香农：信息论及数字通信之父[1]
香农与信息论
香农与信息论1948年，美国数学家香农发表了一篇著名的论文“通信的数学理论”，建立了比较完整的、系统的信息理论，即信息论。
这门科学大大促进了通信技术和信息技术的发展。
因此，香农的贡献是很大的。
首先，他提出了信息的形式化。
香农认为，在通信中，要排除信息的语义，只考虑信息的形式因素。
在通信中，如果接收端能够把发送端发出的信息从形式上复制出来，那么也就复制了信息的语义内容。
例如，有三个句子：“信息是人类社会三大资源之一。
”“(a＋b)2=a2＋2ab＋b2。
”“Z!12#5$7**XYZ”。
第一句是正常的句子，第二句是代数公式，第三句是含义不清的字符串。
这三个句子有明显差别，但它们都是信息。
在通信时，一旦把它们转变为电信号，那么这种差别就没有了，都是电信号。
当接收端将电信号转换成原来形式时，语义就恢复了。
所以，信息形式化后，就有可能用数学进行描述。
第二，他提出了如图所示的通信系统模型。
信源给出要传输的信息；编码器把信息转变为信号，使之能在信道中传输；解码器把信号变回信息传给信息的接受方，即信宿。
通信系统模型目前的通信系统都基本采用了这个模型。
例如，利用电话线上网时，计算机既是信源(发送信息时)又是信宿(经受信息时)，而调制解调器的调制和解调部分分别是编码器和解码器。
这个模型的不足之处是，没有考虑信宿对信源的反馈作用。
不管信息接收者对收到的信息是否正确理解，信息接收者都会做出反应。
譬如打电话，一个人讲话时，另一个人总要答理，否则讲话人会以为电话线路断了。
第三，他研究了信息与事件发生概率的关系，提出用比特(即二进制位)来测度信息量。
他认为，信息量的大小可以用被消除的不确定性的多少来表示。
例如，把一个硬币往上抛，那么硬币掉地时其正面可能朝上，也可能朝下。
这是不确定的，概率都是二分之一。
因为朝上和朝下可以分别用1和0来表示，所以这个事件的信息量是一个比特。
不难推算，如果一个事件能够分解为n个二中择一的问题，那么它的信息量是n个比特。
通信工程专家：克劳德·香农(Claude Shannon)人物简介
香农的信息论在数字通信与数据压缩领域的影响
香农的信息论对数字通信的发展产生了重要影响
• 香农的信息论为数字通信提供了理论支持
• 香农的信息论在数字通信领域得到了广泛应用
香农的信息论对数据压缩的发展产生了重要影响
• 香农的编码理论为数据压缩提供了方法和技术支持
香农在其他科学领域的成就
• 香农在人工智能、机器学习等领域也取得了重要成果
• 香农的成就为这些领域的发展提供了理论支持和技术指导
04
克劳德·香农的遗产与影响力
香农对当代通信技术的影响
香农对当代通信技术的影响
• 香农的信息论和编码理论对通信技术的发展产生了深远影响
• 香农的遗产在通信工程领域仍然具有重要的价值和意义
• 香农编码在通信工程领域得到了广泛应用
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香农的其他贡献
• 香农还研究了信道容量、噪声等通信工程领域的重要问题
• 香农的贡献为通信技术的发展提供了理论支持和技术指导
香农的荣誉与奖项
香农获得了许多荣誉和奖项
香农的荣誉和奖项是对他在通信工程领
域的杰出贡献的认可
• 1966年，香农获得了美国科学院院
• 香农的信息论和编码理论对通信技术
士称号
的发展产生了深远影响
• 1978年，香农获得了美国国家科学
• 香农的遗产在通信工程领域仍然具有
奖章
重要的价值和意义
• 香农还获得了许多其他国际奖项，如
英国皇家学会院士等
02
香农的信息论与通信工程贡献
香农的信息论基本原理及概念
信息论是研究信息传输、存储和处理的一门学科
• 香农的信息论为通信工程领域提供了理论支持
香农和信息论
香农和信息论克劳德·香农(Claude Elwood Shannon)1916年4月30日诞生于美国密执安州，他生长在一个有良好教育的环境，香农的祖父是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和许多农业机械，祖父的发明创造对香农影响很大。
此外，香农的家庭与大发明家爱迪生还有远亲关系。
在童年时代，香农还喜欢组装无线电收音机、练习莫尔斯电报码、研究密码学等等。
他有许多爱好，另人难以置信是香农可以熟练地玩一套杂技，他能骑着独轮车手里来回抛着三个球在贝尔实验室的大厅里骑来骑去。
他发明过有两个座位的独轮车，并使该独轮车好象偏离地心似的，骑在上面忽高忽低，像鸭子行走一样。
香农的一生都迷恋于平衡与控制稳定性。
他设计并建造了下棋机器、迷宫老鼠、杂耍器械以及智力阅读机等，下国际象棋的机器包括用3个指头能抓起棋子的手臂、蜂鸣器以及简单的记录装置。
这些活动表明香农有十分的好奇心和探索精神。
香农有一句名言是：“我感到奇妙的是事物何以集成一体。
”1936年香农在密执安大学获得数学与电气工程学士学位；1938年香农写出论文《继电器与开关电路的符号分析》，当时他就发现电话交换电路与布尔代数之间具有类似性，即把布尔代数的“真”与“假”和电路系统的“开”与“关”对应起来，并可用1和0表示。
随后又证明布尔代数的逻辑运算，可以通过继电器电路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法，他在实践中进一步证明，可以采用能实现布尔代数运算的继电器或电子元件来制造计算机。
他奠定了数字电路的理论基础，并使计算机具有逻辑功能，从而使计算机既能用于数值计算，又具有各种非数值应用功能，使得以后的计算机在几乎任何领域中都得到了广泛的应用。
1941年他加入贝尔实验室数学部，工作到1972年。
1956年他成为MIT（麻省理工学院）客座教授，并于1958年成为终生教授，1978年成为名誉教授。
香农博士于2001年2月26日去世，享年84岁。
信息论之父—香农范文
信息论之父—香农20世纪中叶，信息论、控制论、系统论等标新立异的新理论相继问世，有力地“晃动”着传统的科学框架。
克劳德·香农是一位美国数学工程师，作为信息论的创始人，人们认为他是20世纪最伟大的科学家之一。
他在通信技术与工程方面的创造性工作，为计算机与远程通信奠定了坚实的理论基础。
人们尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基之父。
确实，他对人类的贡献超过了一般的诺贝尔获奖者。
回顾20世纪的信息革命风暴，经他阐明的信息概念、连同“比特”这个单位已经深入人心，成为今天日常生活都离不开的词汇。
家庭背景克劳德·香农(Claude Elwood Shannon，1916-2001)1916年4月30日诞生于美国密西根州的Petoskey。
在Gaylord小镇长大，当时镇里只有三千居民。
父亲是该镇的法官，他们父子的姓名完全相同，都是Claude Elwood Shannon。
母亲是镇里的中学校长，姓名是Mabel Wolf Shannon。
他生长在一个有良好教育的环境，不过父母给他的科学影响好像还不如祖父的影响大。
香农的祖父是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和许多农业机械，这对香农的影响比较直接。
此外，香农的家庭与大发明家爱迪生(Thomas Alva Edison，1847-1931)还有远亲关系。
香农的大部分时间是在贝尔实验室和MIT(麻省理工学院)度过的。
在“功成名就”后，香农与玛丽(Mary Elizabeth Moore)1949年3月27日结婚，他们是在贝尔实验室相识的，玛丽当时是数据分析员。
他们共有四个孩子：三个儿子Robert、James、Andrew Moore和一个女儿Margarita Catherine。
后来身边还有两个可爱的孙女。
2001年2月24日，香农在马萨诸塞州Medford辞世，享年85岁。
贝尔实验室和MIT发表的讣告都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基之父。
信息论的创始人是
信息论的创始人是信息论的创始人是克劳德·香农（Claude Shannon），他是一位美国数学家和电信工程学家。
他于1916年出生在密歇根州的佩滕，他父亲是一位生物学家，母亲则是一位数学家和教育家。
从小，克劳德·香农就显示出了惊人的数学才能，在他读初中时，他已经学完了高中的所有数学课程，并在读完四年制的学士学位后，再在一年内取得了硕士学位。
克劳德·香农在斯坦福大学攻读博士学位时，受到一个名叫哈里·尤古特（Harry Nyquist）的电信工程师的影响，开始研究信息论的基本理论。
他的博士论文《通信中的数学理论》（《A Mathematical Theory of Communication》）成为了信息论的奠基之作。
这篇论文解决了通信中的一些基本问题，如如何在信息传输中最大限度地减少错误、如何最小化信息传输的带宽等问题。
这篇论文不仅在电信领域产生了重大影响，同时也对计算机科学、统计学等领域的发展产生了深远的影响。
克劳德·香农的信息论理论被认为是信息技术和通信技术领域的“世纪之大发现”。
他在一次讲座中曾说过：“一个人可以通过对信息进行量化并研究它们的传输方式，就可以创造一种科学”。
这一理论为现代通信领域奠定了基础，为数字电路设计、计算机科学、人工智能等领域的发展提供了理论支持，使得现代社会的信息技术和通信技术得以快速发展。
在信息论之外，克劳德·香农也是一位非常有成就的工程师和发明家。
他在工程领域的贡献包括发明数字电路信号的二进制表示法、设计出了第一台数字电视、开发过多种自适应编码算法。
他还是语音识别和人工智能领域的先驱之一。
除了在技术和理论层面上的贡献，克劳德·香农还是一位慷慨的慈善家。
他一生中捐赠了数百万美元去资助科学家的研究。
他的卓越成就和慷慨的为人给后世留下了难以替代的遗产。
他的理论和成果激励了整个信息技术界不断推进，为我们现代社会的每个领域注入了活力并且影响深远。
香浓信息论完成版解析
信息的两种定义
2）非决定论 一个实际的消息总是从可能发生的消息集合 中选择出来的；因此，系统必须对每种选择 都能工作。
信息的两种定义
3）不确定 性 人们只有在两种情况下采用通信的需要：一 是自己有某种形式的消息要告知对方，而估 计对方“不知道”这个消息；二是自己有某 种“疑问”要询问对方，而估计对方能做出 一定的解释。
信息的两种定义
• 香农的信息定义： 信息是用来消除 不确定性的东西。
信息理论
什 么 是 信 息 理 论？
信息论－统计信息理论 四十年代末期C.E.Shannon ，以客观 概率信息为研究对象，从通信的信 息传输问题中总结和开拓出来的理 论。
发展的观点－－信息科学所不可缺少
信息论研究的对象、目的和内容
香农信息论的产生 1948年香农《通信的数学理论》与《在噪声中的通信》奠定了狭 义信息论的基础。这一理论认为通讯就是信息传输、是将消息由发
信者送给收信者的过程，因而给出了一般通信系统的模型。他还利
用统计数字的方法，正确处理信息的形式和内容的辩证关系，解决 了信息量问题，给出了信息量的数学公式。
香农其人
• 而香农最初的动机是把电话中的噪音除掉，他
给出通信速率的上限，这个结论首先用在电话
上，后来用到光纤，现在又用在无线通信上。
我们今天能够清晰地打越洋电话或卫星电话，
都与通信信道质量的改善密切相关。
信息的两种定义
香农的三个观点：
1）形式化假说 通信的基本问题是在消息的接收端精确或近 似地复制发送端发出的消息。通信中消息的 意义和效果与通信工程没有关系。
热能不能完全转化为机械能，只能从高温物体传到低温物体
香农公式
•
香农在信息论中指出，如果信源的信息速率R小于或者等于信道容
香浓信息论完成版
– 有效性 经济性好，即用尽可能短的时间和尽可能少的设备来传 送—定数量的信息。
– 保密性 隐蔽和保护通信系统中传送的消息，使它只能被授权接收 者获取，而不能被未授权者接收和理解。
– 认证性 接收者能正确判断所接收的消息的正确性，验证消息的完 整性，而不是伪造的和被窜改的。
– 有效性、可靠性、保密性和认证性四者构成现代通信系统对信息传 输的全面要求。
研究内容
对信息论的研究内容一般有以下三种理解。 – 狭义信息论（经典信息论）：主要研究信息的测度、信道容量以及信
源和信道编码理论等问题。这部分内容是信息论的基础理论，又称为 香农信息论。 – 一般信息论（通信理论）：主要是研究信息传输和处理问题，除了香 农理论外，还包括噪声理论、信号滤波和预测、统计检测和估计理论、 调制理论以及信息处理理论等。 – 广义信息论：广义信息论不仅包括上述两方面的内容，而且包括所有 与信息有关的领域，如模式识别、计算机翻译、心理学、遗传学、语 言学等等。
本课程讨论香农信息理论
香农其人
• 2001年2月24日，香农在马萨诸塞州Medford辞 世，享年85岁。
• 贝尔实验室和MIT发表的讣告都尊崇香农为 信息论及数字通信时代的奠基之父。
香农其人—信息理论
• 1948年发表论文 ： 《A Mathematical Theory of Communication 》 “通信的根本问题是报文的再生，在某一点与另外
热能不能完全转化为机械能，只能从高温物体传到低温物体
香农公式
• 香农在信息论中指出，如果信源的信息速率R小于或者等于信道容 量C，那么，在理论上存在一种方法可使信源的输出能够以任意小的 差错概率通过信道传输。 该定理还指出：如果信息速率R>信道容量C，则不可能传递信息 .s 香农提出并严格证明了“在被高斯白噪声干扰的信道中，计算 最大信息传送速率C公式”： C=Blog2(1+S/N) 式中：B是信道带宽（赫兹），S是信号功率（瓦），N是噪声功率 （瓦）。 该式即为著名的香农公式，显然，信道容量与信道带宽成正比， 同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类。
香农的简介
5. 克劳德. 艾尔伍德. 香农（Claude Elwood Shannon）——数学家、信息论的创始人克劳德·艾尔伍德·香农（1916—2001）——1916年4月30日出生于美国密歇根州的加洛德（Petoskey），1936年毕业于密歇根大学并获得数学和电子工程学士学位，1940年获得麻省理工学院（MIT）数学博士学位和电子工程硕士学位。
1941年他加入贝尔实验室数学部，工作到1972年。
1956年他成为麻省理工学院（MIT）客座教授，并于1958年成为终生教授，1978年成为名誉教授。
香农博士于2001年2月26日去世，享年84岁。
香农在普林斯顿高级研究所（The Institute for Advanced Study at Princeton）期间，开始思考信息论与有效通信系统的问题。
经过8年的努力，从1948年6月到10月，香农在《贝尔系统技术杂志》（Bell System Technical Journal）上连载发表了影像深远的论文《通讯的数学原理》。
1949年，香农又在该杂志上发表了另一著名论文《噪声下的通信》。
在这两篇论文中，香农解决了过去许多悬而未决的问题：阐明了通信的基本问题，给出了通信系统的模型，提出了信息量的数学表达式，并解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题。
两篇论文成为了信息论的基础性理论著作。
那时，他才不过刚刚三十出头。
香农的成就轰动了世界，激起了人们对信息论的巨大热情，它向各门学科冲击，研究规模象浪雪球一样越来越大。
不仅在电子学的其他领域，如计算机、自动控制等方面大显身手，而且遍及物理学、化学、生物学、心理学、医学、经济学、人类学、语音学、统计学、管理学……等学科。
它已远远地突破了香衣本人所研究和意料的范畴，即从香农的所谓“狭义盾息论”发展到了“广义信息论”。
香农一鸣惊人，成了这门新兴学科的寞基人。
20世纪80年代以来，当人们在议论未来的时候，人们的注意力又异口同声的集中到信息领域。
香农传
香农传克劳德·香农(Claude Elwood Shannon，1916-2001)1916年4月30日诞生于美国密西根州的Petoskey。
在Gaylord小镇长大，当时镇里只有三千居民。
父亲是该镇的法官，他们父子的姓名完全相同，都是Claude Elwood Shannon。
母亲是镇里的中学校长，姓名是Mabel Wolf Shannon。
他生长在一个有良好教育的环境，不过父母给他的科学影响好像还不如祖父的影响大。
香农的祖父是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和许多农业机械，这对香农的影响比较直接。
此外，香农的家庭与大发明家爱迪生(Thomas Alva Edison，1847-1931)还有远亲关系。
香农的大部分时间是在贝尔实验室和MIT(麻省理工学院) 度过的。
在“功成名就”后，香农与玛丽(Mary Elizabeth Moore)1949年3月27日结婚，他们是在贝尔实验室相识的，玛丽当时是数据分析员。
他们共有四个孩子：三个儿子Robert、James、Andrew Moore和一个女儿Margarita Catherine。
后来身边还有两个可爱的孙女。
2001年2月24日，香农在马萨诸塞州Medford辞世，享年85岁。
贝尔实验室和MIT 发表的讣告都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基人。
1936年香农在密西根大学获得数学与电气工程学士学位，然后进入MIT念研究生。
1938年香农在MIT获得电气工程硕士学位，硕士论文题目是《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits》(继电器与开关电路的符号分析)。
当时他已经注意到电话交换电路与布尔代数之间的类似性，即把布尔代数的“真”与“假”和电路系统的“开”与“关”对应起来，并用1和0表示。
于是他用布尔代数分析并优化开关电路，这就奠定了数字电路的理论基础。
哈佛大学的Howard Gardner教授说，“这可能是本世纪最重要、最著名的一篇硕士论文。
数学家和信息论创始人香农的贡献及其对后世人工智能的影响
数学家和信息论创始人香农的贡献及其对后世人工智能的影响人工智能学家Claude E. Shannon: His Work and Impact张卫国，高新波，蒋洪波关键词：香农；信息论；密码学香农（Claude Elwood Shannon）生于1916年，卒于2001年。
今年是香农诞辰一百周年。
为了纪念这位伟大数学家和信息论的创始人，我们以香农的生平为线索，介绍他不平凡的一生和他对世界的影响。
香农于1916年4月30日诞生于美国密歇根（Michigan）州皮托斯基（Petoskey）的盖洛德（Gaylord）小镇。
孩童时代的香农性格比较内向，没有任何迹象能够表明他未来会是一位伟大的科学家。
香农的父母在科学方面对香农似乎没有产生多大的影响，但香农的祖父是一位发明过许多农业机械和洗衣机的发明家，对香农在科学研究方面的影响比较深远。
大发明家爱迪生（Thomas Alva Edison）是香农的远房亲戚，也是香农孩童时代的偶像。
中学时代的香农兴趣爱好广泛，参加镇上的乐队，吹奏中音萨克斯号。
那时的香农对各类机械装置非常感兴趣，对这些装置如何运转具有很强的好奇心。
1932年16岁的香农从盖洛德高中毕业，进入密歇根大学学习，并于1936年同时获得数学学士学位和电子工程学士学位。
在数学和工程领域中的双重兴趣一直贯穿于他的整个职业生涯。
大学毕业后的香农在麻省理工学院（MIT）注意到公告栏上张贴的招聘操作微分分析仪助理研究员的广告。
香农申请到这个职位，并在职攻读硕士学位。
香农为什么申请这个职位呢？这源于他对布尔逻辑维持一生的兴趣。
当时的微分分析仪其实是一种早期的模拟计算机，它通过上百个继电器组成的结点电路控制运算，可以求解高阶微分方程。
香农在密歇根大学时，曾学过符号逻辑和布尔代数，这成为他后来研究二元系统的数学理论基础。
中国人早就注意到二元现象的普遍性，并发展出阴阳哲学体系。
但遗憾的是，中国人从未用数学的观点去形式化描述二元现象，把对这一对象的认识模糊在玄学，而非精确在科学。
cdma香 农 公 式 简 介
香农公式简介一、香农简介香农——信息论的奠基人“通信的基本问题就是在一点重新准确地或近似地再现另一点所选择的消息”。
这是数学家香农（Claude E.Shanon）在他的惊世之著《通信的数学理论》中的一句名言。
正是沿着这一思路他应用数理统计的方法来研究通信系统，从而创立了影响深远的信息论。
香农，1816年生于美国密执安州的加洛德。
在大学中他就表现出了对数理问题的高度敏感。
他的硕士论文就是关于布尔代数在逻辑开关理论中的应用。
后来，他就职于贝尔电话研究所。
在这个世界上最大的通信公司（美国电话电报公司）的研究基地里，他受着前辈的工作的启示，其中最具代表性的是《贝尔系统技术杂志》上所披露的奈奎斯特的《影响电报速率的一些因素》和哈特莱的《信息的传输》。
正是他们最早研究了通信系统的信息传输能力，第一次提出了信息量的概念，并试图用教学公式予以描述。
而香衣则创造性地继承了他们的事业，在信息论的领域中钻研了8年之久，终于在1948年也在《贝尔系统技术杂志》上发表了244页的长篇论著，这就是上面提到的那篇《通信的数学理论》。
次年，他又在同一杂志上发表了另一篇名著《噪声下的通信》。
在这两篇文章中，他解决了过去许多悬而未决的问题：经典地阐明了通信的基本问题，提出了通信系统的模型，给出了信息量的数学表达式，解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等有关精确地传送通信符号的基本技术问题。
两篇文章成了现在信息论的奠基著作。
而香农，也一鸣惊人，成了这门新兴学科的奠基人。
那时，他才不过刚刚三十出头。
二、香农公式香农（Shannon）在其信息论中得到有名公式：其中，B是信道频带宽度（简称带宽）S是信号功率谱密度N是信道噪声功率谱密度C是信道容量香农公式表明了一个无误差地传输信息的能力同存在与信道中的信噪比以及用于传输信息的信道带宽之间的关系。
对于给定的信道容量 C 可以用不同的带宽W 和信噪比S/N的组合来传输信息。
如减少带宽则必须发送较大的信号功率；如有较大的传输带宽，则同样的信道容量能够用较小的信号功率（较小的S/N）来传送，这表明宽带系统表现出较好的抗干扰性。
信息论的奠基人——香农
信息论的奠基人——香农——“通信的基本问题就是在一点重新准确地或近似地再现另一点所选择的消息”。
——这是数学家香农（Claude E. Shanon）在他的惊世之著《通信的数学理论》中的一句铭言。
正是沿着这一思路他应用数理统计的方法来研究通信系统，从而创立了影响深远的信息论。
——香农，1916年4月30日生于美国密执安州的加洛德。
在大学中他就表现出了对数理问题的高度敏感。
1938年，香农发表了著名的论文《继电器和开关电路的符号分析》，为计算机具有逻辑功能奠定了基础，从而使电子计算机既能用于数值计算，又具有各种非数值逻辑应用功能（比如用于设计字码锁等），使得以后的计算机在几乎任何领域中都得到了广泛的应用。
后来，他就职于贝尔电话研究所。
在这个世界上最大的通信公司（美国电话电报公司）的研究基地里，他受到前辈工作的启示，其中最具代表性的是《贝尔系统技术杂志》上所披露的奈奎斯特的《影响电报速率的一些因素》和哈特莱的《信息的传输》。
正是他们最早研究了通信系统的信息传输能力，第一次提出了信息量的概念，并试图用数学公式予以描述。
而香衣则创造性地继承了他们的事业，在信息论的领域中钻研了8年之久，终于在1948年也在《贝尔系统技术杂志》上发表了244页的长篇论著，这就是上面提到的那篇《通信的数学理论》。
次年，他又在同一杂志上发表了另一篇名著《噪声下的通信》。
在这两篇文章中，他解决了过去许多悬而未决的问题：经典地阐明了通信的基本问题，提出了通信系统的模型，给出了信息量的数学表达式，解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等有关精确地传送通信符号的基本技术问题。
两篇文章成了现代信息论的奠基著作。
而香农，也一鸣惊人，成了这门新兴学科的奠基人。
那时，他才不过刚刚三十出头。
曾获电气和电子工程师学会(IEEE)的诺贝尔奖等多项世界性科学大奖。
1956年当选美国科学院院士，并是多个学会的资深会员。
确实，他对人类的贡献超过了一般的诺贝尔获奖者。
香农：数字通信时代的奠基人
香农：数字通信时代的奠基人
岳海菲
【期刊名称】《科技中国》
【年(卷),期】2013(000)009
【摘要】1916年4月30日，克劳德·香农出生在美国密歇根州一个只有3000居民的小镇。
他的父亲是该镇的法官，母亲是中学校长。
对他的人生影响最大的是祖父——一位农场主兼发明家。
发明过许多农业机械。
【总页数】2页(P100-101)
【作者】岳海菲
【作者单位】《科技中国》编辑部
【正文语种】中文
【中图分类】TN914.3
【相关文献】
1.香农:信息论及数字通信之父 [J],
2.信息论奠基人——香农（节选） [J], 沈致远
3.克劳德·香农:信息论及数字通信之父 [J],
4.克劳德·香农:信息论及数字通信之父 [J],
5.数字时代背景下的香农信息论 [J], 柳堤;李政;王国强
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香农信息论及数字通信之父
香农信息论及数字通信之父数字通信和信息论的发展是当代科技进步的重要标志，而这两项领域的基石可以追溯到同一个人——克劳德·香农博士。
作为“信息论之父”，香农博士的理论和发现为现代数字通信技术铺平了道路。
克劳德·香农（Claude Shannon）是二十世纪最杰出的数学家和工程师之一。
他在1948年发表了一篇具有里程碑意义的论文“A Mathematical Theory of Communication”（通信的数学理论），标志着信息论的诞生。
在这篇论文中，他首次提出了一系列有关信息量、熵、数据压缩和错误纠正的基本概念，为后续的数字通信奠定了基础。
香农博士的信息论主要围绕三个核心概念：信息量、熵和数据压缩。
信息量是用来衡量信息的不确定性的量度，熵则是信息量的期望值。
这两者之间的关系揭示了信息的不确定性和随机性之间的。
而数据压缩则是利用这种不确定性进行的，通过更有效的编码方式，可以在不失真的情况下压缩数据的大小。
香农博士的工作不仅对通信理论产生了深远影响，还对实际应用产生了重大影响。
他的理论为现代数字通信技术的发展提供了指导，包括数字、数字电视、数字音频、网络通信和数据存储等。
同时，他的理论还为密码学和信息安全提供了基础，促进了现代加密技术的发展。
香农的信息论是现代通信和信息科技的基础，他的理论已经影响了我们生活的方方面面，从我们手中使用的手机到云计算技术，再到物联网设备，都离不开香农的信息论。
他被公认为数字通信和信息论的奠基人，对于当代科技的发展做出了无法估量的贡献。
香农博士不仅是一位伟大的科学家，他还是一位极富创新精神的工程师。
他的工作精神激励着一代又一代的科学家和工程师去探索、去创新，为人类的科技进步做出了卓越的贡献。
克劳德·香农博士的信息论是现代数字通信技术的基石，他的理论和工作对当代科技的发展产生了深远的影响。
他被誉为“信息论及数字通信之父”，对于人类科技进步的贡献无法估量。
32岁成信息论之父，成就比肩牛顿，却称自己在浪费时间做无用功
32岁成信息论之父，成就比肩牛顿，却称自己在浪费时间做无用功天不生香农万古如长夜在通信领域有个“罕见的科学天才”，他视爱迪生为偶像、成就比肩牛顿，与爱因斯坦一样站在神坛之上......克劳德·香农（Claude Shannon）但比起改变世界，他更热爱自己所热爱的，毕竟，生活就像一盒巧克力，如果永远不知道自己会得到什么，还不如一直做自己喜欢的事情。
从小就一路开挂的天才少年1916年4月30日，克劳德·香农出生于美国密歇根州的一个高知识分子家庭，爸爸是一名法官，母亲是一位中学的校长，爷爷是美国第407130号专利的发明家。
除此之外，香农还有一个深藏不露的远方亲戚——爱迪生。
或许是得益于家族优秀的基因，香农从小就热衷于发明，无论是将带刺的铁丝网围栏用作电报线，还是搭建谷仓里的临时升降机，亦或是制作自家后院里的手推车，都是他的得意杰作。
8岁时，当其他孩子还在背“小九九”口诀时，香农已经屁颠屁颠地帮上大学的姐姐做高数题了。
香农的姐姐是密歇根大学里数一数二的优等生，平时经常跟香农一起玩猜数学谜题游戏。
WTF！更厉害的是，不满14岁的他去参加某项机械比赛，赛中竟然无师自通，利用身体传递莫尔斯电码，并轻松拿下了中级摇摆通信比赛第一名。
高中时，或许是觉得读书太简单了，香农直接高中毕业，16岁便进入了密歇根大学。
但他因为不确定自己最喜欢哪个专业，只好选择去攻读数学和工程学。
香农说，“这其实很容易，因为许多课程的内容都相互交叉。
我认为只需要额外修两门课和暑期学习，就可以拿到两个专业的学位。
”于是，一年后，17岁的香农便在《美国数学月刊》第191页上发表了第一篇学术作品，正式在数学界崭露头角。
后来一次偶然的机会，他得知一份帮助建立“机械大脑”的邀请函，在这里，他遇到了第一个发现他潜资的人生导师——范内瓦·布什。
布什在二战中主导美国军事科学研究计划，并成为了第一位总统科学顾问。
范内瓦·布什Vannevar Bush这也意味着，香农可以一边攻读MIT（麻省理工学院）的硕士学位，一边跟随布什做研究，顺便担任微分分析仪助理研究员。
电信技术专家：维纳·香农(Vint Cerf)人物简介
01
1985年获得美国国家科学奖章
• 表彰他在电信技术领域的杰出贡献
• 这是美国最高的科学奖项之一
02
1992年获得图灵奖
• 表彰他在计算机科学领域的杰出贡献
• 被誉为“计算机科学界的诺贝尔奖”
03
2004年获得京都奖
• 表彰他在科学和技术领域的杰出贡献
• 这是日本最高的科学奖项之一
02
维纳·香农与互联网的诞生
维纳·香农在网络安全方面的贡献
香农关注网络安全问题
香农强调网络安全的重要性
• 提出了许多关于网络安全的观点和建议
• 认为网络安全是互联网发展的关键问题之一
• 为网络安全领域的发展做出了贡献
• 呼吁政府和企业加强网络安全的投入
维纳·香农在其他科技领域的影响
香农的成果广泛应用于其他科技领域
• 如人工智能、物联网、大数据等
维纳·香农与TCP/IP协议的发明
香农与罗伯特·卡恩共同发明了TCP/IP协议
• 成为了互联网的基础通信协议
• 为互联网的发展奠定了基础
TCP/IP协议的特点
• 分层结构，易于维护和扩展
• 适应性强，可以应对各种网络环境
• 稳定性高，保证数据传输的可靠性
TCP/IP协议的应用
• 广泛应用于互联网、物联网等领域
• 香农在项目中担任关键角色，负责设计网络协议
发明TCP/IP协议
• 与罗伯特·卡恩（Robert Kahn）共同发明
• 成为了互联网的基础通信协议
• 为互联网的发展奠定了基础
为电信技术领域做出贡献
• 香农的贡献还包括卫星通信、数字信号处理等方面
• 他的研究成果广泛应用于电信行业和其他领域
信息论之父香农，20世纪伟大的科学家，一个理论改变了一个时代
信息论之父香农，20世纪伟大的科学家，一个理论改变了一个时代信息论的奠基之作1687年7月5日，牛顿的《自然哲学的数学原理》首次出版发行，引爆了整个学术圈，从此奠定了他的江湖地位，而这本书也奠定了现代科学的范式。
1948年，香农发表了一篇英文名为《A Mathematical Theory of Communication》的论文，翻译过来就是《通信的一个数学原理》，这篇论文引起了巨大的轰动。
要知道一篇专业的学术论文被引用1000次已经是非常了不起了，而香农的这篇文章至今已经达到了110536次，可见其在学术圈的江湖地位。
几年后，这篇论文要成书发行，已经更名为《The Mathematical Theory of Communication》，翻译过来就是《通信的数学原理》。
这就意味着它已经被认为是信息论的奠基之作，这就好比《自然哲学的数学原理》在物理学界的起到的作用，而香农之于信息论，就像牛顿之于物理学。
那这个香农是何许人？今天，我们就来聊一聊：香农和他的《通信的数学原理》。
震惊世界克劳德·艾尔伍德·香农1916年出生于美国密西根州的盖洛德镇。
当时正值电气时代蓬勃发展，电报十分发达，不过电话还尚未普及，电话的价格还相对比较昂贵。
于是，很多人把牧场的刺铁丝网彼此相连，并自己安装电话送话器，在很小的范围内实现了通话。
香农就是在这样的氛围下长大的，他从小就喜欢发明和玩耍，尤其爱摆弄一些机械装置，他尤其钟爱摩尔编码，常常利用编码发送讯息。
后来，16岁的他进入了密歇根大学就读电气工程和数学。
1936年，20岁的香农辗转来到麻省理工学院作为研究助理，跟随当时的工程院院长万内瓦尔·布什。
那个时候，香农主要做的是操作一台数百吨重的机器，这台机器叫做：微分分析机。
在每天繁复的工作中，香农发现：机器中开关的切换，本质上并不是在传输电流，而是在传输状态。
或者说，也可以理解成是在传输一个事实，或者一个信息。
走近信息论之父_香农博士
分类号:B J E光明日报/2001年/04月/04日/第C04版/通信世界走近信息论之父 香农博士杨贝2001年2月24日,当代最伟大的数学家和贝尔实验室最杰出的科学家之一,84岁的香农(C l a u d e E l w o o d S h a n n o n)博士不幸去世。
香农1916年生于美国,1940年获得麻省理工学院数学博士学位和电子工程硕士学位。
1941年他加入了贝尔实验室数学部,在此工作了15年。
1948年6月和10月,由贝尔实验室出版的 贝尔系统技术 杂志连载了香农博士的文章 通讯的数学原理 ,该文奠定了香农信息基本理论的基础。
他在文中用非常简洁的数学公式定义了信息时代的基本概念:熵。
在此基础上,他又定义了信道容量的概念,指出了用降低传输速率来换取高保真通讯的可能性。
这些贡献对今天的通信工业具有革命性的影响。
熵 的概念起源于热力学,是度量分子不规则热运动的单位。
香农的伟大贡献在于,利用概率分布的理论给出 熵 的严格定义。
根据香农的定义,确定发生的事件如 太阳从东边升起 与确定不发生的事件如 太阳从西边升起 ,其熵都是零。
只有当发生与不发生的概率相同时,事件的熵才达到极大。
在熵的基础上定义的信道容量也是通讯中一个至关重要的概念。
由此,香农推出了一个公式,明确表达了在不同噪声情况下传输速率与失真的定量关系。
从这一个公式导出的为达到无失真通讯的传输速率的极限,现已称为香农极限。
打个比方来说,在周围干扰严重的情况下,要想使对方听清楚,你就只有慢慢地讲,甚至还要不断重复。
如今,这两个原理已广泛应用于信息处理和实际通信中。
由于熵表达了事物所含的信息量,我们不可能用少于熵的比特数来确切表达这一事物。
所以这一概念已成为所有无损压缩的标准和极限。
同时,它也是导出无损压缩算法做达到或接近 熵 的编码的源泉。
像现在人们在P C机上常用的W i n Z i p就是一个例子。
在数字通讯中,各种语音信号在用数学模型提取参数(有损压缩)后也要对参数进行熵编码做无损压缩,这一无损压缩过程的算法就是根据熵的概念及其公式导出的。
香农：信息论及数字通信之父
香农：信息论及数字通信之父20世纪中叶，信息论、控制论、系统论等标新立异的新理论相继问世，有力地“晃动”着传统的科学框架。
克劳德·香农是一位美国数学工程师，作为信息论的创始人，人们认为他是20世纪最伟大的科学家之一。
他在通信技术与工程方面的创造性工作，为计算机与远程通信奠定了坚实的理论基础。
人们尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基之父。
确实，他对人类的贡献超过了一般的诺贝尔获奖者。
回顾20世纪的信息革命风暴，经他阐明的信息概念、连同“比特”这个单位已经深入人心，成为今天日常生活都离不开的词汇。
家庭背景克劳德·香农(Claude Elwood Shannon，1916-2001)1916年4月30日诞生于美国密西根州的Petoskey。
在Gaylord小镇长大，当时镇里只有三千居民。
父亲是该镇的法官，他们父子的姓名完全相同，都是Claude Elwood Shannon。
母亲是镇里的中学校长，姓名是Mabel Wolf Shannon。
他生长在一个有良好教育的环境，不过父母给他的科学影响好像还不如祖父的影响大。
香农的祖父是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和许多农业机械，这对香农的影响比较直接。
此外，香农的家庭与大发明家爱迪生(Thomas Alva Edison，1847-1931)还有远亲关系。
香农的大部分时间是在贝尔实验室和MIT(麻省理工学院)度过的。
在“功成名就”后，香农与玛丽(Mary Elizabeth Moore)1949年3月27日结婚，他们是在贝尔实验室相识的，玛丽当时是数据分析员。
他们共有四个孩子：三个儿子Robert、James、Andrew Moore和一个女儿Margarita Catherine。
后来身边还有两个可爱的孙女。
2001年2月24日，香农在马萨诸塞州Medford辞世，享年85岁。
贝尔实验室和MIT发表的讣告都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基之父。
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信道, 接收者, 信息宿, 这是一个新思想.
由 香 农 和 威 沃 共 同 署 名 . 前 辈 成 沃 物理学的习惯 , 把电流单位叫做 " 安培" , 物质的质量大小.然而 ,我们关于热,燃
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布尔代数之间的类似性 ,即把布尔代数的
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L b的破译闭队主要是追踪德国飞机和 功,许刺激 J a 今天信息时代所需要的技术 熵也有类似意义,例如在中文信息处理 火箭,尤其是存德围火箭对英国进行闪 发展. 时 ,汉字的静态平均信息熵比较大 ,中文 电战时起 了很大作用.14 9 9年香农发表 .5 .3 香农考虑的信息源 ,产牛由有限符 是 9 6 比特,英文足 4 0 比特.这表明
人们 描 述香 农 的 生活 , 白天 他总 是
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干装无线电收音机,练莫尔斯电报码,搞 关 起『来 工作 ,晚上 则骑着 他的独轮 车来 】
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明 的是 , !: 世 界 人战 时 ,香 农 博 十 空见惯,但在当时是相当新鲜的.他建立 的不确定程度有等价关系.熵曾经是波尔 次
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家庭背景
克劳德 · 香农 ( 1u e l o C a d E wo d
有两 个可 爱的 孙女 .
20 年 2 2 01 月 4日,香农存马萨诸塞
dod辞世 ,享年 8 岁.贝尔实验 5 S a n n 9 6 20 )11 年 4 3 州 Me fr h n o ,11 0 1 96 月 0日 T发表的讣告都尊崇香农为信息 , 诞生 _美目密西根州的 P t S e .在 室和 MI 丁 eOk Y G yod a lr 小镇长大,当时镇里只有三T居 论及数字通信时代的奠基之父.
了另外 一 篇重要 论 义 C mmu / t : 号组成的词.它们通过信道进行传输 ,每 中文的复杂程度高于英文,反映 r o nc / 1 a o 中文词 T e ~ ,Sce v S se ) 保 密 系 个符号开销有B 3信道时『 .这 涉及列 义丰富,行义简练 ,但处理难度也大.信 h o v D erk y t )( ms E9 日 】 统 的通信理论 ) ,止 是 荩 丁这 种 r 实 统计学问题 , 作 如果 x 是第 n , 个符 号, 它是 息熵大,意味着不确定性也大.因此我们 践 ,它 的 意 义 足使 保 密通 信 【 艺术 变成 南【定随机 过程源 x. 的 , t l ^ ] . 产生 香农给 出一 应该深入研究,以寻求中文信息处理的深
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14 年香农在 MI 90 T获得数学博 J : 学 而是在 日常生活巾,例如扯贝尔实验室的 入新泽西州的 A &T贝尔电话公一, T 】并在 位 ,而他的博十论 文却是关于 人类遗传 走廊里.
科学.
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信 息理论
14 年香农 B l S s m eh 98 el y t T c e
nclJun l 发衷 了 i o ra上 a Mahra: te t e
统【 刮仃的,叮以通过设计相应的控制系统 美的文亨,从而引申出汉字最容易处理的
跟温尼法 · 布什 ( a n v rB s )教授 过 Wetr no 的信使 . V n e a uh sen U in
进行微分分析器的研究.这种分析器是早
到 :" 我们大家都带着午饭来上班 ,饭后
他的玩具室 ,有一个杂耍杰作, 在黑板上玩玩数学游戏,但克劳德很少过
期的机械模拟计算机,用十获得常微分方 由3 个羽人 · _ 起玩 l 个环,7 1 个球和 5 个 来. 他总是关起『来工作.但是 , 】 如果你 程 的数值 解 . 19 4 1 年 香农 发表 了 棍子,通过钟表饥构驱动.n见当他还是 要找他,他会非常耐心地帮助你.他能
" 大家从照片上百,叮能以为克劳德 · 妙的是事物何以集成一体.
数字电路的理论基础.哈佛大学的伽登纳 香农是 一位文 质彬彬 的书牛 .事 实 E, 他
( o r ad e )教授 说 ," 可能是 有许多爱好,特别令人难以置信的是香农 H wad G rn r 这
参加工作
14 年香农以数学研究员的身份进 91
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香农 :信息论及数字通信之父
刘瑞挺 /文
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个有良好教育的环境 ,不过父母给他的科 学影响好像还不如祖父的影响大.香农的
问世 , 有力地 " 动"若传统的科学框架. 祖父是 一位农场主兼发明家 ,发明过洗衣 克劳德 · 香农是一位美国数学工程师,作 机和许多农业机械,这对香农的影响比较