Jaki jest szary kod?

Gray kod jest rodzajem cyklicznego kodu binarnego opatentowanego po raz pierwszy w 1947 r., Ale nie podał nazwy Gray Code dopiero na początku lat 50. XX wieku, w kolejnych aplikacjach patentowych. W szczególności kod szarego jest odzwierciedlonym kodem binarnym, co oznacza, że ​​ostatnie liczby w ciągu może być takie same jak liczby początkowe, ale w odwrotnej kolejności, umożliwiając w ten sposób budowanie i rozszerzenie przydatności standardowego lub naturalnego kodu binarnego. Frank Gray, badacz Bell Labs, dla którego nazwano kod, opracował ten konkretny binarny system liczbowy, aby pomóc w kontrolowaniu przełączników elektromechanicznych. Obecnie Gray Code jest używany w różnych środowiskach, szczególnie komunikacji cyfrowej, w których sygnały analogowe muszą być przekonwertowane na media cyfrowe.

Na wczesnych etapach rozwoju kodu szarego skupiono się przede wszystkim na skuteczniejszym działaniu przełączników elektromechanicznych. Przełączniki mechaniczne przy użyciu naturalnego kodu binarnego mogą być trudne do odczytania pod względem pozycji. Kilka SwiTCHE mogą zmieniać pozycję jednocześnie, ze skomplikowanymi pozycjami przejściowymi. W zależności od fazy przejścia przełącznik może odczytać w jednej pozycji, gdy jest w rzeczywistości w stanie przejścia, w drodze do innej pozycji. Pomnożone przez kilka przełączników nieprawidłowe odczyt położenia przełącznika może powodować błędy całego systemu i fałszywe informacje.

Alternatywnie tylko jeden przełącznik zmienia pozycję na raz przy użyciu Gray Code, co eliminuje możliwość fałszywych lub wprowadzających w błąd informacji o pozycji, ponieważ tylko jeden bit zmienia się na raz. Gdy rozwój Gray Code utrzymywał się przez kilka dekad po początkowym wprowadzeniu Greya, dodatkowe aplikacje wyszły na jaw. Na przykład enkodery obrotowe i optyczne używają kodu szarego, ponieważ każda sekwencja lub zmiana pozycji różni się tylko jednym bitem. Podobnie, korekta błędów w zakresie komunikacji cyfrowej, algorytmów genetycznych i niektórych TYPES map używają Gray Code, również ze względu na właściwość zmiany pojedynczej zmiany powiązanej z kodem.

Pod koniec 1800 roku zastosowano podobny odzwierciedlenie kodu binarnego w telegrafii. Nawet wcześniej Matematycy używali odzwierciedlonego kodu binarnego do rozwiązywania złożonych pytań matematycznych lub łamigłówek podobnych do wieży Hanoi i starożytnych chińskich puzzli pierścieniowych. Chociaż stosowane, takie kody binarne nie były znormalizowane, opatentowane ani w inny sposób uznane za zastrzeżone użycie do pracy Graya na przełomie lat 40. i 50. XX wieku. Bell Labs, stosując instrument rurki próżniowej wymyślony przez Franka Graya, opatentował pierwsze urządzenie, w którym sygnały analogowe zostały przekonwertowane na odbity kod binarny. W aplikacji patentowej z 1953 r. Urządzenia, znanej jako rurka komunikacyjna kodu impulsowego lub rurka PCM, Bell Labs oficjalnie odwołał się do Gray Code.