M.: Shtëpia Botuese e Letërsisë së Huaj, 1963. - 830 f.

Lidhjet

Bibliografi (anglisht)

Kategoritë:

Personalitetet sipas rendit alfabetik
Shkencëtarët sipas alfabetit
Lindur më 30 Prill
Lindur në vitin 1916
Lindur në Michigan
Vdekjet më 24 shkurt
Vdiq në vitin 2001
Vdekje në Massachusetts
Matematikanët amerikanë
Teoria e informacionit
Kriptografët
Kibernetika
Pionierët e teknologjisë kompjuterike
Studiuesit e Inteligjencës Artificiale
Shkencëtarët në fushën e shkencës së sistemeve
Alumni i MIT
Alumni i Universitetit të Miçiganit
fakulteti MIT
Anëtarë dhe anëtarë korrespondues të Akademisë Kombëtare të Shkencave të SHBA
Anëtarë të huaj të Shoqërisë Mbretërore të Londrës
Matematikanët e shekullit të 20-të
Fituesit e çmimit Harvey
Marrësit e Medaljes Kombëtare të Shkencës në SHBA
Marrësit e Medaljes së Nderit IEEE
Personat: shah kompjuterik
Inxhinierët Elektrikë të SHBA

Fondacioni Wikimedia. 2010.