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의사소통의 수학적 이론

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목차

1. 개요

의사소통의 수학적 이론(A Mathematical Theory of Communication)은 1948년 벨 시스템 기술 저널에 게재된 논문으로, 정보 이론 분야의 시발점으로 평가받는다. 이 논문은 워런 위버의 해설이 추가되어 단행본으로 출판되었으며, 2009년 일본에서 번역 출판되기도 했다. 이 논문에서 섀넌은 메시지를 생성하는 정보원, 신호를 생성하는 송신기, 신호가 전송되는 통신로, 신호를 메시지로 변환하는 수신기, 메시지의 전달 대상인 목적지 등 통신의 기본 요소를 제시했다. 또한 정보량(엔트로피)과 중복성의 개념을 도입하고, 비트라는 용어를 정보 단위로 사용했으며, 채널 용량 개념과 잡음이 있는 채널 코딩 정리를 소개했다. 섀넌은 로버트 파노와 함께 섀넌-파노 부호화 기법을 개발하여 정보 엔트로피에 근접한 효율적인 부호화 방법을 제시했다.

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의사소통의 수학적 이론 - [서적]에 관한 문서
기본 정보
1949년 완전한 책 판
1949년 완전한 책 판
제목통신에 대한 수학적 이론
원제A Mathematical Theory of Communication
저자클로드 E. 섀넌
국가미국
언어영어
주제통신 이론
출판일1948년
기타 정보
OCLC알 수 없음

2. 출판

이 논문은 1948년 벨 시스템 기술 저널에 "A Mathematical Theory of Communication"이라는 제목으로 처음 게재되었다. 이후 정보 이론 분야의 창시적인 저작으로 평가받으며, 1949년에는 워런 위버가 작성한, 더 일반적인 독자를 위해 이론을 개괄적으로 설명하는 해설이 추가되어 ''The Mathematical Theory of Communication'' (의사소통의 수학적 이론)이라는 제목의 책으로 출판되었다(ISBN 0-252-72546-8).[9] 1963년에는 페이퍼백으로 재출판되었다(ISBN 0-252-72548-4).

섀넌의 일반적인 통신 시스템 다이어그램. 메시지를 생성하는 프로세스를 보여준다.


일본에서는 2009년에 우에마츠 토모히코의 번역으로 출판되었다(ISBN 978-4-480-09222-9).

3. 내용

이 논문은 정보 이론이라는 새로운 학문 분야를 창시한 것으로 평가받는다.[1] 1949년 ''The Mathematical Theory of Communication|의사소통의 수학적 이론eng''이라는 제목의 책으로 출판되었으며, 1963년에는 페이퍼백으로도 출간되었다. 이 책에는 워런 위버가 일반 독자를 위해 이론의 개요를 설명한 글이 추가되었다.

섀넌은 이 논문에서 통신 시스템의 기본 모델을 제시하고, 정보 엔트로피, 중복성, 채널 용량과 같은 핵심 개념을 도입했다. 또한 정보의 기본 단위로 비트라는 용어를 사용했으며(이는 존 튜키에게서 비롯되었다고 밝혔다), 잡음 채널 코딩 정리를 증명하고 로버트 파노와 함께 개발한 섀넌-파노 부호화 기법을 제안했다.

3. 1. 통신 시스템의 기본 요소



섀넌의 논문에서는 통신의 기본 요소를 다음과 같이 설명하고 있다.[1]

  • '''정보원'''(information source): 메시지를 생성하는 주체이다.
  • '''송신기'''(transmitter): 메시지를 조작하여 통신로를 통해 전송 가능한 신호를 생성하는 장치이다.
  • '''채널'''(channel): 메시지를 구성하는 정보를 포함하는 신호가 전송되는 매체 또는 통로이다. 채널에서는 잡음에 의해 신호가 왜곡될 수 있다.
  • '''수신기'''(receiver): 전달된 신호를 원래의 메시지로 복원하는 장치이다.
  • '''목적지'''(destination): 메시지가 최종적으로 도달하는 대상, 즉 사람 또는 기계이다.

3. 2. 주요 개념



섀넌의 논문은 통신의 기본 요소를 다음과 같이 설명한다.

  • 정보원(information source): 메시지를 생성한다.
  • 송신기(transmitter): 메시지를 처리하여 통신로를 통해 전송할 수 있는 신호를 생성한다.
  • 통신로(channel): 메시지를 구성하는 정보를 담고 있는 신호가 전송되는 매체이다.
  • 수신기(receiver): 전달된 신호를 의도된 메시지로 다시 변환한다.
  • 목적지(destination): 메시지가 전달될 대상인 사람 또는 기기이다.


또한 이 연구는 다음과 같은 중요한 개념들을 도입하고 발전시켰다.

  • 정보 엔트로피 (Information Entropy): 정보원이 생성하는 메시지의 불확실성 또는 정보량을 측정하는 척도이다.
  • 중복성 (Redundancy): 메시지에 포함된 여분의 정보이다. 이는 통신 과정에서 발생할 수 있는 오류를 감지하거나 수정하는 데 활용될 수 있다.
  • 비트 (Bit): 정보를 나타내는 기본 단위이다. 섀넌은 이 용어를 존 튜키에게서 가져왔다고 밝혔다.
  • 채널 용량 (Channel Capacity): 주어진 통신로(채널)를 통해 오류 없이 전송할 수 있는 정보량의 이론적 최댓값이다.
  • 잡음 채널 코딩 정리 (Noisy-channel Coding Theorem): 통신로에 잡음이 있더라도, 전송률이 채널 용량보다 낮으면 오류율을 임의로 낮추면서 정보를 전송할 수 있는 부호화 방법이 존재한다는 것을 증명한 정리이다.


이 외에도 섀넌은 로버트 파노와 함께 개발한 섀넌-파노 코딩 기법을 이 논문에서 제안했다.

3. 3. 섀넌-파노 부호화

클로드 섀넌은 이 논문에서 로버트 파노와 함께 개발한 섀넌-파노 부호화 기법을 제안했다.

참조

[1] 서적 Information Theory: Tracts in Pure & Applied Mathematics John Wiley & Sons Inc
[2] 서적 Information Theory and Network Coding https://archive.org/[...] Springer
[3] 서적 Publishing Journal Articles: A Scientific Guide for New Authors Worldwide https://books.google[...] Cambridge University Press 2020
[4] 웹사이트 Genius in Training https://alumni.umich[...] 2023-10-31
[5] 웹사이트 Claude Shannon: Reluctant Father of the Digital Age https://www.technolo[...] 2001-07-01
[6] 서적 The Information: A History, a Theory, a Flood https://books.google[...] Vintage Books
[7] 서적 Convergence: The Idea at the Heart of Science https://books.google[...] Simon & Schuster 2018
[8] 서적 The True Creator of Everything: How the Human Brain Shaped the Universe as We Know it https://books.google[...] Yale University Press 2020
[9] 웹사이트 The Mathematical Theory of Communication https://monoskop.org[...] 2024-05-28
[10] 문서 Information Theory Interscience
[11] 서적 Information Theory and Network Coding
[12] 학술지 A Mathematical Theory of Communication http://ieeexplore.ie[...] 1948-07
[13] 학술지 A Mathematical Theory of Communication http://ieeexplore.ie[...] 1948-10
[14] 서적 Information Theory: Tracts in Pure & Applied Mathematics https://archive.org/[...] John Wiley & Sons Inc
[15] 서적 Information Theory and Network Coding https://archive.org/[...] Springer
[16] 웹인용 Genius in Training https://alumni.umich[...] 2023-10-31


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