Cos'è il codice grigio?
Il codice Gray è un tipo di codice binario ciclico brevettato per la prima volta nel 1947, ma non ha ricevuto il nome di codice Gray fino ai primi anni '50, nelle successive domande di brevetto. In particolare, il codice Gray è un codice binario riflesso, il che significa che gli ultimi numeri nella stringa possono essere uguali ai numeri iniziali, ma in ordine inverso, consentendo quindi di costruire ed espandere l'utilità del codice binario standard o naturale. Frank Gray, il ricercatore Bell Labs per il quale il codice è chiamato, ha sviluppato questo particolare sistema numerico binario per aiutare a controllare gli interruttori elettromeccanici. Oggi, il codice Gray è utilizzato in una varietà di ambienti, in particolare le comunicazioni digitali in cui i segnali analogici devono essere convertiti in mezzi digitali.
Durante le prime fasi di sviluppo del codice Gray, l'attenzione si è concentrata principalmente sul funzionamento più efficace degli interruttori elettromeccanici. Gli interruttori meccanici che utilizzano un codice binario naturale possono essere difficili da leggere in termini di posizione. Numerosi interruttori possono cambiare posizione contemporaneamente, con complicate posizioni di transizione. A seconda della fase di transizione, un interruttore potrebbe leggere in una posizione quando si trova effettivamente in uno stato di transizione, nel suo cammino verso un'altra posizione. Moltiplicato per più interruttori, una lettura errata della posizione dell'interruttore può causare errori a livello di sistema e informazioni false.
In alternativa, solo un interruttore cambia posizione alla volta quando si utilizza il codice Gray, il che elimina la possibilità di informazioni sulla posizione false o fuorvianti, poiché cambia solo un bit alla volta. Poiché lo sviluppo del codice Gray è continuato per diversi decenni dopo l'introduzione iniziale di Gray, sono venute alla luce ulteriori applicazioni. Ad esempio, gli encoder rotativi e ottici usano il codice Gray perché ogni sequenza o cambiamento di posizione differisce di un solo bit. Allo stesso modo, la correzione degli errori per la comunicazione digitale, gli algoritmi genetici e alcuni tipi di mappe utilizzano il codice Gray, anche a causa della proprietà di modifica a bit singolo associata al codice.
Un simile codice binario riflesso fu usato alla fine del 1800 in telegrafia. Ancora prima, i matematici utilizzavano il codice binario riflesso per risolvere complesse domande matematiche o enigmi simili alla Torre di Hanoi e agli antichi rompicapo cinesi. Sebbene utilizzati, tali codici binari non furono standardizzati, brevettati o altrimenti considerati di uso proprietario fino al lavoro di Gray alla fine degli anni '40 e all'inizio degli anni '50. Bell Labs, utilizzando uno strumento per tubi a vuoto inventato da Frank Gray, brevettò il primo dispositivo in cui i segnali analogici venivano convertiti in codice binario riflesso. Nella domanda di brevetto del 1953 per il dispositivo, noto come tubo di comunicazione con codice a impulsi o tubo PCM, Bell Labs faceva riferimento ufficialmente al codice Gray per la prima volta.