موضوع مقاله: کلود شانون | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کلود شانون | مقدمه: کلود اِلوود شانون (۳۰ آوریل ۱۹۱۶ – ۲۴ فوریه ۲۰۰۱) ریاضی‌دان، مهندس الکترونیک و رمزنگار معروف آمریکایی بود. | ## بخش 1: کلود شانون | شانون با مقاله‌اش که در ۱۹۴۸ منتشر کرد، نظریهٔ اطلاعات را بنیان نهاد و به شهرت رسید. او همچنین در ۱۹۳۷، در ۲۱ سالگی که دانشجوی کارشناسی ارشد در ام‌آی‌تی بود، نظریه رایانه‌های دیجیتال و مدارهای دیجیتال را پایه گذاشت و در پایان‌نامه خود نشان داد که با پیاده‌سازی الکتریکی منطق دو-دویی (جبر بولی)، می‌توان هر مسئله منطقی و عددی را حل کرد. وی در مدرسه بهترین نمره‌ها را در علوم و ریاضی می‌گرفت و هم‌زمان در خانه چیزهایی مانند هواپیمای مدل، قایق‌های کنترل از راه دور و تلگرافی که وی را به خانه دوستش در یک کیلومتری وصل می‌کرد، می‌ساخت. مدتی بعد برای ادامه تحصیل به ام‌آی‌تی رفت و آنجا به پژوهش روی تحلیل‌گر تفاضلی یا همان رایانه آنالوگ ساختهٔ ونیوار بوش پرداخت. هنگامی که شانون روی مدارهای پیچیده و خاص‌منظورهٔ تحلیل‌گر تفاضلی کار می‌کرد، دریافت که مفاهیم منطق بولی می‌تواند در ماشین‌های حساب‌گر مفید باشند. مقاله حاصل از پایان‌نامهٔ کارشناسی ارشد وی با نام «تحلیلی نمادین از مدارهای رله و سوییچینگ» ، در ۱۹۳۸ در نشریهٔ معتبر چاپ شد. پیش از شانون، ویکتور شوستاکوف از دانشگاه ایالتی مسکو نیز نظریه‌ای دربارهٔ سوییچ‌های الکتریکی بر پایهٔ منطق بولی در ۱۹۳۵ پیش نهاده‌بود، که نخستین بار در ۱۹۴۱ و پس از انتشار پایان‌نامهٔ شانون منتشر شد. شانون ثابت کرد که جبر بولی و ریاضیات دودویی می‌تواند برای ساده‌کردن چیدمان رله‌های الکترومکانیکی استفاده شود و سپس از آن در سوئیچ‌های مسیریاب تلفن استفاده کرد. سپس این مفاهیم را گسترش داد و ثابت کرد که می‌توان از چیدمان رله‌ها برای حل مسائل جبر بولی استفاده کرد. بهره‌برداری از این ویژگی سوییچ‌های الکتریکی برای عملیات منطقی، اساس کار مدارها و کامپیوترهای دیجیتال است. | ## بخش 2: کلود شانون | او آن‌جا فرصت داشت تا ایده‌هایش را با دانشمندان نام‌دار و ریاضی‌دانانی چون هرمان وایل، جان فون نویمان و گاهی با آلبرت اینشتین به بحث بگذارد. شانون آزادانه در چندین زمینه‌ کار می‌کرد و ایده‌ای را که بعدها نظریهٔ اطلاعات نام گرفت، شکل داد. کارهای پس از جنگ در ۱۹۴۸ شانون مقالۀ «نظریهٔ ریاضی مخابرات» را در دو بخش منتشر کرد. این مقاله به این مسئله می‌پرداخت که بهترین روش کُد کردن (کُدگذاری) اطلاعات در فرستنده چیست. در این کار اساسی، او از ابزارهایی در نظریهٔ احتمال، که نوربرت وینر گسترش داده بود، بهره برد که این کار گام‌های نخستین در راستای رسیدن به نظریهٔ اطلاعات بود. شانون مفهوم آنتروپی اطلاعات را، که معیاری برای سنجش مقدار اطلاعات یک پیام و بر اساس احتمالات بود، پیش نهاد. در ۱۹۵۱ سهم بنیادین نظریهٔ اطلاعات در پردازش زبان‌های طبیعی و زبان‌شناسی محاسباتی در مقالهٔ «پیش‌بینی و آنتروپی در متون انگلیسی» شانون شکل گرفت. در این مقاله، شانون حد بالا و پایین آنتروپی متون انگلیسی را به‌دست‌آورد، که به شکل‌گیری مبانی آماری تحلیل زبان انجامید. مقالهٔ مهم دیگر او که در ۱۹۴۹ با نام «نظریهٔ مخابراتی سیستم‌های محرمانه» منتشر شد، یک نسخهٔ محرمانه از کارهای زمان جنگ او بر روی نظریهٔ ریاضی رمزنگاری بود، که در آن ثابت کرد رمزی که از دیدگاه نظری، ناشکستنی به‌شمار می‌رود، باید الزامات رمزنگاری پد یک‌بار مصرف را رعایت کند. شانون همچنین با پیشنهاد نظریهٔ نمونه‌برداری، که یک سیگنال زمان‌پیوسته را بر پایهٔ مجموعه‌ای از نمونه‌های گسسته توصیف می‌کرد، بیش از پیش مشهور شد. | ## بخش 3: کلود شانون | این نظریه، اساس تبدیل ارتباطات تلفنی آنالوگ به دیجیتال در سیستم پی‌سی‌ام از ۱۹۶۰ به بعد به‌شمار می‌رود. سرگرمی‌ها و اختراعات در کنار کارهای آکادمیک، شانون به تردستی و شطرنج علاقه داشت. موش شانون شانون در ۱۹۵۰ یک موش مصنوعی با پیکربندی انعطاف‌پذیر، به اندازهٔ یک موش واقعی که با مدارهای رله کنترل می‌شد، اختراع کرد که می‌توانست در یک هزارتوی ۲۵ مربعی حرکت کرده، هدف را پیدا کند. این موش هر جای این هزارتو که قرار داده می‌شد، می‌توانست با توجه به تجربهٔ قبلی‌اش، مسیر خود را به سوی هدف پیدا کند و طوری برنامه‌ریزی شده بود که اگر در جایی ناشناخته قرار می‌گرفت، برای یافتن جاهای آشنا جست‌وجو و از آن‌ها به سوی هدف حرکت کند. برنامهٔ شطرنج کامپیوتری شانون در ۱۹۵۰ شانون یک مقالهٔ پیش‌گامانه در شطرنج کامپیوتری به نام «برنامه‌ریزی یک کامپیوتر برای شطرنج بازی کردن» پیش نهاد. تصمیم دربارهٔ اینکه کامپیوتر چه حرکتی کند، به روش مینی‌ماکس گرفته می‌شد که بر پایه یک تابع ارزیابی روی موقعیت مهره در صفحهٔ شطرنج استوار بود. اصل شانون شانون یک نسخه از اصل کِرک‌هوفس را با نام «دشمن سیستم را می‌شناسد» فرموله کرد. شاید معروف‌ترین قانونی که به نام قانون شانون مطرح است، فرمول حداکثر نرخ ارسال اطلاعات در یک شبکهٔ نویزدار باشد، که در آن شانون ثابت کرد که نرخ ارسال اطلاعات در یک کانال با توان سیگنال P، توان نویز N (بر حسب وات)، و پهنای باند W (بر حسب هرتز)، نمی‌تواند از C بیشتر باشد، که C بر حسب بیت‌برثانیه از رابطه بدست می‌آید. واحد بیت بر ثانیه برای سنجش ظرفیت ارسال اطلاعات واحدی بود که شانون نخستین بار از آن استفاده کرد. | ## جمع‌بندی | بر اساس این قانون، اگر کانال بدون نویز باشد، سرعت ارسال اطلاعات در آن بی‌نهایت خواهد بود.