K. Shannon - W. Weaver kommunikációs zajmodellje egy matematikai modell , amely leírja az üzenetek lineáris átvitelét, és figyelembe veszi a kommunikáció fő tárgyait. 1949-ben Claude Elwood Shannon és Warren Weaver javasolta.
Claude Elwood Shannon ( 1916 . április 30. – 2001 . február 24. ) amerikai matematikus, villamosmérnök és kriptográfus, az információelmélet atyjaként ismert.
Warren Weaver ( 1894–1978 ) amerikai matematikus, a gépi fordítás atyja.
Az információt, mint fogalmat először a matematikai és műszaki tudományokban tanulmányozták, ahol a műszaki kommunikációs csatornákon terjesztett adatok mennyiségi mérésének mértékeként határozták meg. Az adatok tartalma lényegtelen. Az információ ugyanakkor egy kibernetikai modell eleme, mennyiségére a bizonytalanság jellemző. A kibernetikai információnak ezt a modelljét Claude Shannon és Warren Weaver alkotta meg.
Shannon 1949-ben Weaverrel együtt megírta a "Matematical Theory of Communication of Communication" című könyvet, amelyben Andrei Andreevich Markov orosz matematikus ötletéből kiindulva alátámasztották az információátadás elveit.
Ebben a könyvben a szerzők annak a problémának a megoldására összpontosítottak, hogyan lehet a legjobban kódolni a küldő által átadni kívánt információt. Shannon bevezette az információs entrópia fogalmát, mint a bizonytalanság mértékét egy üzenetben.
Az entrópia az információelméletben Shannon szerint a rendszer adott feltételek melletti állapotának vagy viselkedésének bizonytalanságát méri. A fentieket összevetve megállapítható, hogy az entrópia a bizonytalanság mértékeként működik, és "az információ kommunikáció, kommunikáció, melynek folyamatában a bizonytalanság csökken" [1] .
A 20. század 40-es éveiben az amerikai kommunikációelméletet a titkos kódok tanulmányozása révén fejlesztették ki. Az 1950-es években Claude Shannon, Warren Weaver és más kutatók alkalmazták a kommunikációelméletet a pszichológiában és a szociológiában. Megalkották az „átvihető modell” koncepcióját, bevezették az információmérési egységet - „bájt per másodperc”. A számítástechnikát elméletükben tudományos és műszaki tudományágként mutatták be.
K. Shannon megjegyzi, hogy az információelméletet a „Mathematical Theory of Communication” című művére összpontosítva alapította meg, amelyet 1948-ban adott ki. A tudós jól ismert a digitális áramkör-tervezés elméletének megalkotójaként is, amelyet 1937-ben hoztak létre, amikor a Massachusetts Institute of Technology 21 éves végzős hallgatójaként Shannon megírta szakdolgozatát, amely bemutatja, hogy a Boole-féle elektromos alkalmazások Az algebra bármilyen logikai, numerikus összefüggést fel tud építeni. [2] Ezen túlmenően Shannon a második világháború alatt a honvédelmi kriptoanalízis területén is közreműködött , beleértve a kommunikációs biztonságról szóló jól ismert alapművét.
1948-ban jelent meg az úgynevezett matematikai kommunikációelmélet , egy kétrészes cikk, amely júliusban és októberben jelent meg egy műszaki folyóiratban, és a matematikai kommunikációs rendszerek kérdéseivel foglalkozik. Ez a munka arra a problémára összpontosít, hogyan lehet a legjobban kódolni a küldő által továbbítani kívánt információt. Ebben az alapvető munkában a Norbert Wiener által kifejlesztett valószínűségszámítási eszközöket használta , amelyeket kezdeti szakaszában alkalmaztak a kommunikációelméletben.
A Warren Weaverrel közösen írt Matematikai kommunikációelmélet Shannon 1948-as tanulmányának átdolgozása és Weaver elképzeléseinek népszerűsítése. Megjegyzi, hogy az „információ” szó a kommunikációelméletben nem arról szól, hogy mit mondunk, hanem arról, hogy mit mondhatunk. Vagyis az információ a választás szabadságának fokmérője, amikor az ember választ egy üzenetet, megválasztja, hogy mit akar mondani.
Az információelmélethez, a természetes nyelvi feldolgozáshoz és a számítógépes nyelvészethez is alapvető hozzájárulást tettek 1951-ben a Prediction and Entropy in Printed English (Nyomtatott angol nyelven) című cikk, amely bemutatja az entrópia felső és alsó határait az angol statisztikákban. Ezenkívül kimutatták, hogy a térnek az ábécé 27. betűjeként való kezelése valóban csökkenti az írott nyelv kétértelműségét, egyértelmű mennyiségi kapcsolatot biztosítva a kulturális gyakorlat és a valószínűségi megismerés között.
Egy másik figyelemre méltó, 1949-ben megjelent tanulmány a The Communication Theory of Secrecy Systems , amely a titkosítások matematikai elméletével foglalkozó katonai munka titkosított változata, amely bebizonyította, hogy minden elméletileg feltörhetetlen titkosításnak ugyanazokkal a követelményekkel kell rendelkeznie, mint az egyszer használatos padoknak.
Shannon-Weaver kommunikációelméletének célja az információátadás, vagyis a technikai rendszer pólusai közötti kommunikáció megvalósításának elveinek azonosítása volt.
A Shannon-Weaver átviteli folyamat a következő:
Ezt az 5 elemből álló sémát "Shannon-Weaver áramkörnek" vagy "átviteli modellnek" nevezték el, ami a modern információátviteli elméletek szilárd alapjává vált.
Így a modell öt elemet tartalmaz: információforrást, adót, csatornát, vevőt és célpontot, lineáris sorozatba rendezve (lineáris modell).
A továbbított információt üzenetnek nevezzük.
A forrásból az adón keresztül érkező üzenet a kommunikációs csatornába kerül, amely viszont eljut a címzetthez.
E kifejezések mellett Shannon bevezette a zaj (később az entrópia és fordítva, a negentrópia fogalmával) és a redundancia fogalmát.
Az entrópia (zaj) a kommunikációelméletben azokhoz a külső tényezőkhöz kapcsolódik, amelyek torzítják az üzenetet, megsértik annak integritását és a vevő általi pontos észlelés lehetőségét.
Bármely zajos kommunikációs csatornát korlátozó információátviteli sebesség jellemzi (ezt Shannon határértéknek nevezik). E határérték feletti sebességnél elkerülhetetlenek a hibák a továbbított információban. De alulról ezt a határt nagyon közel lehet megközelíteni, megfelelő információkódolással kellően kis hibavalószínűséget biztosítva a csatorna bármely zajára. [3]
Természetesen az elfogadható zajküszöbnek van határa, amelynél a megértés lehetősége erősen lecsökken. Zajos környezetben különösen nehéz megérteni egy ismeretlen kódot használó üzenetet.
A Shannon és Weaver kommunikációs modell három elemet ír le: Sender - Channel - Receiver. A tudósok a „zaj” kifejezést a kommunikáció hiányaként is bevezetik a kommunikációs modell mindhárom eleme jelenlétében. Shannon és Weaver három problémaszintet ír le, amelyek erre a modellre jellemzőek:
A "kommunikáció" kifejezés azt jelenti, hogy az információt a küldő és a címzett számára is érthető formában küldik el. Mindez leírja a kommunikáció elméletét.
Az elméletben leírt objektumok az üzenet, a küldő és a címzett.
Valójában ez a kommunikációs modell a telefonhoz hasonló. A beszélgetési idő korlátozott, a telefonkapcsolat pedig instabil.