グレイコードとは何ですか？

グレイコードは、1947年に初めて特許を取得したサイクリックバイナリコードの一種ですが、その後の特許出願では、1950年代初期までグレイコードという名前は付けられていませんでした。 具体的には、グレイコードはリフレクトバイナリコードです。つまり、文字列の最後の数字は開始数字と同じですが、逆順であるため、標準または自然のバイナリコードの有用性を構築および拡張できます。 コードの名前が付けられたベルラボの研究者であるフランクグレイは、電気機械式スイッチの制御に役立つこの特定の2進数システムを開発しました。 今日、グレイコードはさまざまな環境、特にアナログ信号をデジタル媒体に変換する必要があるデジタル通信で使用されています。

グレイコードの開発の初期段階では、主に電気機械式スイッチのより効果的な操作に焦点が当てられていました。 自然なバイナリコードを使用する機械的なスイッチは、位置の観点から読み取るのが難しい場合があります。 いくつかのスイッチは、複雑な移行位置で一度に位置を変更できます。 移行のフェーズに応じて、スイッチが実際に移行状態にあるときに、別の位置に向かう途中で、ある位置で読み取ることがあります。 複数のスイッチを乗算すると、スイッチの位置が正しく読み取られないため、システム全体のエラーや誤った情報が生じる可能性があります。

あるいは、グレイコードを使用すると、一度に1つのスイッチのみが位置を変更します。これにより、一度に1ビットしか変更されないため、誤ったまたは誤解を招く位置情報の可能性がなくなります。 Grayの最初の導入後、Grayコードの開発が数十年間続いたため、追加のアプリケーションが明らかになりました。 たとえば、回転エンコーダーと光学エンコーダーはグレイコードを使用します。これは、各シーケンスまたは位置の変化が1ビットだけ異なるためです。 同様に、デジタル通信、遺伝的アルゴリズム、および特定のタイプのマップのエラー修正も、コードに関連付けられた単一ビット変更プロパティのためにグレイコードを使用します。

同様の反射バイナリコードは、電信の1800年代後半に使用されました。 さらに以前は、数学者は反射されたバイナリコードを使用して、ハノイの塔や古代中国のリングパズルに似た複雑な数学の質問やパズルを解きました。 このようなバイナリコードは使用されていましたが、1940年代後半から1950年代初期のグレイの作品まで、標準化、特許取得、または独自の使用と見なされていませんでした。 ベルラボは、フランクグレイが発明した真空管装置を使用して、アナログ信号を反射バイナリコードに変換した最初のデバイスの特許を取得しました。 パルスコード通信チューブまたはPCMチューブとして知られるこのデバイスの1953年特許出願で、ベルラボは初めてグレーコードを正式に参照しました。