Informationstheorie ist ein Prozess, der sich auf die Quantifizierung von Informationen konzentriert. Die Quantifizierung von Informationen wird erreicht, indem praktikable Verfahren zum Komprimieren und Kommunizieren von Daten identifiziert werden, ohne die Integrität der Daten zu verursachen und zu beeinträchtigen. Die Informationstheorie kann in einer Reihe von verschiedenen Bereichen verwendet werden, einschließlich Quantencomputer, Datenanalyse und Kryptographie.
Der Ursprung der modernen Informationstheorie wird üblicherweise Claude E. Shannon zugeschrieben. Seine 1948 erstmals veröffentlichte Arbeit A Mathematical Theory of Communication legt den Grundstein für die Quantifizierung und Komprimierung von Daten in brauchbare Einheiten, die zum späteren Wiederauffinden gespeichert werden können. Sein grundlegender Ansatz lieferte die Werkzeuge, die erforderlich waren, um die Effizienz früher Mainframe-Computersysteme zu verbessern, und ließ sich leicht in das Aufkommen von Desktop-Computern während des Jahrzehnts der 1970er Jahre übertragen.
Als Teilgebiet der Elektrotechnik und der angewandten Mathematik versucht die Informationstheorie, die effizientesten Methoden der Datenübermittlung innerhalb der Grenzen der eigentlichen Daten aufzudecken. Die Idee ist, sicherzustellen, dass der Massentransit von Daten die Qualität in keiner Weise beeinträchtigt, selbst wenn die Daten in irgendeiner Weise komprimiert sind. Idealerweise können die Daten am Zielort wieder in ihre ursprüngliche Form zurückversetzt werden. In einigen Fällen besteht das Ziel jedoch darin, die Umwandlung von Daten in einer Form für die Massenübertragung, den Empfang am Endpunkt und die einfache Umwandlung in ein anderes Format als das Original zu ermöglichen, ohne die übertragenen Informationen zu verlieren.
Eine Anwendung der Informationstheorie, mit der viele Menschen vertraut sind, ist die Verwendung von ZIP-Dateien zum Komprimieren von Dokumenten für die Übertragung per E-Mail oder als Teil von Datenspeicherungsverfahren. Die Komprimierung der Daten ermöglicht es, die Übertragung in kürzerer Zeit abzuschließen. Auf der Empfängerseite wird eine Software verwendet, um den Ordner freizugeben oder zu entpacken und die in der ZIP-Datei enthaltenen Dokumente in ihrem ursprünglichen Format wiederherzustellen.
Die Informationstheorie kommt auch bei anderen Dateitypen zum Einsatz. Zum Beispiel werden die Audio- und Videodateien, die auf einem MP3-Player abgespielt werden, komprimiert, um sie einfach herunterladen und auf dem Gerät speichern zu können. Beim Zugriff expandieren die Dateien und sind sofort einsatzbereit.
Viele andere Geräte und moderne technologische Fortschritte, die Menschen täglich benutzen, werden durch die Anwendung der Informationstheorie ermöglicht. Der Zugang und die Funktion des Internets wären ohne Informationstheorie nicht möglich. In ähnlicher Weise ist die Speicherkapazität einer Compact Disk direkt mit der Verwendung dieser Theorie verbunden.