Claude Shannon

Wikipedia

Claude Elwood Shannon (30. huhtikuuta 1916 Petoskey, Michigan – 24. helmikuuta 2001 Medford, Massachusetts) oli yhdysvaltalainen matemaatikko, jota on sanottu ”informaatioteorian isäksi”. Shannonin työ loi pohjan muun muassa tietoliikenteen koodaukseen ja tiedon salaukseen. Shannon toimi MIT-yliopistossa ja Bell Labsilla.

Shannon julkaisi vuonna 1948 artikkelin A Mathematical Theory of Communication, jossa tutkitaan tiedon siirtämisen ongelmia. Seuraavana vuonna hän julkaisi artikkelin Communication Theory of Secrecy Systems, jossa hän sovelsi teoriaansa salaukseen.

Shannonin teorian perustana on informaation määritteleminen bittinä eli yhtenä kyllä/ei-päätöksenä. Tämän perusteella Shannon kehitti matematiikan haaran, jonka avulla informaation määrää voidaan käsitellä tarkasti. Shannon määritteli muun muassa termit informaation entropia ja redundanssi.

Shannon myös kehitti Nyquistin teoreemaa, jonka mukaan analogisen signaalin siirtämiseen digitaalisen tiedonsiirtokanavan kautta tarvitaan suurimpaan signaalitaajuuteen verrattuna vähintään kaksinkertainen näytteenottotaajuus. Tätä pienemmillä näytteenottotaajuuksilla signaaliin aiheutuu ns. laskostumisvirheitä (alias-virheitä). Nyqvistin näytteenottoteoriaa hyödynnetään esimerkiksi digitaalisessa puhelintekniikassa. Koska hyvänlaatuisen puhesignaalin siirtämiseksi tarvittava suurin taajuus on noin 4000 Hz, digitaalinen keskus lähettää toiseen päähän 8000 näytettä puheesta sekunnissa. Fourier-muunnosten avulla Shannon todisti, että alkuperäinen analoginen signaali saadaan palautettua teoriassa täydellisesti näistä 8000 näytteestä. Teoria tunnetaankin nykyisin Nyquistin-Shannonin näytteenottoteoreemana.

Ahvenanmaalainen Jan Kåhre on esittänyt teoksessaan "The Mathematical Theory of Information" kahdeksan edellytystä Shannonin teorian soveltuvuudelle.