Inxhinieri amerikan Claude Shannon dhe për çfarë është i famshëm. Biografia dhe fakte interesante

03.01.2024

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 punën 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-it “ndoshta më e rëndësishmja, si dhe teza më e famshme e masterit të shekullit”.

Viti 2016 u mbush njëqind vjet nga lindja e Claude Shannon. "Dhe për çfarë është i famshëm?" - ndoshta do të pyesin ata që nuk kanë asnjë lidhje me kibernetikën dhe teorinë e kontrollit automatik. Dhe të gjithë iniciatorët, natyrisht, do të kuptojnë se po flasim për autorin e një numri teoremash që mësohen në departamentet teknike në universitete dhe që quhen teorema të Shannon-it. Më vonë në artikull do t'ju tregojmë për jetën dhe punën e këtij shkencëtari dhe inxhinieri të shquar kibernetik. Historia e jetës së tij është interesante dhe ndonjëherë edhe pak fantastike.

Claude Shannon: biografia dhe pse është i famshëm?

Shkencëtari i ardhshëm lindi në 30 Prill 1916 në SHBA, qytetin e Petocki, i cili ndodhet në liqenin Michigan. Babai i tij ishte me profesion jurist, kurse nëna mësuese e gjuhëve të huaja. Sidoqoftë, ai dhe motra e tij më e madhe ishin të interesuar për matematikën që nga fëmijëria. Katherine Shannon iu bashkua departamentit të matematikës dhe më vonë u bë profesoreshë dhe dha mësim në universitet. Vetë Claude fillimisht ndoqi gjurmët e babait të tij dhe, pasi u diplomua nga universiteti, punoi në një zyrë avokatie. Së bashku me këtë, ai u përfshi në inxhinieri radio në nivel amator. Nga rruga, vetë Thomas Edison ishte një i afërm i largët i inxhinierit dhe shpikësit të famshëm të ardhshëm. Sigurisht, ai nuk mundi të arrinte nivelin e të afërmit të tij të famshëm, sepse kishte në arsenalin e tij më shumë se 1900 patenta.

Arsimi

Claude studioi në një shkollë të mesme gjithëpërfshirëse, dhe në të njëjtën kohë ai mori arsim shtesë në shtëpi. Pavarësisht se babai donte që djali i tij, si ai, të bëhej avokat, Shannon Sr. gjithashtu donte të zhvillonte logjikën dhe zgjuarsinë e të birit dhe i blinte vazhdimisht aparate ndërtimi, radio të ndryshme amatore, etj. Me këtë ai donte të promovonte të ashtuquajturën krijimtari teknike të djalit të tij. Motra e Klodit, Katerina, nga ana tjetër, e përfshiu atë në matematikë, duke i kërkuar gjithnjë e më shumë probleme të ndryshme interesante. Si rezultat, avokati i ardhshëm thjesht adhuronte teknologjinë dhe matematikën. E megjithatë, ai u diplomua në shkollën juridike, dhe pas ca kohësh ai tashmë po studionte për një diplomë bachelor në Universitetin e Miçiganit në dy specialitete njëherësh - inxhinieri elektrike dhe matematikë - për çfarë është i famshëm Claude Shannon. Dhe ai, megjithë një ngarkesë të tillë, mundi të diplomohej me nderime nga të dy fakultetet.

Veprimtaritë shkencore

Pasi K. Shannon u diplomua nga universiteti, ai mori një punë si asistent kërkimor në laboratorin e inxhinierisë elektrike të Institutit Massachusetts. Këtu ai punoi në metodat për modernizimin e analizatorit diferencial të V. Bushit. Më vonë, shkencëtari u bë mbikëqyrësi dhe mentori i tij. Një vit më vonë, Shannon vendos të regjistrohet në shkollën pasuniversitare. Gjatë studimeve të tij, ai shkroi një artikull me temën "Analiza simbolike e qarqeve komutuese dhe reletë". Ai u botua në AIEE, një botim i Institutit Amerikan të Inxhinierëve Elektrikë. Kjo punë e tij tërhoqi menjëherë vëmendjen e komunitetit shkencor të inxhinierëve elektrikë dhe në vitin 1939 Shoqata Amerikane e Inxhinierëve të Ndërtimit i dha atij çmimin. pavarësisht se ende nuk kishte arritur të mbronte masterin. Pas kësaj, ata filluan të flasin për të gjithnjë e më shumë në qarqet shkencore, tani shumë e dinin se kush ishte Claude Shannon dhe pse ishte i famshëm. Ky qëndrim i kolegëve të tij e inkurajoi shkencëtarin dhe me këmbënguljen e mësuesit dhe mentorit të tij Bush, ai vendosi të mos priste për të mbrojtur tezën e masterit dhe filloi menjëherë doktoraturën, e cila iu kushtua problemeve të kombinatorikës së gjeneve.

Kontribut shkencor

Fatkeqësisht, teza e doktoraturës së Shannon nuk mori mbështetje nga gjenetistët dhe nuk u botua askund, por teza e tij e masterit u njoh si një zbulim i madh në ndërrimin dhe teknologjinë dixhitale. Në kapitullin e fundit të disertacionit të tij, Shannon dha shumë shembuj të ndryshëm, duke përfshirë mënyrën se si metoda e llogaritjes logjike që ai zhvilloi mund të zbatohej me sukses në sintezën dhe analizën e qarqeve të veçanta komutuese dhe stafetë: një bllokues me një sekret elektrik, qarqe përzgjedhës, binar. shtues etj. E gjithë kjo tregon qartë përparimin shkencor, si dhe përfitimet e mëdha praktike të llogaritjes logjike të zhvilluar nga shkencëtari i ri amerikan. Falë tij lindi logjika dixhitale. Kjo është ajo për të cilën ai është i famshëm - Claude Shannon. Shkencëtari shkroi një përmbledhje të këtij kursi posaçërisht për studentët e universitetit.

Aktiviteti

Në vitin 1941, K. Shannon filloi të punojë në qendrën kërkimore Bell Laboratories në departamentin e matematikës. Atëherë ai ishte vetëm 25 vjeç. Midis kolegëve të tij ishin shkencëtarë të tillë si Harry Nyquist, Henrik Bode, Ralph Hartley, John Tukey dhe të tjerë. Ishte një ekip i shkëlqyer, secili prej anëtarëve të të cilit pati rezultate të shkëlqyera në zhvillimin e teorisë së informacionit. E megjithatë ishte Shannon që më pas i zhvilloi ato në nivelin e shkencës së madhe. Me shpërthimin e Luftës së Dytë Botërore, qeveria amerikane filloi të financojë gjerësisht projektet kërkimore të kryera nga Bell Laboratories, të cilat përqendruan mendjet më të mira të kohës së saj. Qeveria ishte kryesisht e interesuar në zhvillimin e metodës së kriptografisë matematikore, dhe kjo është pikërisht ajo që bëri ai, Claude Shannon. Për çfarë është e famshme kjo vepër? Ai bëri të mundur analizimin e teksteve të koduara të armikut duke përdorur metoda informacioni-teorike.

Koncepte të reja

Në vitin 1945, në fund të luftës, shkencëtari ishte në gjendje të përfundonte raportin e tij sekret ekskluziv mbi temën "Teoria Matematikore e Kriptografisë" dhe ishte gati të fliste me komunitetin shkencor amerikan dhe të paraqiste konceptet e tij të reja themelore mbi teorinë e informacionit. Në vitin 1948, u botua vepra historike "Teoria Matematikore e Komunikimit" - ajo për të cilën është i famshëm Claude Shannon. Dhe ai prezantoi në të të gjitha zhvillimet e tij që u bënë në periudhën 1945-1948. Teoria e tij matematikore e komunikimit mori një strukturë 3-komponentësh, e cila përbëhet nga një burim informacioni, një "medium transporti" dhe një marrës informacioni. "Mediumi i transportit" është një kanal komunikimi që karakterizohet nga aftësia për të shtrembëruar informacionin gjatë transmetimit. Në këtë drejtim, u identifikuan probleme për të cilat Shannon duhej të jepte përgjigje gjithëpërfshirëse, për shembull, si të përcaktohej sasia e informacionit, si të "paketohej" në mënyrë efektive, si të vlerësohej shpejtësia e pranueshme kur nxirrte informacion nga një burim dhe më pas t'i dërgonte në një kanal komunikimi me një xhiro të caktuar, fikse. Dhe së fundi, shkencëtari duhej të zgjidhte problemin e eliminimit të ndërhyrjeve në kanalin e komunikimit. Ai, natyrisht, ishte në gjendje të përballonte detyrat që i ishin caktuar, dhe jo vetëm teorikisht (kolegët e tij në punëtori e ndihmuan në këtë çështje), por përmes teoremave që ai vetë krijoi.

Teoria e K. Shannon

Puna e tij kryesore u deklarua në formën e 23 teoremave. Vërtetë, jo të gjitha janë ekuivalente - disa janë të një natyre ndihmëse ose i kushtohen disa rasteve të veçanta të teorisë së informacionit ose transmetimit të tij përmes kanaleve të lidhura diskrete dhe të vazhdueshme, por 6 teorema kanë vlerë të veçantë dhe, në fakt, janë konceptuale. Ky është korniza e "ndërtesës" - teoria e Claude Shannon, për të cilën ai është i famshëm. Kjo përshkruhet shkurtimisht në literaturën e specializuar. Duhet thënë gjithashtu se në fazën fillestare, kjo teori ngjalli dyshime tek shumë matematikanë në mbarë botën. Sidoqoftë, me kalimin e kohës, i gjithë komuniteti shkencor u bind se postulatet e dhëna nga i riu ishin të sakta.

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.

Claude Ellwood Shannon ishte një matematikan, inxhinier elektronik dhe kriptograf amerikan i vlerësuar me çmime, i njohur si krijuesi i teorisë së informacionit.

Ishte heroi ynë që dikur propozoi përdorimin e konceptit të "bit", të njohur për të gjithë sot, si një ekuivalent me njësinë më të vogël të informacionit.

Shannon u bë i famshëm si njeriu që lindi teorinë e informacionit në një punim historik që botoi në 1948. Përveç kësaj, atij i atribuohet edhe ideja e krijimit të kompjuterit dixhital dhe teknologjive dixhitale në përgjithësi, në vitin 1937, kur Shannon ishte një student 21-vjeçar në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets, duke punuar në diplomën e tij master. - ai më pas shkroi një disertacion në të cilin ai demonstroi se përdorimi i algjebrave të Bulit në fushën e elektronikës mund të ndërtonte dhe zgjidhte çdo logjik, numerik

komunikimet. Një artikull i bazuar në disertacionin e tij i dha atij një çmim nga Instituti Amerikan i Inxhinierëve Elektrikë në vitin 1940.

Gjatë Luftës së Dytë Botërore, Shannon dha një kontribut të rëndësishëm në fushën e kriptanalizës ndërsa punonte në mbrojtjen kombëtare, duke përfshirë projektin e tij themelor për thyerjen e kodeve dhe sigurimin e telekomunikacionit të sigurt.

Shannon lindi më 30 prill 1916 në Petoskey, Michigan dhe u rrit në Gaylord, Michigan aty pranë. Babai i tij ishte një nga ata njerëz të vetë-krijuar. Një pasardhës i kolonëve të hershëm të Nju Xhersit, ai ishte një biznesmen dhe gjykatës. Nëna e Klodit mësonte anglisht dhe për ca kohë drejtoi atë

Shkolla fillore Gaylord. Shannon kaloi pjesën më të madhe të 16 viteve të para të jetës së tij në Gaylord dhe u diplomua nga shkolla lokale në 1932. Që nga fëmijëria, ai ka qenë i interesuar në ndërtimin e modeleve mekanike dhe elektrike. Lëndët e tij të preferuara ishin shkenca dhe matematika, dhe në kohën e tij të lirë në shtëpi, ai ndërtoi aeroplanë model, një varkë model të kontrolluar me radio, madje edhe një telegraf me valë që e lidhte atë me shtëpinë e një miku që jetonte gjysmë milje larg Shannons. .

Si adoleshent, Claude punoi me kohë të pjesshme si korrier për Western Union. Heroi i tij i fëmijërisë ishte Thomas Edison, i cili, siç doli më vonë, ishte gjithashtu një i afërm i largët. Ata të dy ishin pasardhës

ami John Ogden, një udhëheqës kolonial i shekullit të 17-të dhe paraardhës i shumë njerëzve të shquar. Ajo që Shannon nuk i interesonte ishte politika. Për më tepër, ai ishte një ateist.

Në vitin 1932, Claude u bë student në Universitetin e Miçiganit, ku një nga kurset e tij e njohu atë me ndërlikimet e algjebrës Boole. Pasi u diplomua në vitin 1936 me dy diploma bachelor, në matematikë dhe inxhinieri elektrike, ai vazhdoi studimet në MIT, ku punoi në një nga kompjuterët e parë analog, analizuesin diferencial Vannevar Bush - pikërisht atëherë kuptoi se konceptet e Boolean algjebra mund të zbatohet për më të dobishme. Teza e Shannon-it për gradën m

punimi i magjistraturës titullohej “Analiza simbolike e releve dhe ndërprerësve” dhe konsiderohet nga ekspertët si një nga tezat më të rëndësishme të masterit të shekullit të 20-të.

Në pranverën e vitit 1940, Shannon mori doktoraturën në matematikë nga MIT me një disertacion mbi "Algjebër për Gjenetikën Teoretike", dhe për 19 vitet e ardhshme, nga 1941 deri në 1956, ai dha mësim në Universitetin e Miçiganit dhe punoi në Bell Labs. ku interesimi i tij u ndez nga sistemet e mbrojtjes nga zjarri dhe kriptografia (kështu bëri gjatë Luftës së Dytë Botërore).

Në Bell Labs, Shannon takoi gruan e tij të ardhshme, Betty Shannon, e cila punonte në analizën numerike. Ata u martuan në vitin 1949. Në vitin 1956, Shannon u kthye në MIT,

ku iu ofrua një karrige dhe punoi atje për 22 vjet.

Hobi i tij përfshinte xhonglimin, ngasjen me një biçikletë dhe shahun. Ai shpiku një sërë mjetesh argëtuese, duke përfshirë disqe fluturues me raketa, një karkalec të motorizuar dhe një tub që lëshon zjarr për një panair shkencor. Ai vlerësohet gjithashtu, së bashku me Edward O. Thorp, për shpikjen e kompjuterit të parë portativ - ata e përdorën këtë pajisje për të përmirësuar shanset për të fituar në ruletë, dhe sulmet e tyre në Las Vegas ishin shumë të suksesshme.

Shannon i kaloi vitet e fundit në një shtëpi pleqsh, duke vuajtur nga sëmundja e Alzheimerit. Ai ndërroi jetë më 24 shkurt 2001.

Vitet e jetës: 1916-2001

Burimi i enkriptimit vendos kufirin maksimal të kompresimit të të dhënave dhe vlerën numerike të entropisë Shannon.

Biografia

Claude Shannon lindi më 30 prill 1916 në Petocki, Michigan, SHBA. 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. Babai i tij ishte avokat dhe për disa kohë gjyqtar. Nëna e tij ishte mësuese e gjuhëve të huaja dhe më vonë u bë drejtoreshë e shkollës së mesme Gaylord. 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 rregullonte stacionet e radios për një dyqan lokal. Thomas Edison ishte i afërmi i tij i largët.

Në vitin 1932, Shannon u regjistrua në Universitetin e Miçiganit, ku mori një kurs që e prezantoi shkencëtarin aspirues me punën e George Boole. Në vitin 1936, Claude u diplomua në Universitetin e Miçiganit me një diplomë bachelor në matematikë dhe inxhinieri elektrike dhe shkoi në Institutin e Teknologjisë të Massachusetts (MIT), ku punoi si asistent kërkimor në Vannevar Bush Differential Analyzer, një kompjuter analog. Duke studiuar qarqet elektrike komplekse, shumë të specializuara të një analizuesi diferencial, Shannon pa se konceptet e Boole mund të përdoreshin mirë. Një punim i nxjerrë nga teza e tij e masterit të vitit 1937, "Analiza simbolike e releve dhe ndërprerësve", u botua në vitin 1938 nga Instituti Amerikan i Inxhinierëve Elektrikë. Ishte gjithashtu arsyeja që Shannon iu dha çmimi Alfred Nobel nga Instituti Amerikan i Inxhinierëve Elektrikë në vitin 1940. Qarqet dixhitale janë baza e informatikës moderne, duke e bërë punën e tij një nga rezultatet më të rëndësishme shkencore të shekullit të 20-të. Howard Gardner i Universitetit të Harvardit e quajti veprën e Shannon-it “ndoshta më e rëndësishmja, si dhe teza më e famshme e masterit të shekullit”.

Me këshillën e Bushit, Schennon vendosi të ndiqte doktoraturën në matematikë në MIT. Ideja për punën e tij të ardhshme i lindi në verën e vitit 1939, kur punonte në një laborator në Cold Spring Harbor (Shteti i Nju Jorkut). Bush u emërua president i Institutit Carnegie në Uashington dhe e ftoi Shannon të merrte pjesë në punën që Barbara Burks po bënte mbi gjenetikën. Ishte gjenetika, sipas Bushit, ajo që mund të shërbente si subjekt i përpjekjeve të Shannon. Disertacioni i doktoraturës së Shannon, i titulluar "Algjebra për Gjenetikën Teoretike", u përfundua në pranverën e vitit 1940. Shannon është duke ndjekur një doktoraturë në matematikë dhe një diplomë master në inxhinieri elektrike.

Në periudhën nga 1941 deri në 1956. Shannon jep mësim në Universitetin e Miçiganit dhe punon në Bell Labs. Në laboratorin e Bell-it, Shannon, ndërsa hulumton qarqet komutuese, zbulon një metodë të re të organizimit të tyre që redukton numrin e kontakteve të stafetës që nevojiten për të zbatuar funksione komplekse logjike. Ai botoi një punim të titulluar "Organizimi i qarqeve të ndërrimit me dy pol". Shannon punoi në problemet e krijimit të qarqeve komutuese, duke zhvilluar një metodë të përmendur për herë të parë nga von Neumann, e cila bëri të mundur krijimin e qarqeve që ishin më të besueshme se reletë nga të cilat ishin përbërë. Në fund të vitit 1940, Shannon mori Çmimin Kombëtar të Kërkimit. Në pranverën e vitit 1941 ai u kthye në Bell. Me shpërthimin e Luftës së Dytë Botërore, T. Fry udhëhoqi punën në një program për sistemet e kontrollit të zjarrit për mbrojtjen ajrore. Shannon iu bashkua grupit të Fry dhe punoi në pajisje që zbulonin aeroplanët e armikut dhe synonin armët kundërajrore, dhe ai gjithashtu zhvilloi sisteme kriptografike, duke përfshirë komunikimet qeveritare, të cilat siguruan negociatat midis Churchillit dhe Roosevelt përtej oqeanit. Siç tha vetë Shannon, puna në fushën e kriptografisë e shtyu atë të krijonte teorinë e informacionit.

Nga viti 1950 deri në vitin 1956, Shannon ishte i angazhuar në krijimin e makinave logjike, duke vazhduar kështu përpjekjet e von Neumann dhe Turing. Ai krijoi një makinë që mund të luante shah shumë kohë përpara se të krijohej Deep Blue. Në vitin 1952, Shannon krijoi një makinë për zgjidhjen e labirintit të trajnueshëm.

Shannon doli në pension në moshën pesëdhjetë vjeçare, në vitin 1966, por ai vazhdoi të konsultohej për Bell Labs. 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"

Artikulli "Teoria Matematike e Komunikimit" u botua në vitin 1948 dhe e bëri Claude Shannon të famshëm në botë. Në të, Shannon përshkroi idetë e tij, të cilat më vonë u bënë baza e teorive dhe teknikave moderne për përpunimin, transmetimin dhe ruajtjen e informacionit. Rezultatet e punës së tij në fushën e transmetimit të informacionit përmes kanaleve të komunikimit nisën një numër të madh studimesh në mbarë botën. Shannon përgjithësoi idetë e Hartley-t dhe prezantoi konceptin e informacionit që përmban mesazhet e transmetuara. Si masë e informacionit të mesazhit të transmetuar, Hartley propozoi përdorimin e një funksioni logaritmik. Shannon ishte i pari që mori në konsideratë mesazhet e transmetuara dhe zhurmën në kanalet e komunikimit nga pikëpamja statistikore, duke marrë parasysh grupet e fundme dhe të vazhdueshme të mesazheve. Teoria e informacionit e zhvilluar nga Shannon ndihmoi në zgjidhjen e problemeve kryesore që lidhen me transmetimin e mesazheve, përkatësisht: eliminimin e tepricës së mesazheve të transmetuara, kodimin dhe transmetimin e mesazheve përmes kanaleve të komunikimit me zhurmë.

Zgjidhja e problemit të tepricës së mesazhit që do të transmetohet mundëson përdorimin më efikas të kanalit të komunikimit. Për shembull, metodat moderne dhe të përdorura gjerësisht për reduktimin e tepricës në sistemet e transmetimit televiziv sot bëjnë të mundur transmetimin e deri në gjashtë programe televizive komerciale dixhitale në brezin e frekuencës të zënë nga një sinjal konvencional televiziv analog.

Zgjidhja e problemit të transmetimit të një mesazhi përmes kanaleve të komunikimit me zhurmë për një raport të caktuar të fuqisë së sinjalit të dobishëm me fuqinë e sinjalit të ndërhyrjes në vendndodhjen marrëse lejon që mesazhet të transmetohen përmes kanalit të komunikimit me një probabilitet të ulët arbitrar të gabimit. transmetimi i mesazhit. Gjithashtu, ky raport përcakton kapacitetin e kanalit. Kjo sigurohet nga përdorimi i kodeve që janë rezistente ndaj ndërhyrjeve, ndërsa shpejtësia e transmetimit të mesazhit në një kanal të caktuar duhet të jetë më e ulët se kapaciteti i tij.

Në veprat e tij, Shannon vërtetoi mundësinë themelore të zgjidhjes së problemeve të identifikuara, kjo ishte një ndjesi e vërtetë në qarqet shkencore në fund të viteve 40. Kjo punë, si dhe punimet që shqyrtuan imunitetin e mundshëm ndaj zhurmës, krijuan një numër të madh studimesh që vazhdojnë edhe sot e kësaj dite, për më shumë se gjysmë shekulli. Shkencëtarët nga BRSS dhe SHBA (BRSS - Pinsker (anglisht) rusisht, Khinchin, Dobrushin, Kolmogorov; SHBA - Gallagher (anglisht) rusisht, Wolfowitz (anglisht) rusisht, Feinstein) dhanë një interpretim të rreptë të teorisë së përshkruar nga Shannon.

Sot, të gjitha sistemet e komunikimit dixhital janë projektuar bazuar në parimet dhe ligjet themelore të transmetimit të informacionit të zhvilluara nga Shannon. Sipas teorisë së informacionit, teprica së pari hiqet nga mesazhi, më pas informacioni kodohet duke përdorur kode që janë rezistente ndaj ndërhyrjeve dhe vetëm atëherë mesazhi transmetohet përmes kanalit te konsumatori. Ishte falë teorisë së informacionit që teprica e mesazheve televizive, zanore dhe faksit u ul ndjeshëm.

Një sasi e madhe kërkimi i është kushtuar krijimit të kodeve rezistente ndaj zhurmës dhe metodave të thjeshta për dekodimin e mesazheve. Hulumtimi i kryer gjatë pesëdhjetë viteve të fundit ka formuar bazën për Rekomandimin e ITU-së mbi Aplikimin e Metodave të Kodimit Rezistent ndaj Zhurmës dhe Kodimit të Burimit në Sistemet Dixhitale Moderne.

Teorema e kapacitetit të kanalit.

Çdo kanal i zhurmshëm karakterizohet nga një shpejtësi maksimale e transmetimit të informacionit, ky kufi është emëruar pas Shannon. Kur transmetohet informacioni me shpejtësi që tejkalojnë këtë kufi, ndodh shtrembërimi i pashmangshëm i të dhënave, por nga poshtë këtij kufiri mund të afrohet me saktësinë e nevojshme, duke siguruar një probabilitet të vogël arbitrar të gabimit të transmetimit të informacionit në një kanal me zhurmë.

Teoremat e Shannon-it

Teoremat e Shannon-it të drejtpërdrejtë dhe të kundërt për një burim të formës së përgjithshme - në lidhje me marrëdhënien midis entropisë së burimit dhe gjatësisë mesatare të mesazheve.
Teorema e drejtpërdrejtë dhe e anasjelltë e Shannon për një burim pa kujtesë - në lidhje me marrëdhënien midis entropisë së burimit dhe shkallës së arritshme të kompresimit duke përdorur kodimin me humbje dhe dekodimin pasues të paqartë.
Teorema e drejtpërdrejtë dhe e anasjelltë e Shannon-it për një kanal të zhurmshëm kanë të bëjnë me marrëdhënien midis kapacitetit të kanalit dhe ekzistencës së një kodi që mund të përdoret për transmetim me një gabim që priret në zero (me rritjen e gjatësisë së bllokut).
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.
Teorema e Burimit të Enkriptimit të Shannon (ose Teorema e Enkriptimit të Heshtur) vendos një kufi për kompresimin maksimal të të dhënave dhe një vlerë numerike për entropinë e Shannon.
Teorema Shannon-Hartley