La teoría de información del es una rama de las matemáticas aplicadas y de la ingeniería que implica la cuantificación de la información. Históricamente, teoría de información desarrollada para encontrar límites fundamentales en la compresión y datos confiablemente de comunicación. Puesto que su inicio que ha ensanchado para encontrar usos en la inferencia estadística, redes con excepción de redes de comunicaciones, biología, teoría de información de Quantum, análisis de datos, y otras áreas, aunque sea todavía ampliamente utilizado en el estudio de la comunicación .
Una medida dominante de la información que sube en la teoría se conoce como entropía de información, que es expresada generalmente por el número medio de pedacitos necesarios para el almacenaje o la comunicación. Intuitivo, la entropía cuantifica la incertidumbre implicada en una variable al azar . Por ejemplo, un tirón justo de la moneda tendrá menos entropía que un rodillo de un dado.
Los usos de asuntos fundamentales de la teoría de información incluyen la compresión de datos sin pérdidas (e. archivos de CIERRE RELÁMPAGO ), compresión de datos del lossy (e. MP3s, y codificación de canal (e. para el el DSL alinea). El campo está en la encrucijada de las matemáticas, de las estadísticas, de informática, de la física, de la neurobiología, y de la ingeniería eléctrica . Su impacto ha sido crucial al éxito de las misiones del viajero al espacio profundo, a la invención del CD, a la viabilidad de teléfonos móviles, al desarrollo del Internet, al estudio de la lingüística y de la opinión humana, a la comprensión de los calabozos y numeroso otros campos. Los subcampos importantes de la teoría de información son codificación de fuente, codificación de canal, teoría de complejidad algorítmica, teoría de información algorítmica, y medidas de información.
Descripción
Los conceptos principales de
teoría de información pueden ser agarrados considerando los medios más extensos de la comunicación humana: lengua. Dos aspectos importantes de una buena
lengua son como sigue: Primero, las palabras mas comunes (e., " a", " the", " I") debe ser más corto que las palabras menos comunes (e., " benefit", " generation", " mediocre"), de modo que las oraciones no sean demasiado largas. Tal compensación en largo de
una palabra es análoga a la compresión de datos y es el aspecto esencial de la codificación de fuente . En segundo lugar, si la parte de una oración es inaudito o misheard debido a noise-e., un oyente de
paso del coche- debe todavía poder espigar el significado del mensaje subyacente. Tal robustez es tan esencial para un sistema de comunicación electrónica como está para una lengua; correctamente la construcción de tal robustez en
comunicaciones es hecha por la codificación de canal . La codificación de fuente y la codificación de
canal son las preocupaciones fundamentales de la teoría de información.
Observar que estas preocupaciones no tienen nada hacer con la importancia del de mensajes. Por ejemplo, un tópico tal como " Gracias; viene el again" tomas alrededor tan de largo a decir o a escribir como la súplica urgente, " ¡Llamar una ambulancia! " mientras que este 3ultimo es claramente más importante y más significativo. La teoría de información, sin embargo, no implica importancia o el significado del mensaje, como éstas son materias de la calidad de datos algo que la cantidad de datos, este 3ultimo cuyo es determinado solamente por probabilidades.
La teoría de información se considera generalmente haber sido fundada en 1948 por el Claude Shannon en su trabajo seminal, " una teoría matemática de la comunicación . " El paradigma central de la teoría de información clásica es el problema de la ingeniería de la transmisión de la información sobre un canal ruidoso. Los resultados más fundamentales de esta teoría son el teorema de la codificación de fuente de Shannon, que establece que, en promedio, el número de los pedacitos del necesarios para representar el resultado de un acontecimiento incierto es dado por su entropía ; y teorema de la codificación del Ruidoso-canal de Shannon, que indica que la comunicación confiable del es posible sobre los canales ruidosos del a condición de que el índice de comunicación está debajo de cierto umbral llamado la capacidad de canal. La capacidad de canal puede ser acercada usando la codificación apropiada y descifrando sistemas.
La teoría de información se asocia de cerca a una colección de disciplinas puras y aplicadas que se han investigado y se han reducido a la práctica de la ingeniería debajo de una variedad de rúbricas en el mundo entero durante el último medio siglo o más: Inteligencia artificial, ciencia, cibernética, informática, aprendizaje de máquina de anticipación de los sistemas de los sistemas adaptantes de la complejidad de los sistemas complejos, junto con las ciencias de sistemas de muchas descripciones. La teoría de información es una teoría matemática amplia y profunda, con los usos igualmente amplios y profundos, entre los cuales está el campo vital de la teoría de codificación .
La teoría de codificación se refiere a encontrar los métodos explícitos, llamados los códigos del, de aumentar la eficacia y de reducir el índice de error neto de comunicación de datos sobre un canal ruidoso para acercar al límite que Shannon probado es el máximo posible para ese canal. Estos códigos se pueden subdividir áspero en la compresión de datos (codificación de fuente) y las técnicas Error-correction (codificación de canal). En el 3ultimo caso, tardó muchos años para encontrar que el trabajo del Shannon de los métodos probado era posible. Una tercera clase de códigos de la teoría de información es algoritmos criptográficos (el cifra y las cifras . Los conceptos, los métodos y los resultados de la teoría de codificación y de la teoría de información son ampliamente utilizados en la criptografía y el criptoanálisis . El considera el del artículo prohibir (información) para un uso histórico.
La teoría de información también se utiliza en el de recuperación de la información, inteligencia que recolecta, que juega, estadísticas, e incluso en la composición musical .
Antecedentes históricos
considera también: Historia la teoría de información
El acontecimiento de la señal que estableció la disciplina de la teoría de información, y la trajo a la atención mundial inmediata, era la publicación " de papel clásico de s de Shannon E. Claude de '; una teoría matemática del " de la comunicación ; en el diario técnico del sistema de Bell en julio y octubre de 1948.
Antes de estas ideas teóricas de la información de papel, limitada había sido convertido en los laboratorios de Bell, todos los acontecimientos implícito presuntuosos de la probabilidad igual. papel de s 1924 de Nyquist Harry ', ciertos factores del que afectan a la velocidad de telégrafo, contiene una sección teórica que cuantifica el " intelligence" y el " línea speed" en cuál puede ser transmitido por un sistema de comunicación, dando el , donde está la velocidad el W de la transmisión de la inteligencia, el m es el número de diversos niveles voltaicos a elegir de en cada vez que el paso, y el K es un constante. papel de s 1928 de Hartley Rafael posible ', transmisión del de la información, utiliza la información del de la palabra como cantidad mensurable, reflejando la capacidad del receptor de distinguir esa una secuencia de símbolos de cualquier otra, así cuantificando la información como = \ registro S^n = n \ registro S, donde estaba el número el S de símbolos, y n del