:الطالبةاعدادمن .إيمانبلخضر

مقدمة.نظرية المعلومات.تعريف النظرية الرياضية لالتصاالت. شانونتعريف كلود.و النظرية الرياضيةشانون.النموذج الرياضي للمعلومات.االنتروبيا و النظرية الرياضية لالتصال.قائمة المراجع.

الياتالو فيباحثينمجموعةقامالثانيةالعالميةالحربخاللأخصائيهووشانونكلودبينهمومناألمريكيةالمتحدة

انهباعتبارالتلغرافيالتحويلنظريةبتقديمالرياضية،النظريات.الحربفيأساسيتأثيرلهكان

تصلالالوسيلةهتهفيالرسالةأنآنذاكالمقدمةفاإلشكالية.المقدمةللمعلوماتضياعيوجدحيثكاملةبطريقة

قامأينبيللمختبراتشانونانضمالعالميةالحربوبعد1948سنةكتابإلىبعدفيماحولتالتيمقاالت3بإعداد.“صاللالتالرياضيةالنظرية“او“المعلوماتنظرية“:عنوانتحت

ز تركإن بؤرة االهتمام العلمي المشترك لعلم المعلوماتهتسميتمايمكنوبذلك تشكل .حول فكرة المعلومات

انونشبالنظرية العامة للمعلومات التي تمثل نظريه اد والتي ير . لالتصال إحدى حاالتها الخاصة وويفر.لالتصالالنظرية الرياضية بهالب اصطالح نظرية المعلومات يستخدم في الغاف

(1). لإلشارة إلى النظرية الرياضية لالتصاالت

قياسيثحمنوالبياناتالمعلوماتبدراسةتتعلقرياضيةنظريةلحاسباتكا)األجهزةبعضفيتخزينهاوسائلو,رياضيامقدارهاراتشفباستخدامآلخرموضعمنإلرسالهاالطرقوأكفأ(مثالوأجهزةلاإلرساأجهزةعلىتشتملالتياالتصالأجهزةفيمعينة

,المعلوماتلنقلاالتصالوقنواتاالستقبالتالمعلوماخصائصمعيتعاملرياضيأسلوبوتمثيلهي

رسالها اءلإلحصالرياضيةالنظريةمنجزءاتعتبروهي.وا ةنظريوتركز.المعلوماتمفهوملقياسالرياضيواإلحصاءومدىالبيانات،كميةمثلاالتصال،أوجهعلىالمعلوماتحةوصوالتكرار،اإلشارات،وتداخلاإلرسال،قناةوسعةاإلرسال،نموذلكاالحتماالتو،الترميزو،األخطاءوتصحيحاإلرسال،و.كلكالمجتمعإلىتدفقهاحتىالكبالتعبرالبياناتإرسالمعلوماتالتبادلوالنظام،كفاءةزيادةوالخطاءتقليلبهدفذلك(2).العاليةالعائديةتضمنبكلفة

والمعادالتعلىاعتمدتاالنظرياتمنوكغيرهاالنظريةهذهثبتمماوهذاوراسخة،قويةقواعدلوضعالرياضياتنماذج.الكمبيوترعلوممجالفيالعلومجميعبينأوتادها

المعلوماتيالمحتويلقياسكميةوسيلةالنظريةأوجدتوقدتطبقو .لبثهاالوسائلأكفأأوجدتكماmessageللرسائللبحتةاياتالرياضمنهاكثيرة،ميادينفيةالنظري

(3).يةوالسبرنيتيق،ونظريةاالتصاالتوالتطبيقية،الجديدةدمالتقثالثيةأتاحتهمابموجبتطورتالمعلوماتونظرية

لىإالبياناتوتحويل(واالتصاالتوالحاسبات،المعلومات،)تحويلهاو التطبيقيالنظريجانبهامنالمعلوماتونقلمعلومات

.(4)أساسيبشكلواسترجاعهاوتخزينهاخبرةإلى

عتبريأمريكيإلكترونيومهندسرياضياتعالمهوشانونكلوداالتصاالتلعصرالمؤسساألبأوالمعلوماتلنظريةاألب

شانونكانعندما,1916عامميشيغانواليةفيولد..اإللكترونيةباألشياءولعهشدةومنوالعلوم،الرياضياتعشقالمدرسةفيطالبا

األدواتعضببإنشاءوذلكمنزله،فيالعلميةتجاربهبدأالميكانيكيةميلصفنبعدعلىتيلغرافنظاموأسسللطائرات،كنماذجالبسيطةفيالهندسيةوالفنيةالمشاكلعلىوعمل.أصدقائهمنازللبعضصناعةمنلكلاألساسوضعوكما..االتصاالتصناعة

,تشفيرالمجالفيعمل,والالسلكيةالسلكيةواالتصاالتالحاسوب.الصناعيالذكاءفياهتماماتلهكانكما

امعمنهاوتخرجميتشيغانبجامعةشانونالتحقم1932عامفيندسةوالهالرياضياتفيبكالوريوسشهادتيمعهحامال م1936

.اإللكترونيةوهي,األطروحاتأهممناعتبرتالتيللماجستيررسالةقدم

واسيبالحكلعملعليهابنيالتىالقاعدةاعتبـرتالتياألطروحةمعهدمنجائزةعلىشانونحصلم1940عاموفي.االلكترونية

.األمريكيينللمهندسيناألمريكينوبلألفيرد

أنظمةيفالترميزعلىشانونعملالثانيةالعالميةالحربأثناءبعالمالتقىحيث،بيلمختبراتفيالحرائقعلىالسيطرة

كانحيثمأعمالهيناقشوايوميا وكانوا,تورينجاآلنالرياضيات.المشتركةاألفكارمنالعديدلديهم

منالعديدوقامتالجوائزمنهائلكمعلىشانونحصلتوراهالدكدرجةومنحهبتكريمهوالمؤسساتوالمعاهدالجامعاتعامفيألعمالهاحتفاالتأقيمتفقدإنجازاتهوإلحياءالفخرية،.قةالمرمو الجامعاتمنعددفيلهتماثيلخمسةوهناكم2001

شرينالعالقرنفيعالمأعظمشانونعلىجالجرروبيرتأطلقنعرفهاالتيلألشياءوجودالوبدونهالرقميةالثورةمؤسسفهو(5).اليوم

ورقة علمية بعنوان نظرية رياضية في شانوننشرMathematical Theory of Communicationوركزت هذه المقالة على 1949عام

سالها، ما هي أفضل طريقة لتشفير معلومات المرسل التي يريد إر (5) .حيث كانت هذه الدراسة منشأ لنظرية االتصال

وكل هذا وكانت بحوثه قائمة على تشكيل البيانات ومعالجة اإلشارات. كان مبشرا بقدوم عصر المعلومات

ج قاموس االتصاالت مفهوم القنوات ذات الضجيالىشانونادخلوسط كمية كما ادخل مفهوم قوي في نفس الوقت يستعمل في قياس مت

و ونشانبـأنتروبياالمعلومات الموجدة في رسالة ما وهو ما يسمى غط الذي كان له تأثير كبير في مجال ضغط البيانات خاصة ض

اوقيقية الحالقيميةعن األنتروبياالبيانات دون ضياع حيث تعبر (6.)الدنيا الذي يمكن أن تسند لترميز ما

على دراسة الحدود النظرية إلرسال المعلومات منشانونعمليط من خالل وس( المستقبل)بإلى النقطة ( المصدر)أالنقطة

قبل Encodingالمعلومات تحتاج أن يتم ترميزها (. القناة):إلى قسمينشانونإرسالها في القناة والتي قسمها

قناة متواصلةContinuous Channel: تستطيع حمل إشارات.مستمرة مثل صوت اإلنسان

قناة غير مترابطةDiscrete Channel: تستطيع حمل إشارات(7.)حمتقطعة مثل األحرف التي تكتب عن طريق لوحة المفاتي

من هذه النظرية هو رسم اإلطار الرياضيشانونهدف انن اتصال ما بياوالذي يمكننا من حساب تكلفة رسالة ما

يها الوحدات في سياق اضطرابات عشوائية غير مرغوب ف(8. )يطلق عليها التشويش

:النموذج الرياضي للمعلومات من خمسة عناصر وهييتكّون 1)مصدر المعلومات الذي يشتمل على كمّية من المعلومات

النظام بهايزّود 2) جهاز إرسال قادر على تحويل المعلومات إلى إشارات

(كهربائية ستحمل المعلومات عبر النظام ووضع الكود3)يةقناة تؤمن تدّفق المعلومات في شكل إشارات كهربائ4)د جهاز استقبال يقوم بعكس عملية جهاز اإلرسال ويعي

(ودفك الك)اإلشارات الكهربائية إلى شكل الرسالة األصلية 5)ن الهدف وهو الطرف الذي توّجه له المعلومات، ويمكن أ

(9)جهازايكون إنسانا أو

المصدر المرسل القناة المستقبل الهدف

مصدر الضوضاء

المعلوماتميةكأنهينظريتهشانونعليهابنىالتيالفلسفيةالفكرةنماذاتها،بحدبالعبارةتتعلقال بكميةوترتبط.مةالمعلو بمتلقيتتعلقوا (10)ئيةللعشوامقياسااعتبارهباباالحتمالتتعلقفهي”المفاجأة“ياسمقإيجادبهدف،لرمزالمعلوماتيالمحتوىلحسابطريقةفهي

يعجميمثلماوهوبأكمله،لمصدرالمعلوماتيالمحتوىلمتوسطهويالمعلوماتللمحتوىالمتوسطهذاومثل.لإلرسالالمتاحةالرموز

sourceالمصدربأنتروبيايسمىما entropyتعادلهدرجةأوالرسالةفيللحيرةكمقياسالمعلوماتإنتروبيابتطويرشانونقامةالكافيالدقةخاللمنالنظريةهذهموجوداتمؤشراتمنواحدةهيو

(11).الفوضىحالةتمثلالدقةعدمحالةأىللنتائج

لرقمية ألن واعيا بما حققه بالثورة اشانونفي آخر حياته لم يكنوعمره 2001، توفي عام الزهايمرذاكرته قد تالشت بسبب مرض

.عاما 84

دار :ردناال،صناعةالمعلوماتأبو رقيقة، اسماعيلإنعام الشهربلي،-(4)(1).ص372،2013،اللنشروالتوزيعالوراق

دار :ويتأبو بكر السيد، مقدمة نظرية المعلومات وصياغة الشفرات،الك( 2).ص403، 1985التوزيع،والقلم للنشر

مقدمة في تحليل النظم، عمان .عوض منصور ، ومحمد أبو النور (6).41-40ص .1989دار الفرقان للنشر والتوزيع، ( : األردن)

و الصادق العياضينصر الدين :مشال ماتالر، تروأرمان ( 9)-(8).ص254، 2005المنظمة العربية للترجمة،:رابح، لبنان

(3) http://www.elshami.com vu le:25/01/2014. A:15h.(7()5) http://alimorning.blogspot.com.shannon.html.vu

le:27/01/2014. A: 15:55h.(10 ) http://scimultiverse.wordpress.comمدونة عوالم علمية(11) http://www.arab-ency.com