Lucrarea lui Shannon. Preistoria Unix-ului - Episodul 6

 

Dacă ar fi să întrebați un grup de istorici ai tehnologiei care a fost al doilea cel mai important om de știință din Laboratoarele Bell, ar fi dificil să obțineți două răspunsuri identice. Această instituție a găzduit în diferitele sale facilități unii dintre cei mai talentați fizicieni, ingineri, matematicieni, specialiști metalurgiști și chiar psihologi. care au fost cheia ambiției companiei de a extinde serviciul de telefonie în toată Statele Unite.

Dar când vine vorba de a răspunde care este cel mai important, probabil că răspunsul este unanim; Claude Shannon. În această serie de articole încerc pe cât posibil să nu dau prea multe nume proprii sau date pentru a mă concentra pe evenimente. Cu toate acestea, este inevitabil să ne oprim la Shannon pentru că, la fel ca Newton sau Einstein, el a creat singur un domeniu de studiu complet nou.

În ce a constat slujba lui Shannon?

L-am lăsat pe Claude Shannon, un student absolvent de Inginerie și Matematică, entuziasmat de posibilitățile analizorului diferențial. Era o mașină care, combinând diferite poziții ale releelor, avea capacitatea de a rezolva ecuații. Shannon a propus posibilitatea utilizării algebrei booleene, o ramură relativ nouă a matematicii, pentru a proiecta astfel de dispozitive.

Algebra booleană acceptă doar două variabile; 0 și 1 și 3 operații de bază:

• Respins (NU)
• Sumă (SAU)
• Produs (ȘI)

Shannon a legat cele două poziții posibile ale fiecărui releu (oprit și pornit) cu cele două variabile (0 și 1). Lucrarea pe care a scris-o pe această temă este considerată cea mai influentă teză de master din istorie.

Fără să fie clar ce trebuie să facă, a colaborat o perioadă în cercetarea genetică, dar fără a-și pierde interesul pentru problema transmiterii informațiilor. În urma unui articol despre cum să măsori și să te gândești la fluxul de date al expeditorului și al receptorului, a început să speculeze o teorie generală care cuprinde diferitele mass-media.

Confruntat cu intrarea iminentă a Statelor Unite în război, a decis să se alăture laboratoarelor Bell, deoarece acestea au colaborat strâns în efortul de război, era o modalitate sigură de a nu fi chemat.

Jocuri de război

Primul loc de muncă al lui Shannon pentru Bell Labs a fost să colaboreze la proiectarea sistemelor de control al incendiului. Sarcina lui a fost să dezvolte formulele matematice care să permită calcularea poziției viitoare a unui proiectil sau a aeronavei inamice din informațiile colectate de radar.r din poziția curentă. Aceste formule ar fi apoi programate în calculatoare primitive însărcinate cu tragerea automată în ținte.

Când sistemul a fost implementat în 1944, a reușit să oprească 70% din bombele germane aruncate împotriva Marii Britanii.

Cu toate acestea, ceea ce l-a interesat cu adevărat pe Shannon a fost criptografia, așa că s-a alăturat echipelor Bell Labs care s-au ocupat de modalități de a menține comunicațiile în siguranță.. Activitatea sa pe această temă a fost rezumată într-un document de 114 pagini care a fost imediat clasificat drept secret de autoritățile guvernamentale.

Unul dintre cele mai relevante puncte ale acestei lucrări este descoperirea că limba engleză este plină de redundanță și predictibilitate. În criptografie, cu cât un mesaj are mai puțină redundanță, cu atât decriptarea va fi mai dificilă. Shannon a demonstrat că este posibil să se reducă redundanța și predictibilitatea prin eliminarea literelor sau cuvintelor fără a face mesajul lipsit de sens. Există mai multe experimente psihologice care demonstrează modul în care creierul completează automat propoziții făcându-ne să vedem cuvinte care nu sunt scrise.

Cele trei cuvinte care compun moștenirea lui Claude Shannon apar pentru prima dată în acest document: Teoria informațiilor.

Pentru ca Shannon să facă următorul pas în formularea sa teoretică, a fost necesar să aștepte ca laboratoarele Bell să dezvolte o tehnologie bazată pe o teorie formulată în altă parte: așa-numita modulare a codului de impulsuri (PCM).

Semnalele telefonice s-au mutat din undele electrice. Inginerii Bell au luat 8000 de mostre pe secundă din creșterea și căderea acestor unde și au găsit o modalitate de a le traduce în zerouri și unu sau stări de pornire și oprire. (Vă amintiți cele două variabile din algebra booleană?) Acum, în loc să trimiteți unde de-a lungul canalelor telefonice, puteți trimite informații care descriu coordonatele numerice ale undelor.