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信息论（英语：information theory）是应用数学、电子学和计算机科学的一个分支，涉及信息的量化、存储和通信等。信息论是由克劳德·香农发展，用来找出信号处理与通信操作的基本限制，如数据压缩、可靠的存储和数据传输等。自创立以来，它已拓展应用到许多其他领域，包括统计推断、自然语言处理、密码学、神经生物学[1]、进化论[2]和分子编码的功能[3]、生态学的模式选择[4]、热物理[5]、量子计算、语言学、剽窃检测[6]、模式识别、异常检测和其他形式的数据分析。
Die Informationstheorie ist eine mathematische Theorie aus dem Bereich der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik, die auf den US-amerikanischen Mathematiker Claude Shannon zurückgeht. Sie beschäftigt sich mit Begriffen wie Information und Entropie, der Informationsübertragung, Datenkompression und Kodierung sowie verwandten Themen.
Neben der Mathematik, Informatik und Nachrichtentechnik wird die theoretische Betrachtung von Kommunikation durch die Informationstheorie auch zur Beschreibung von Kommunikationssystemen in anderen Bereichen (z. B. Medien in der Publizistik, Nervensystem in der Neurologie, DNA und Proteinsequenzen in der Molekularbiologie, Wissen in der Informationswissenschaft und Dokumentation) eingesetzt.
Die Shannonsche Theorie verwendet den Begriff der Entropie, um den Informationsgehalt (auch Informationsdichte genannt) von Nachrichten zu charakterisieren. Je ungleichförmiger eine Nachricht aufgebaut ist, desto höher ist ihre Entropie. Grundlegend für die Informationstheorie ist neben dem Entropiebegriff das Shannon-Hartley-Gesetz nach Shannon und Ralph Hartley. Es beschreibt die theoretische Obergrenze der Kanalkapazität, also die maximale Datenübertragungsrate, die ein Übertragungskanal in Abhängigkeit von Bandbreite und Signal-zu-Rausch-Verhältnis ohne Übertragungsfehler erreicht.
Ein cyber-physisches System bezeichnet den Verbund informatischer, softwaretechnischer Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur, wie z. B. das Internet, kommunizieren. Ein cyber-physisches System ist durch seinen hohen Grad an Komplexität gekennzeichnet. Die Ausbildung von cyber-physischen Systemen entsteht aus der Vernetzung eingebetteter Systeme durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetze. Die Begriffsbildung folgt dem Bedarf an einer neuen theoretischen Grundlage für die Erforschung und Entwicklung großer, verteilter, komplexer Systeme, wie zum Beispiel der Weiterentwicklung des deutschlandweiten Stromnetzes, hin zu einem intelligenten Stromnetz,[1] oder die Konstruktion neuartiger Industrieproduktionsanlagen,[2][3][4] die sich hoch dynamisch an die jeweiligen Produktionserfordernisse anpassen können.
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