اطلاعات، نظریه

اطلاعات، نظریۀ \nazariyye-ye ettelāʾāt\، نیز نظریۀ اطلاع‌رسانی، کاربرد مبانی ریاضیات در بررسی مسائل انتقال ‌و اندوختن اطلاعات. منشأ این ‌نظریه گزارشی‌ بود که‌ کلود شنن (شانون)، ریاضی‌دان و مهندس برق آمریکایی در 1948 م / 1327 ش در یکی از نشریات تخصصی انتشار داد. 
شنن به مسائل انتقال اطلاعات به‌نحو دقیق از نقطه‌ای به نقطۀ دیگر علاقه‌مند بود و می‌خواست رهیافتی ریاضی برای آن بیابد. نظریۀ شنن بر پایۀ این اندیشه استوار است که مخابرۀ پیام از نقطه‌ای به نقطۀ دیگر، چه از جهت انتخاب پیامی که باید انتقال داده شود، و چه از جهت انتقال خود پیام، با فرایندهای دارای عدم قطعیت روبه‌رو ست. او می‌خواست به کمک نظریه‌اش، راه اندازه‌گیری دقیقی برای این عدم قطعیت بیابد. در نظریۀ اطلاعات، معنای واقعی پیام دارای اهمیت نیست، بلکه مقدار اطلاعاتی که در پیام نهفته است، دقت در انتقال آن و کیفیت دریافت پیام اهمیت دارد که اینها به روش ریاضی محاسبه، مقایسه و دسته‌بندی می‌شوند. 
در نظریۀ اطلاعات، مفهوم ویژه‌ای برای اطلاعات در نظر گرفته می‌شود که به‌صورت اندازه‌گیریِ آزادیِ انتخاب یک پیام از مجموعه‌ای از پیامهای احتمالی تعریف می‌شود. در تعریف اطلاعات از علم فیزیک استفاده، و عبارتی ریاضی، شبیه عبارت آنتروپی (میزان بی‌نظمی گروهی از ذرات) در ترمودینامیک، برای آن در نظر گرفته شده است. اندازۀ اطلاعات موجود در پیام با استفاده از رقمهای دوتایی صفر و یک محاسبه می‌شود که هریک از آنها را یک بیت می‌نامند. از فواید این نظریه ایجاد راهی برای پیداکردن کمترین تعداد بیتهای لازم برای مخابرۀ پیامها ست، همچنین می‌توان از آن برای تعیین آهنگ بیشینۀ (برحسب بیت در ثانیه) انتقال سالم اطلاعات از یک مجرای ارتباطی استفاده کرد. 
نظریۀ اطلاعات پس از کلود شنن بسط و توسعه یافت و در طراحی نظامهای ارتباطی، نظامهای اندوختن و بازیافت اطلاعات، و نیز دستگاههایی چون انواع گیرنده‌ها، رایانه و مانند آن، تأثیری عمیق گذارد. 

 الگویی که به کمک آن می‌توان نظامی ارتباطی را به‌سادگی نشان داد، از 5 جزء اصلی تشکیل می‌شود: 1. منبع اطلاعات؛ 2. انتقال‌گر؛ 3. مجرای ارتباط؛ 4. دریافت‌گر؛ و 5. مقصد (گیرنده). نظریۀ اطلاعات این اجزای پنج‌گانه را تک‌به‌تک یا با هم، از دیدگاه ریاضی بررسی می‌کند. در هر نظام ارتباطی، بررسی دقیق اجزای پنج‌گانه به قصد افزایش کارآمدی، ضرورت دارد. 
یکی دیگر از کاربردهای نظریۀ اطلاعات، یافتن مبانی نظری فشرده‌سازی داده‌ها ست که سرعت انتقال پیام را در نظامها و دستگاههای ارتباطی به‌طرز قابل توجهی افزایش می‌دهد و سبب صرفه‌جویی چشمگیری در زمان و هزینه می‌شود.
نخستین نظام انتقال اطلاعات که با تأثیر پذیرفتن از نظریۀ اطلاعات طراحی شد، در فضاپیماها به کار رفت. از اواخر دهۀ 1960 م / 1340 ش که کاوشگرهای فضایی (فضاپیماهای بی‌سرنشین) به نظامهای دقیق دریافت و ارسال پیام مجهز شدند و تکمیل و پیشرفت مداوم آنها در برنامۀ تحقیقات فضایی قرار گرفت، نظریۀ اطلاعات که اهمیت آن به اثبات رسیده بود، با اقبال بیشتری روبه‌رو گردید. از دهۀ 1980 م به بعد که رایانه و سپس اطلاعات رقمی (دیجیتالی) به همۀ زمینه‌ها راه یافت، سرعت ارسال و دریافت پیام به گونۀ بی‌سابقه‌ای افزایش پیدا کرد. نظریۀ اطلاعات همچنین دارای کاربردهای فراوانی، از ریاضیات محض و کاربردی گرفته تا نظریۀ مخابرات، سیبرنتیک، علوم رایانه (کامپیوتر)، ماشینهای ترجمه، ژنتیک و روان‌شناسی است.

مآخذ

Americana, 2006; Columbia, 6th edition; Encarta, 2005.

بخش علوم پایه و مهندسی