INFORMATION THEORY - THE BIG IDEA
LÝ THUYẾT THÔNG TIN - Ý TƯỞNG LỚN
Information theory lies at the heart of everything-from DVD players and genetic code of DNA to the physics of universe at its most fundamental.
Lý thuyết thông tin nằm ở trong tim của mọi vật từ đầu đĩa DVD và mã di truyền ADN tới các vật thể đơn giản nhất trong vũ trụ.
It has been central to the development of the science of communication, which enables data to be sent electronically and has therefore had a major impact on our life.
Nó đã là trung tâm của sự phát triển của khoa học truyền thông, cho phép dữ liệu được gửi bằng điện tử và do đó có tác động to lớn đến cuộc sống của chúng ta.
A
In April 2002 an event took place which demonstrated one of the many applications of information theory.
Vào tháng 4 năm 2002, 1 sự kiện đã tổ chức chứng minh một trong nhiều ứng dụng của lý thuyết thông tin.
The space probe, Voyager I, launched in 1977, had sent back spectacular images of Jupiter and Santurn and then soared out of Solar System on one-way mission to the stars.
Tàu du hành vũ trụ, Voyager I, đưa ra năm 1977, đã gửi trở lại các hình ảnh kì lạ của sao Mộc và sao Thổ và sau đó bay ra ngoài hệ mặt trời với sứ mệnh là tới các ngôi sao.
After 25 years of exposure to the freezing temperatures of deep space, the probe was beginning to show its age.
Sau 25 năm tiếp xúc với nhiệt độ đông cứng của không gian sâu thẳm, tàu vũ trụ đã bắt đầu cho thấy thời kì của nó.
Sensors and circuits were on the brink of failing and NASA experts realised that they had to do something or lose contact with their probe forever.
Các cảm biến và mạch đã đứng trên bờ vực thất bại và các chuyên gia NASA đã nhận ra rằng chúng ta phải làm gì đó hoặc sẽ mất con tàu mãi mãi.
The solution was to get a message to Voyager I to instruct it to use spares to change the failing parts.
Giải pháp là gửi 1 thông điệp tới tàu Voyager I để hướng dẫn nó sử dụng các phần dự trữ để sửa chữa các bộ phận hỏng.
With the probe 12 billion kilometres from Earth, this was not easy task.
Với 1 con tàu cách Trái đất 12 tỉ km, thì đó là bài toán không hề dễ.
By means of a radio dish belonging to NASA’s Deep Space Network, the message was sent out into depths of space.
Bằng một chiếc đĩa vô tuyến thuộc Mạng Không gian Vũ trụ của NASA, thông điệp đã được gửi đi vào khoảng không của không gian
Even travelling at the speed of light, it took over 11 hours to reach its target, beyond the orbit of Pluto.
Dù cho hành trình đi với tốc độ ánh sáng, nó cũng mất hơn 11 tiếng để tới điểm mong muốn, lớn hơn quỹ đạo của sao Diêm Vương.
Yet, incredibly, the little probe managed to hear the faint call from its home planet, and successfully made the switchover.
Tuy nhiên, thật kì diệu, chiếc tàu vũ trụ nhỏ bé đã xoay sở để nghe tiếng gọi yếu ớt từ hành tinh nó, và đã thành công việc chuyển đổi.
B
It was the longest - distance repair job in history, and a triumph for the NASA engineers.
Đó là công việc sửa chữa với quãng đường xa nhất trong lịch sử, và là một thắng lợi cho các kỹ sư NASA.
But it also highlighted the astonishing power of the techniques developed by American communication engineer Claude Shannon, who had died just a year earlier.
Nhưng nó cũng đánh dấu sức mạnh đáng ngạc nhiên của kỹ thuật phát triển bởi kỹ sư truyền thông Mỹ Claude Shannon, người mới mất một năm trước.
Born in 1916 in Petoskey, Michigan, Shannon showed an early talent for Maths and for building gadgets, and made breakthroughs in the foundations of computer technology when a student.
Sinh năm 1916 tại Petoskey, Michigan, Shannon đã biểu hiện là một tài năng sớm về toán học và các công cụ xây dựng, và mang đến sự phát triển quan trọng trong nền tảng của kỹ thuật máy tính khi là một sinh viên.
While at Bell labratories, Shannon developed Information Theory, but shunned the resulting acclaim.
Trong khi tại các phòng thí nghiệm Bell, Shannon đã phát triển lý thuyết thông tin, thì kết quả đó lại không được ca ngợi.
In the 1940s, he single – handedly created an entire science of communication which has since inveigled its way into a host of applications, from DVDs to satelite communications to bar codes-any area, in short, where data has to be conveyed rapidly yet accuratedly.
Trong những năm 1940, ông ấy tự tạo ra toàn bộ khoa học truyền thông cái mà từ đó truyền tải các ứng dụng của nó từ DVD đến các vệ tinh tới các vạch mã, hay bất kì nơi nào, nơi mà dữ liệu được truyền tải nhanh chóng mà chính xác.
C
This all seems light years away from the down-to-earth uses Shannon originally had for his work, which began when he was a 22-year-old graduate engineering student at the prestigious Massachusetts Institute of Technology in 1939.
Tất cả điều đó dường như xa rời nhiều năm ánh sáng từ những cách sử dụng viển vông của Shannon bắt nguồn việc làm của ông ấy, bắt đầu khi ông ấy là một sinh viên kỹ thuật 22 tuổi tốt nghiệp tại Học viện kỹ thuật Massachusetts nổi tiếng năm 1939.
He set out with an apparently simple aim: to pin down the precise meaning of concept of “information”.
Ông đã thiết lập một mục đích dường như rất đơn giản: định nghĩa ý nghĩa chính xác của khái niệm Thông tin.
The most basic form of information, Shannon argued, is whether something is true or false- which can captured in the binary unit, or “bit”, of the form 1 or 0.
Hình thức cơ bản nhất của thông tin, Shannon lập luận, là liệu có cái gì là đúng hay sai, cái mà có thể năm bắt được trong đơn vị nhị phân, hay ‘bit’, ở dạng 1 hay 0.
Having indentified this fundamental unit, Shannon set about defining otherwise vague ideas about information and how to transmit it from place to place.
Sau khi xác định những đơn vị cơ bản này, Shannon đã thiết lập định nghĩa khác những ý tưởng mơ hồ liên quan đến thông tin và làm thế nào để truyền thông tin từ địa điểm này tới địa điểm khác.
In the process, he discovered something surprising: it is always possible to guarantee information will get through random interference-“noise”- intact.
Trong quá trình này, ông ấy đã khám phá ra những thứ đáng ngạc nhiên: đó là luôn luôn có thể để đảm bảo thông tin sẽ bị can thiệp ngẫu nhiên – ‘tiếng ồn’ – còn nguyên vẹn.
D
Noise usually means unwanted sounds which interfere with genuine information.
Tiếng ồn thường được hiểu là âm thanh không mong muốn gây cản trở các thông tin chính xác.
Information Theory generalises this idea via theorems that capture the effects of noise with mathematical precision.
Lý thuyết thông tinh đã khái quát hóa ý tưởng này qua các định lý nắm bắt những ảnh hưởng của tiếng ồn tới độ chính xác toán học.
In particular, Shannon showed that noise sets a limit on the rate at which information can pass along communication channels while remaining error-free.
Cụ thể, Shannon đã cho thấy tiếng ồn đặt ra một giới hạn tốc độ thông tin có thể truyền qua kênh truyền thông và duy trì việc không có lỗi.
This rate depends on the relative strengths of the signal and noise travelling down the communication channel, and its on capacity (its ‘bandwidth’).
Tốc độ này phụ thuộc vào cường độ tương đối của tín hiệu và tiếng ồn đi xuống các kênh truyền thông, và dung lượng của nó (dãy sóng của nó).
The resulting limit, given in units of bits per second, is the absolute maximum rate of error-free communication given signal strengths and noise level.
Giới hạn kết quả, tính theo đơn vị bit/giây, tỷ lệ hoàn toàn tuyệt đối của việc truyền đạt không có lỗi cho cường độ tín hiệu và mức độ tiếng ồn.
The trick, Shannon showed, is to find ways of packaging up – coding – information to cope with the ravages of noise, while staying within the information – carrying capacity – bandwidth – of the communication system being used.
Bí quyết của Shannon cho thấy là tìm cách đóng gói - "mã hóa" - thông tin để đối phó với sự tàn phá của tiếng ồn, trong khi vẫn ở trong thông tin - "khả năng vận chuyển" – ‘dãy sóng’- của hệ thống truyền thông đang được sử dụng.
E
Over the years scientists have devised many coding methods, and they have proved crucial in many technological feats.
Trong những năm qua, các nhà khoa học đã phát minh nhiều cách mã hóa và họ chứng minh được tầm quan trọng trong nhiều thành tựu kỹ thuật.
The Voyager spacecraft transmitted data using codes which added one extra bit for every single bit of information; the result was an error rate of just one bit in 10000 – and stunningly clear pictures of the planets.
Con tàu vũ trụ Voyager đã truyền dữ liệu bằng cách sử dụng mã số đã thêm một bit cho mỗi bit thông tin; kết quả là tỷ lệ lỗi chỉ là một chút trong 10,000 và hình ảnh rõ ràng rõ ràng của các hành tinh.
Other code have become part of everyday life – such as the Universe Product Code, or bar code, which uses a simple error – defecting system that ensures supermarket check – out lasers can read the price even on, say, the crumbled bag crisps.
Các mã khác đã trở thành một phần của cuộc sống hàng ngày - chẳng hạn như mã sản phẩm chung hoặc mã vạch, sử dụng một hệ thống phát hiện lỗi đơn giản để đảm bảo rằng các laser kiểm tra siêu thị có thể đọc được giá cả, ví dụ như một túi crisps crumpled.
As recently as 1993, engineers made a major breakthrough by discovering so – called turbo codes – which come very close to Shannon ‘ ultimate limit for the maximum rate that data can be transmitted reliably, and now play a key role in the mobile videophone revolution.
Gần đây vào năm 1993, các kỹ sư đã thực hiện một bước đột phá lớn bằng cách khám phá ra cái gọi là các mã turbo – cái mà đến rất gần với giới hạn tối đa của Shannon cho tốc độ tối đa mà dữ liệu có thể được truyền một cách đáng tin cậy và giờ đây đóng một vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng điện thoại di động.
F
Shannon also laid the foundation of more efficient ways of storing information, by stripping out superfluous (‘rebundant’) bits data which contributed little real information.
Shannon cũng đặt nền móng cho cách lưu trữ thông tin hiệu quả hơn, bằng cách loại bỏ các bit không cần thiết ('dư thừa') khỏi các dữ liệu có ít thông tin thực tế.
As mobile phone text messages like ‘I CN C U’ show, it is often possible to leave out a lot of data without losing much meaning.
Như tin nhắn văn bản trong điện thoại như ‘I CN C U’ hiển thị, nó thường để lại rất nhiều dữ liệu mà không mất nhiều ý nghĩa.
As with error correction, however, there is a limit beyond which messages become to ambiguous.
Tuy nhiên, với việc sửa lỗi, có một giới hạn hơn cái mà đó tin nhắn trở nên quá mơ hồ.
Shannon showed how to calculate this limit, opening the way to the design of compression methods that cram maximum information into the minimum space.
Shannon đã trình bày cách để tính toán giới hạn đó, mở ra cách để thiết kế những phương pháp nén để tạo ra thông tin tối đa trong không gian tối thiểu.
Information theory lies at the heart of everything-from DVD players and genetic code of DNA to the physics of universe at its most fundamental.
Lý thuyết thông tin nằm ở trong tim của mọi vật từ đầu đĩa DVD và mã di truyền ADN tới các vật thể đơn giản nhất trong vũ trụ.
It has been central to the development of the science of communication, which enables data to be sent electronically and has therefore had a major impact on our life.
Nó đã là trung tâm của sự phát triển của khoa học truyền thông, cho phép dữ liệu được gửi bằng điện tử và do đó có tác động to lớn đến cuộc sống của chúng ta.
In April 2002 an event took place which demonstrated one of the many applications of information theory.
Vào tháng 4 năm 2002, 1 sự kiện đã tổ chức chứng minh một trong nhiều ứng dụng của lý thuyết thông tin.
The space probe, Voyager I, launched in 1977, had sent back spectacular images of Jupiter and Santurn and then soared out of Solar System on one-way mission to the stars.
Tàu du hành vũ trụ, Voyager I, đưa ra năm 1977, đã gửi trở lại các hình ảnh kì lạ của sao Mộc và sao Thổ và sau đó bay ra ngoài hệ mặt trời với sứ mệnh là tới các ngôi sao.
After 25 years of exposure to the freezing temperatures of deep space, the probe was beginning to show its age.
Sau 25 năm tiếp xúc với nhiệt độ đông cứng của không gian sâu thẳm, tàu vũ trụ đã bắt đầu cho thấy thời kì của nó.
Sensors and circuits were on the brink of failing and NASA experts realised that they had to do something or lose contact with their probe forever.
Các cảm biến và mạch đã đứng trên bờ vực thất bại và các chuyên gia NASA đã nhận ra rằng chúng ta phải làm gì đó hoặc sẽ mất con tàu mãi mãi.
The solution was to get a message to Voyager I to instruct it to use spares to change the failing parts.
Giải pháp là gửi 1 thông điệp tới tàu Voyager I để hướng dẫn nó sử dụng các phần dự trữ để sửa chữa các bộ phận hỏng.
With the probe 12 billion kilometres from Earth, this was not easy task.
Với 1 con tàu cách Trái đất 12 tỉ km, thì đó là bài toán không hề dễ.
By means of a radio dish belonging to NASA’s Deep Space Network, the message was sent out into depths of space.
Bằng một chiếc đĩa vô tuyến thuộc Mạng Không gian Vũ trụ của NASA, thông điệp đã được gửi đi vào khoảng không của không gian.
Even travelling at the speed of light, it took over 11 hours to reach its target, beyond the orbit of Pluto.
Dù cho hành trình đi với tốc độ ánh sáng, nó cũng mất hơn 11 tiếng để tới điểm mong muốn, lớn hơn quỹ đạo của sao Diêm Vương.
Yet, incredibly, the little probe managed to hear the faint call from its home planet, and successfully made the switchover.
Tuy nhiên, thật kì diệu, chiếc tàu vũ trụ nhỏ bé đã xoay sở để nghe tiếng gọi yếu ớt từ hành tinh nó, và đã thành công việc chuyển đổi.
It was the longest - distance repair job in history, and a triumph for the NASA engineers.
Đó là công việc sửa chữa với quãng đường xa nhất trong lịch sử, và là một thắng lợi cho các kỹ sư NASA.
But it also highlighted the astonishing power of the techniques developed by American communication engineer Claude Shannon, who had died just a year earlier.
Nhưng nó cũng đánh dấu sức mạnh đáng ngạc nhiên của kỹ thuật phát triển bởi kỹ sư truyền thông Mỹ Claude Shannon, người mới mất một năm trước.
Born in 1916 in Petoskey, Michigan, Shannon showed an early talent for Maths and for building gadgets, and made breakthroughs in the foundations of computer technology when a student.
Sinh năm 1916 tại Petoskey, Michigan, Shannon đã biểu hiện là một tài năng sớm về toán học và các công cụ xây dựng, và mang đến sự phát triển quan trọng trong nền tảng của kỹ thuật máy tính khi là một sinh viên.
While at Bell labratories, Shannon developed Information Theory, but shunned the resulting acclaim.
Trong khi tại các phòng thí nghiệm Bell, Shannon đã phát triển lý thuyết thông tin, thì kết quả đó lại không được ca ngợi.
In the 1940s, he single – handedly created an entire science of communication which has since inveigled its way into a host of applications, from DVDs to satelite communications to bar codes-any area, in short, where data has to be conveyed rapidly yet accuratedly.
Trong những năm 1940, ông ấy tự tạo ra toàn bộ khoa học truyền thông cái mà từ đó truyền tải các ứng dụng của nó từ DVD đến các vệ tinh tới các vạch mã, hay bất kì nơi nào, nơi mà dữ liệu được truyền tải nhanh chóng mà chính xác.
This all seems light years away from the down-to-earth uses Shannon originally had for his work, which began when he was a 22-year-old graduate engineering student at the prestigious Massachusetts Institute of Technology in 1939.
Tất cả điều đó dường như xa rời nhiều năm ánh sáng từ những cách sử dụng viển vông của Shannon bắt nguồn việc làm của ông ấy, bắt đầu khi ông ấy là một sinh viên kỹ thuật 22 tuổi tốt nghiệp tại Học viện kỹ thuật Massachusetts nổi tiếng năm 1939.
He set out with an apparently simple aim: to pin down the precise meaning of concept of “information”.
Ông đã thiết lập một mục đích dường như rất đơn giản: định nghĩa ý nghĩa chính xác của khái niệm Thông tin
The most basic form of information, Shannon argued, is whether something is true or false- which can captured in the binary unit, or “bit”, of the form 1 or 0.
Hình thức cơ bản nhất của thông tin, Shannon lập luận, là liệu có cái gì là đúng hay sai, cái mà có thể năm bắt được trong đơn vị nhị phân, hay ‘bit’, ở dạng 1 hay 0.
Having indentified this fundamental unit, Shannon set about defining otherwise vague ideas about information and how to transmit it from place to place.
Sau khi xác định những đơn vị cơ bản này, Shannon đã thiết lập định nghĩa khác những ý tưởng mơ hồ liên quan đến thông tin và làm thế nào để truyền thông tin từ địa điểm này tới địa điểm khác.
In the process, he discovered something surprising: it is always possible to guarantee information will get through random interference-“noise”- intact.
Trong quá trình này, ông ấy đã khám phá ra những thứ đáng ngạc nhiên: đó là luôn luôn có thể để đảm bảo thông tin sẽ bị can thiệp ngẫu nhiên – ‘tiếng ồn’ – còn nguyên vẹn.
Noise usually means unwanted sounds which interfere with genuine information.
Tiếng ồn thường được hiểu là âm thanh không mong muốn gây cản trở các thông tin chính xác.
Information Theory generalises this idea via theorems that capture the effects of noise with mathematical precision.
Lý thuyết thông tinh đã khái quát hóa ý tưởng này qua các định lý nắm bắt những ảnh hưởng của tiếng ồn tới độ chính xác toán học.
In particular, Shannon showed that noise sets a limit on the rate at which information can pass along communication channels while remaining error-free.
Cụ thể, Shannon đã cho thấy tiếng ồn đặt ra một giới hạn tốc độ thông tin có thể truyền qua kênh truyền thông và duy trì việc không có lỗi.
This rate depends on the relative strengths of the signal and noise travelling down the communication channel, and its on capacity (its ‘bandwidth’).
Tốc độ này phụ thuộc vào cường độ tương đối của tín hiệu và tiếng ồn đi xuống các kênh truyền thông, và dung lượng của nó (dãy sóng của nó).
The resulting limit, given in units of bits per second, is the absolute maximum rate of error-free communication given signal strengths and noise level.
Giới hạn kết quả, tính theo đơn vị bit/giây, tỷ lệ hoàn toàn tuyệt đối của việc truyền đạt không có lỗi cho cường độ tín hiệu và mức độ tiếng ồn.
The trick, Shannon showed, is to find ways of packaging up – coding – information to cope with the ravages of noise, while staying within the information – carrying capacity – bandwidth – of the communication system being used.
Bí quyết của Shannon cho thấy là tìm cách đóng gói - "mã hóa" - thông tin để đối phó với sự tàn phá của tiếng ồn, trong khi vẫn ở trong thông tin - "khả năng vận chuyển" – ‘dãy sóng’- của hệ thống truyền thông đang được sử dụng.
Over the years scientists have devised many coding methods, and they have proved crucial in many technological feats.
Trong những năm qua, các nhà khoa học đã phát minh nhiều cách mã hóa và họ chứng minh được tầm quan trọng trong nhiều thành tựu kỹ thuật.
The Voyager spacecraft transmitted data using codes which added one extra bit for every single bit of information; the result was an error rate of just one bit in 10000 – and stunningly clear pictures of the planets.
Con tàu vũ trụ Voyager đã truyền dữ liệu bằng cách sử dụng mã số đã thêm một bit cho mỗi bit thông tin; kết quả là tỷ lệ lỗi chỉ là một chút trong 10,000 và hình ảnh rõ ràng rõ ràng của các hành tinh.
Other code have become part of everyday life – such as the Universe Product Code, or bar code, which uses a simple error – defecting system that ensures supermarket check – out lasers can read the price even on, say, the crumbled bag crisps.
Các mã khác đã trở thành một phần của cuộc sống hàng ngày - chẳng hạn như mã sản phẩm chung hoặc mã vạch, sử dụng một hệ thống phát hiện lỗi đơn giản để đảm bảo rằng các laser kiểm tra siêu thị có thể đọc được giá cả, ví dụ như một túi crisps crumpled.
As recently as 1993, engineers made a major breakthrough by discovering so – called turbo codes – which come very close to Shannon ‘ ultimate limit for the maximum rate that data can be transmitted reliably, and now play a key role in the mobile videophone revolution.
Gần đây vào năm 1993, các kỹ sư đã thực hiện một bước đột phá lớn bằng cách khám phá ra cái gọi là các mã turbo – cái mà đến rất gần với giới hạn tối đa của Shannon cho tốc độ tối đa mà dữ liệu có thể được truyền một cách đáng tin cậy và giờ đây đóng một vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng điện thoại di động.
Shannon also laid the foundation of more efficient ways of storing information, by stripping out superfluous (‘rebundant’) bits data which contributed little real information.
Shannon cũng đặt nền móng cho cách lưu trữ thông tin hiệu quả hơn, bằng cách loại bỏ các bit không cần thiết ('dư thừa') khỏi các dữ liệu có ít thông tin thực tế.
As mobile phone text messages like ‘I CN C U’ show, it is often possible to leave out a lot of data without losing much meaning.
Như tin nhắn văn bản trong điện thoại như ‘I CN C U’ hiển thị, nó thường để lại rất nhiều dữ liệu mà không mất nhiều ý nghĩa.
As with error correction, however, there is a limit beyond which messages become to ambiguous.
Tuy nhiên, với việc sửa lỗi, có một giới hạn hơn cái mà đó tin nhắn trở nên quá mơ hồ.
Shannon showed how to calculate this limit, opening the way to the design of compression methods that cram maximum information into the minimum space.
Shannon đã trình bày cách để tính toán giới hạn đó, mở ra cách để thiết kế những phương pháp nén để tạo ra thông tin tối đa trong không gian tối thiểu.
Questions 27-32
Reading Passage 56 has six paragraphs, A-F.
Which paragraph contains the following information?
Write the correct letter A-E in boxes 27-32 on your answer sheet.
27 an explanation of the factors affecting the transmission of information
28 an example of how unnecessary information can be omitted
29 a reference to Shannon`s attitude to fame
30 details of a machine capable of interpreting incomplete information
31 a detailed account of an incident involving information theory
32 a reference to what Shannon initially intended to achieve in his research
Questions 33-37
Complete the notes below.
Choose N0 MORE THAN TWO WORDS from the passage for each answer
Write your answers in boxes 33—37 on your answer sheet.
The Voyager l Space Probe
The probe transmitted pictures of both 33 ..................., and ................ , then left the 34 ................ The freezing temperatures were found to have a negative effect on parts of the space probe. Scientists feared that both the 35 ............. and .............. were about to stop working. The only hope was lo tell the probe to replace them with 38 ................ - but distance made communication with the probe difficult. A 37, ................ was used to transmit the message at the speed of light.
The message was picked up by the probe and the switchover took place.
Questions 38-40
Do the following statements agree with the information given in Reading Passage 37 in boxes 38-40 on your answer sheet. write
TRUE if the statement agrees with the information
FALSE if the statement contradicts the information
NOT GIVEN if there is no information on this
38. The concept of describing something as true or false was the starting point for Shannon in his attempts to send messages over distances.
39. The amount of information that can be sent in a given time period is determined with reference to the signal strength and noise level.
40. Products have now been developed which can convey more information than Shannon had anticipated as possible.
Xem thêm: THE LIFE AND WORK OF MARIE CURIE
Link tải sách và lời giải chi tiết tại VietStar Centre
Answer:
27.D
28.F
29.B
30.E
31.A
32.C
33.Jupiter Saturn IN EITHER ORDER; BOTH REQUIRED FOR ONE MARK
34.Solar System
35. sensors circuits IN EITHER ORDER; BOTH REQUIRED FOR ONE MARK
36. spares
37. radio dish
38. TRUE
39. TRUE
40. FALSE
