Ralph Hartley: Porovnání verzí

Z WikiKnihovna
Přejít na: navigace, hledání
(ladění textu)
Řádek 17: Řádek 17:
 
|oceneni          = [[http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_Medal_of_Honor IEEE Medal of Honor]] (1970)
 
|oceneni          = [[http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_Medal_of_Honor IEEE Medal of Honor]] (1970)
 
}}
 
}}
'''Ralph Hartley''', celým jménem [[Ralph Vinton Lyon Hartley]] (30. listopad 1888 - 1. května 1970) byl americký elektronický výzkumník a telefonní technik. Podílel se na základech teorie informace a je také vynálezce [http://en.wikipedia.org/wiki/Hartley_oscillator Hartleyoho elektronického oscilátoru]. Jeho publikace z roku 1928 může být považována za nejdůležitější jednotlivý předpoklad Shannonovy [[Teorie informace|teorie informace]].
+
'''Ralph Hartley''', celým jménem '''Ralph Vinton Lyon Hartley''' (30. listopad 1888 - 1. května 1970) byl americký elektronický výzkumník a telefonní technik. Podílel se na základech teorie informace a je také vynálezce [http://en.wikipedia.org/wiki/Hartley_oscillator Hartleyoho elektronického oscilátoru]. Jeho publikace z roku 1928 může být považována za nejdůležitější jednotlivý předpoklad Shannonovy [[Teorie informace|teorie informace]].
  
  

Verze z 29. 4. 2014, 18:51

Ralph Hartley

Hartley ralph-vinton-lyon-001.jpg

 
Spruce, Nevada, USA
Datum a
místo úmrtí
1. května 1970
New Jersey, USA
  -
  ženatý, bezdětný 
  New Jersey
  americké
Vzdělání University of Utah(1909)

Oxford University (1912) - B.A. Oxford University (1913) - B.SC.

Pracoviště Bell s systems
  [IEEE Medal of Honor] (1970)
Známý pro Teorie informace, Hartleyho oscilátoru, Hartleyho míra inforamce

Ralph Hartley, celým jménem Ralph Vinton Lyon Hartley (30. listopad 1888 - 1. května 1970) byl americký elektronický výzkumník a telefonní technik. Podílel se na základech teorie informace a je také vynálezce Hartleyoho elektronického oscilátoru. Jeho publikace z roku 1928 může být považována za nejdůležitější jednotlivý předpoklad Shannonovy teorie informace.


Život

Ralph Hartley se narodil 30. listopadu 1888 ve městě Sprucemont ve státě Nevada ve Spojených státech amerických.
Roku 1909 získal titul B.A (Bachelor of Arts) na univerzitě Utah v Salt Lake City. V roce 1913 obdržel titul B. Sc. (Bachelor of Science) na oxfordské univerzitě. Na jaře roku 1916 se oženil s brooklynskou rodačkou Florence Vailovou, děti však Hartleyovi nikdy neměli.
V roce 1946 obdržel Hartley Medaili Cti „Za svou dřívější práci na oscilujících obvodech za užití triodových trubic a též za jeho rané nalezení a objasnění základního vztahu mezi souhrnným objemem informací, které lze přenést přenosovým systémem omezené kapacity a potřebným časem.“[1] Hartley nadále zůstal členem Americké asociace pro vědecký pokrok. Zemřel 1. května 1980 ve věku 81 let.

Práce

Poté co se Hartley vrátil z Anglie přijal místo ve výzkumné laboratoři Western El.Company a byl zodpovědný za vyývoj radio přijímačů pro transatlantické radiotelefonické testy, prováděné v roce 1915 společností Bell’s system. „V tomto období vynalezl svůj oscilátor, sloužící k eliminaci „triodových trubic“ vycházející z vnitřního párování.”[2]
Během první světové války přišel Hartley na principy vedoucí k vývoji sound-type directional finders. Po válce pracoval ve Western Electric a později v Bell Laboratories na vývoji převaděčů a technologiích hlasových a nosičových přenosů. Tehdy také zformuloval zákon postulující, že „celkový objem informací, jež lze přenést je přímo úměrný frekvenčnímu rozsahu a době přenosu.“
Kvůli nemoci se Hartley asi 10 let nemohl podílet na výzkumu, ale v roce 1939 se vrátil do Bell Labs jako konzultant a v průběhu války se angažoval zejména v řešení problémů se servomechanismy. V roce 1950 odešel do důchodu. [3]


Hartleyho oscilátor

Hartleyho oscilátor je elektronický obvod oscilátoru, ve kterém je oscilační frekvence určena laděným obvodem sestávajícím z kondenzátorů a induktorů. Tento obvod byl vynalezen v roce 1915, skládá se z jednoho kondenzátoru paralelně se dvěma induktory v sérii, a zpětnovazební signál potřebný pro kmitání je převzat ze středového spojení dvou indukčních cívek. Patent tomuto oscilátoru byl udělen roku 1920.

Hartley-US-Pat 1,356,7631.png

Teorie informace

Na mezinárodním kongresu v roce 1927 v Itálii použil nové slovo “informace” a představil fundamentální teorém a novou sadu definic. Teorém by se dal vyjádřit slovy: “většina informací, které lze přenést v jakoukoli danou dobu, odpovídá dostupnému kmitočtovému rozsahu.”[4]
Přišel také s řadou nových ideí. První ideou byla sama informace, o které tvrdil, že je to záležitost komunikace, což může být psaní, přímá řeč, nebo cokoli jiného. Snažil se ospravedlnit, jakým způsobem používá slov informace… Místo abychom o slově informace uvažovali psychologicky, navrhl chápat ho (jeho vlastním slovem) “fyzicky”.[5]
V každém případě se Hartley domníval, že technik by měl být schopen najít zobecnění pro všechny způsoby komunikace: psané a telegrafní kódy i fyzický přenos zvuku elektromagnetickými vlnami, telefonními dráty nebo v éteru.[6]
Dle Hartleyho dochází ke komunikaci pomocí symbolů - slov, teček, čárek; a tyto symboly přenášejí svůj význam. Pro to, aby Hartley tuto svou ideu prokázal, začal počítat symboly bez ohledu na jejich význam. Zdálo se, že množství informace musí odpovídat počtu symbolů. Ovšem některé symboly, jako třeba tečka nebo čárka, nesou menší množství informace, než třeba písmeno abecedy, a mnohem menší množství informace, než slovo vybrané ze slovníku, který obsahuje tisíce slov. Takže “čím více je možných symbolů, tím větší množství informace každá volba nese.” [7] Aby Hartley znal přesně, o kolik víc informace volba nese, tak sestrojil vzorec:

H = n log s

kde H je množství informace, n znamená počet přenášených symbolů a s je velikost abecedy.[8] Takže v Morseově abecedě je veličina s pouze dvě (tečka a čárka), zatímco třeba čínský slovník o 1000 znacích má velikost s 1000.
“Množství informace však není úměrné velikosti abecedy. Vztah je logaritmický - ke zdvojnásobení množství informace je nutné velikost abecedy umocnit na druhou.”[9] Co Hartley také předvedl na příkladu - na hybridu starých a nových tisknoucích telegrafů, které byly připojeny k elektrickým obvodům.
“Pomocí hrubé, ale přesvědčivé analýzy Hartley prokázal, že v obou případech (telegrafie i telefonie) bude celkové množství informace záviset na dvou faktorech: času pro přenos a šířce pásma příslušného kanálu.”[10]
Tato Hartleyho teorie, která vyšla z teorie Harryho Nyquista, se nestala hned úspěšnou a uznávanou. Až po té, co ji Bell Labs vydaly ve vlastním časopise The Bell System Technical Journal si ji přečetl světově uznávaný informační teoretik Claude Shannon. Ten tyto matematické ideje pochopil, i když byly značně nepřesné a oba pánové měli problém s přesnými definicemi svých pojmů.

Hartleyho zákon

Roku 1928 Hartley definoval způsob, jak kvantifikovat informace. Tato metoda, později známá jako Hartleyho zákon, se stala důležitým předchůdcem Shannonova sofistikovanějšího pojetí kapacity kanálu. Harley tvrdil, že maximální počet rozlišitelných úrovní impulsů, které mohou být spolehlivě vysílány a přijímány přes komunikační kanál, je omezen dynamickým rozsahem signálu amplitudy a přesností, s níž mohou být rozlišeny úrovně amplitudy. Hartleyho zákon je někdy citován jako proporcionalita mezi analogovou šířkou pásma (B) v Hertzích, a to co se dnes nazývá digitální šířka pásma (R) v bitech za sekundu.


Hartleyho míra informace

Je to míra syntaktické informace, kterou Hartley zavedl v roce 1928 a byla založena na variaci s opakováním, na variaci, kde se prvky ve vybraných skupinách mohou opakovat. “K odvození této míry si uvědomíme, že z dané abecedy základních symbolů o celkovém počtu s lze sestavit jistý počet N stacionárních a nezávislých zpráv o stanovené délce n. Při tom každé místo N-členné skupiny symbolů je možno obsadit kterýmkoli ze základních s symbolů se stejnou pravděpodobností. Neurčitost, kterou odstraníme tím, že vybereme jednu jedinou zprávu o zmíněné délce n, závisí na celkovém možném počtu N zpráv (na celkovém počtu možných alternativ).[11] Hartleyova míra (kapacity) informace tedy zní:

IH = Imax = K ln N = K n ln s.

“Tato míra informace nedává přednost jedné zprávě před druhou... Hartleyova míra informace je maximem obecného vyjádření informace. Při ní je omezení neurčitosti zprávy maximální (její neurčitost je minimální).[12]

Hartleyho transformace

Harleyova transformace je (matematicky řečeno) integrální transformace, která úzce souvisí s Fourierovou transformací. Slouží pro převod signálů z časové oblasti do oblasti frekvenční. Tato transformace byla navržena právě jako alternativa k Fourierově transformaci a byla Hartleyem navržena v roce 1924 - je jednou z mnoha Fourierovi-příbuzných transformací, které byly navrženy. “Tato transformace představuje digitálně – analogovou transformaci. Tato metoda mění skutečný vstup na skutečný výstup bez vlastní účasti komplexních čísel. Hartleyova transformace je tedy reálná část Fourierovy transformace, od které je odečtena imaginární část.”[13] Hartleyho transformace funkce f (t) je definována:


Hartleyho transformace.png

Publikace

  • Hartley, R.V.L., "The Function of Phase Difference in the Binaural Location of Pure Tones," Physical Review, Volume 13, Issue 6, pp 373–385, (June 1919).
  • Hartley, R.V.L., Fry T.C.,"The Binaural Location of Pure Tones", Physical Review, Volume 18, Issue 6, pp 431 – 442, (December 1921).
  • Hartley, R.V.L., "Relations of Carrier and Side-Bands in Radio Transmission", Proceedings of the IRE, Volume 11, Issue 1, pp 34 – 56, (February 1923).
  • Hartley, R.V.L., "Transmission of Information", [1], Bell System Technical Journal, Volume 7, Number 3, pp. 535–563, (July 1928).
  • Hartley, R.V.L., "A Wave Mechanism of Quantum Phenomena", Physical Review, Volume 33, Issue 2, Page 289, (1929) (abstract only)
  • Hartley, R.V.L., "Oscillations in Systems with Non-Linear Reactance", The Bell System Technical Journal, Volume 15, Number 3, pp 424 – 440, (July 1936).
  • Hartley, R.V.L., "Excitation of Raman Spectra with the Aid of Optical Catalysers", Nature, Volume 139, pg 329 - 329, (20 February 1937)
  • Hartley, R.V.L., "Steady State Delay as Related to Aperiodic Signals", Bell System Technical Journal, Volume 20, Number 2, pp 222 – 234, (April 1941).
  • Hartley, R.V.L., "A More Symmetrical Fourier Analysis Applied to Transmission Problems," Proceedings of the IRE, Volume 30, Number 2, pp. 144–150 (March 1942).
  • Hartley R.V.L., "Note on the Application of Vector Analysis to the Wave Equation", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 22, Issue 4, pg 511, (1950).
  • Hartley, R.V.L., "The Significance of Nonclassical Statistics", Science, Volume 111, Number 2891, pp 574 – 576, (May 26, 1950)
  • Hartley, R.V.L., "Matter, a Mode of Motion", Bell System Technical Journal, Volume 29, Number 3, pg 350 - 368, (July 1950).
  • Hartley, R.V.L., "The Reflection of Diverging Waves by a Gyrostatic Medium", Bell System Technical Journal, Volume 29, Number 3, pp 369 – 389, (July 1950),
  • Hartley, R.V.L., "A New System of Logarithmic Units", Proceedings of the IRE, Volume. 43, Number 1, pg 97, (January 1955).
  • Hartley, R.V.L., "New System of Logarithmic Units", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 27, Issue 1, pp 174 – 176, (1955)
  • Hartley, R.V.L., "Information Theory of The Fourier Analysis and Wave Mechanics", August 10, 1955, publication information unknown.
  • Hartley, R.V.L., "The Mass of a Wave Particle", July 30, 1955, unpublished manuscript, copies available from the Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park MD
  • Hartley, R.V.L., "The Mechanism of Gravitation", January 11, 1956, unpublished manuscript; copies available from the Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park MD
  • Hartley, R.V.L., "The Mechanism of Electricity and Magnetism", June 14, 1956, unpublished manuscript, copies available from the Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park MD
  • Hartley, R.V.L., "Rotational Waves in a Turbulent Liquid", Journal of the Acoustical Society of America, Volume 29, Issue 2, pp 195 – 196, (1957) Hartley, R.V.L., "A Mechanistic Theory of Extra-Atomic Physics", Philosophy of Science, Volume 26, Number 4, pp 295 – 309, (October 1959)

Externí odkazy

  1. Ralph Hartley: Biography. In: IEEE Global HIstory Network [online]. [cit. 2014-04-27]. Dostupné z:http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Ralph_Hartley
  2. Ralph Hartley. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2014, 29.ledna 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Ralph_Hartley
  3. Ralph Hartley. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2014, 29.ledna 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Ralph_Hartley
  4. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 162. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  5. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 28. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  6. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 28. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  7. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 163. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  8. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 163. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  9. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 164. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  10. Informace: historie, teorie, záplava. 1. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2013, s. 164. Zip (Argo: Dokořán). ISBN 978-80-7363-415-5.
  11. POSPÍŠIL, Jaroslav. Teorie informace: určeno pro stud. fyziky specializace Aplikovaná fyzika PřF UP. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 1993, s. 9. ISBN 80-7067-270-6.
  12. POSPÍŠIL, Jaroslav. Teorie informace: určeno pro stud. fyziky specializace Aplikovaná fyzika PřF UP. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 1993, s. 11, 12. ISBN 80-7067-270-6.
  13. JIRDA, David. Aplikace pro analýzu elektrogastrogramu [online]. Brno, 2011 [cit. 2014-04-27]. s. 13. Dostupné z: https://dspace.vutbr.cz/bitstream/handle/11012/12391/David_Jirda_BP.pdf?sequence=2. Bakalářská práce. Vysoké Učení Technické v Brně. Vedoucí práce Ing. Oto Janoušek.