K. Shannon - W. Weaverin viestintäkohinamalli on matemaattinen malli , joka kuvaa viestien lineaarista välitystä ja ottaa huomioon viestinnän pääkohteet. Sitä ehdottivat vuonna 1949 Claude Elwood Shannon ja Warren Weaver.
Claude Elwood Shannon ( 30. huhtikuuta 1916 – 24. helmikuuta 2001 ) oli yhdysvaltalainen matemaatikko, sähköinsinööri ja kryptografi, joka tunnetaan "tietoteorian isänä".
Warren Weaver ( 1894–1978 ) oli yhdysvaltalainen matemaatikko ja konekääntämisen isä.
Tietoa käsitteenä tutkittiin ensin matemaattisissa ja teknisissä tieteissä, joissa se määriteltiin teknisten viestintäkanavien kautta jaetun tiedon kvantitatiivisen mittauksen mittariksi. Tietojen sisällöllä ei ole merkitystä. Samalla tieto on osa kyberneettistä mallia, jonka määrälle on ominaista epävarmuus. Tämän kyberneettisen tiedon mallin loivat Claude Shannon ja Warren Weaver.
Shannon kirjoitti yhdessä Weaverin kanssa vuonna 1949 kirjan "Mathematical Theory of Communication", jossa he perustivat tiedonsiirron periaatteet venäläisen matemaatikon Andrei Andreevich Markovin ajatuksista.
Tässä kirjassa kirjoittajat ovat keskittyneet ratkaisemaan ongelman, kuinka parhaiten koodata lähettäjän haluama tieto. Shannon esitteli informaatioentropian käsitteen viestin epävarmuuden mittana.
Entropia informaatioteoriassa Shannonin mukaan toimii järjestelmän tilan tai käyttäytymisen epävarmuuden mittana tietyissä olosuhteissa. Yllä olevaa verrattaessa voidaan todeta, että entropia toimii epävarmuuden mittana ja "informaatio on viestintää, viestintää, jonka prosessissa epävarmuus vähenee" [1] .
1900-luvun 40-luvulla amerikkalainen viestintäteoria kehitettiin salaisia koodeja tutkimalla. 1950-luvulla Claude Shannon, Warren Weaver ja muut tutkijat sovelsivat viestintäteoriaa psykologiaan ja sosiologiaan. He loivat "siirrettävän mallin" käsitteen, ottivat käyttöön tiedon mittayksikön - "tavu sekunnissa". Tietojenkäsittelytiede esitettiin teoriassaan tieteellisenä ja teknisenä tieteenalana.
K. Shannon toteaa, että hän perusti tiedon teorian keskittyen teokseen "Mathematical Theory of Communication", jonka hän julkaisi vuonna 1948. Tiedemies tunnetaan myös vuonna 1937 luodun digitaalisen piirisuunnittelun teorian luojana, kun 21-vuotiaana Massachusetts Institute of Technologyn jatko-opiskelijana Shannon kirjoitti väitöskirjansa osoittaen, että Boolen sähköiset sovellukset algebra voi rakentaa minkä tahansa loogisen, numeerisen suhteen. [2] Lisäksi Shannon teki panoksia kansallisen puolustuksen kryptausanalyysiin toisen maailmansodan aikana , mukaan lukien hänen tunnetuin tietoliikenneturvallisuustyönsä.
Vuonna 1948 ilmestyi niin kutsuttu matemaattinen viestintäteoria , kaksiosainen artikkeli, joka julkaistiin heinä- ja lokakuussa teknisessä lehdessä ja joka oli omistettu matemaattisia viestintäjärjestelmiä koskeville kysymyksille. Tämä työ keskittyy ongelmaan, kuinka parhaiten koodata lähettäjän haluama tieto. Tässä perustavanlaatuisessa työssä hän käytti Norbert Wienerin kehittämiä todennäköisyysteorian työkaluja , joita käytettiin alkuvaiheessa viestintäteoriassa.
Kirja Mathematical Communication Theory, joka on kirjoitettu yhdessä Warren Weaverin kanssa, on versio Shannonin vuoden 1948 paperista ja Weaverin ideoiden popularisointi. Se huomauttaa, että sana "tieto" viestintäteoriassa ei tarkoita sitä, mitä sanomme, vaan siitä, mitä voimme sanoa. Eli tieto on valinnanvapauden mitta, kun ihminen valitsee viestin, valitsee mitä haluaa sanoa.
Perustavia panoksia informaatioteoriaan, luonnollisen kielen käsittelyyn ja laskennalliseen lingvistiikkaan tehtiin myös vuonna 1951 artikkelissa Prediction and Entropy in Printed English, joka esitti entropian ylä- ja alarajat englannin tilastoissa. Lisäksi avaruuden käsittelemisen aakkosten 27. kirjaimena on osoitettu vähentävän kirjoitetun kielen epäselvyyttä, mikä tarjoaa selkeän kvantitatiivisen yhteyden kulttuurisen käytännön ja todennäköisyyspohjaisen kognition välillä.
Toinen merkittävä vuonna 1949 julkaistu paperi on The Communication Theory of Secrecy Systems , salauksen matemaattisen teorian sotilaallisen työn luokituksesta poistettu versio, joka osoitti, että kaikilla teoreettisesti rikkoutumattomilla salakirjoilla on oltava samat vaatimukset kuin kertaluontoisilla tyynyillä.
Shannon-Weaverin viestintäteorian tavoitteena oli tunnistaa tiedonsiirron periaatteet eli teknisen järjestelmän napojen välisen viestinnän toteuttaminen.
Shannon-Weaver-lähetysprosessi on seuraava:
Tätä viidestä elementistä koostuvaa järjestelmää kutsuttiin "Shannon-Weaver-piiriksi" tai "siirtomalliksi", josta tuli vankka perusta nykyaikaisille tiedonsiirtoteorioille.
Malli sisältää siis viisi elementtiä: tietolähde, lähetin, kanava, vastaanotin ja kohde, järjestettynä lineaariseen järjestykseen (lineaarinen malli).
Siirrettyä tietoa kutsutaan viestiksi.
Viesti lähteestä lähettimen kautta syötetään viestintäkanavaan, joka puolestaan toimitetaan vastaanottajalle.
Näiden termien lisäksi Shannon esitteli käsitteet kohina (myöhemmin se liitettiin käsitteeseen entropia ja päinvastoin negentropia) ja redundanssi.
Entropia (kohina) kommunikaatioteoriassa liittyy niihin ulkoisiin tekijöihin, jotka vääristävät viestiä, loukkaavat sen eheyttä ja vastaanottajan mahdollisuutta havaita tarkasti.
Kaikille meluisille viestintäkanaville on tunnusomaista sen rajoittava tiedonsiirtonopeus (kutsutaan Shannonin rajaksi). Tämän rajan ylittävissä nopeuksissa virheet lähetetyissä tiedoissa ovat väistämättömiä. Mutta alhaalta päin tätä rajaa voidaan lähestyä hyvin läheltä, mikä antaa riittävän pienen virhetodennäköisyyden kanavan mahdolliselle kohinalle asianmukaisella informaation koodauksella. [3]
Tietysti hyväksyttävällä melukynnyksellä on raja, jonka kohdalla ymmärryksen mahdollisuus pienenee jyrkästi. Vieraalla koodilla olevan viestin ymmärtäminen on erityisen vaikeaa meluisassa ympäristössä.
Shannonin ja Weaverin viestintämalli kuvaa kolme elementtiä: Lähettäjä - Kanava - Vastaanotin. Tutkijat ottavat käyttöön myös termin "melu" viestinnän puuttumisena viestintämallin kaikkien kolmen elementin läsnä ollessa. Shannon ja Weaver kuvaavat kolme ongelmatasoa, jotka ovat ominaisia tälle mallille:
Termi "viestintä" tarkoittaa, että tiedot lähetetään muodossa, joka on sekä lähettäjän että vastaanottajan ymmärrettävissä. Kaikki tämä kuvaa viestintäteoriaa.
Tässä teoriassa kuvatut kohteet ovat viesti, lähettäjä ja vastaanottaja.
Itse asiassa tämä viestintämalli on analoginen puhelimen kanssa. Puheaika on rajallinen ja puhelinyhteys epävakaa.