Co to jest szary kod?
Szary kod jest rodzajem cyklicznego kodu binarnego opatentowanego po raz pierwszy w 1947 r., Ale nazwano go szarym kodem do wczesnych lat pięćdziesiątych w kolejnych wnioskach patentowych. W szczególności kod Graya jest odzwierciedlonym kodem binarnym, co oznacza, że ostatnie liczby w ciągu mogą być takie same jak liczby początkowe, ale w odwrotnej kolejności, co pozwala na budowanie i rozszerzanie użyteczności standardowego lub naturalnego kodu binarnego. Frank Gray, badacz z Bell Labs, od którego pochodzi nazwa kodu, opracował ten szczególny system liczb binarnych, aby pomóc kontrolować przełączniki elektromechaniczne. Obecnie kod Gray'a jest wykorzystywany w różnych środowiskach, w szczególności w komunikacji cyfrowej, w której sygnały analogowe muszą być konwertowane na nośniki cyfrowe.
Na wczesnych etapach opracowywania kodu Graya skupiono się przede wszystkim na bardziej efektywnej pracy przełączników elektromechanicznych. Przełączniki mechaniczne wykorzystujące naturalny kod binarny mogą być trudne do odczytania pod względem położenia. Kilka przełączników może zmieniać pozycję jednocześnie, przy skomplikowanych pozycjach przejściowych. W zależności od fazy przejścia przełącznik może czytać w jednym położeniu, gdy faktycznie znajduje się w stanie przejścia, w drodze do innego położenia. Po pomnożeniu przez kilka przełączników niepoprawny odczyt położenia przełącznika może powodować błędy w całym systemie i fałszywe informacje.
Alternatywnie, tylko jeden przełącznik zmienia pozycję na raz, gdy używasz kodu Graya, co eliminuje możliwość fałszywych lub wprowadzających w błąd informacji o pozycji, ponieważ tylko jeden bit zmienia się na raz. W miarę rozwoju kodu Graya przez kilka dziesięcioleci po pierwszym wprowadzeniu Graya pojawiły się dodatkowe aplikacje. Na przykład enkodery obrotowe i optyczne wykorzystują kod Graya, ponieważ każda sekwencja lub zmiana położenia różni się tylko o jeden bit. Podobnie korekcja błędów w komunikacji cyfrowej, algorytmy genetyczne i niektóre typy map wykorzystują kod Graya, również z powodu właściwości zmiany jednego bitu związanej z kodem.
Podobny odzwierciedlony kod binarny został użyty pod koniec XIX wieku w telegrafii. Jeszcze wcześniej matematycy używali kodu binarnego do rozwiązywania złożonych pytań matematycznych lub zagadek podobnych do Wieży Hanoi i starożytnych chińskich łamigłówek. Chociaż są używane, takie kody binarne nie były standaryzowane, opatentowane ani w inny sposób uznawane za zastrzeżone do czasu pracy Graya na przełomie lat 40. i 50. XX wieku. Bell Labs, wykorzystując przyrząd z lampą próżniową wynaleziony przez Franka Graya, opatentował pierwsze urządzenie, w którym sygnały analogowe zostały przetworzone na odbity kod binarny. W zgłoszeniu patentowym z 1953 r. Dotyczącym urządzenia, znanym jako rura komunikacji z kodem impulsu lub rura PCM, Bell Labs oficjalnie po raz pierwszy odniósł się do Graya.