Kaj je Grey Code?

Grayeva koda je vrsta ciklične binarne kode, ki je bila prvič patentirana leta 1947, vendar je v poznejših patentnih prijavah dobila ime Grayeva koda šele v zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja. Natančneje, koda je odražena binarna koda, kar pomeni, da so lahko zadnje številke v nizu enake začetnim številkam, vendar v obratnem vrstnem redu, kar omogoča nadgradnjo in razširitev uporabnosti standardne ali naravne binarne kode. Frank Gray, raziskovalec Bell Labs, po katerem je koda poimenovana, je razvil ta poseben binarni številski sistem za pomoč pri nadzoru elektromehanskih stikal. Danes se Grayeva koda uporablja v različnih okoljih, zlasti v digitalnih komunikacijah, kjer je treba analogne signale pretvoriti v digitalne medije.

V zgodnjih fazah razvoja kode je bil poudarek predvsem na učinkovitejšem delovanju elektromehanskih stikal. Mehanska stikala, ki uporabljajo naravno binarno kodo, je lahko težko prebrati glede na položaj. Več stikal lahko naenkrat spremeni položaj, z zapletenimi prehodnimi položaji. Glede na fazo prehoda lahko stikalo bere v enem položaju, ko je dejansko v stanju prehoda, na poti v drug položaj. Nepravilno odčitavanje položaja stikala, pomnoženo z več stikali, lahko povzroči napake v celotnem sistemu in napačne informacije.

Druga možnost je, da samo eno stikalo spremeni položaj naenkrat pri uporabi kode Gray, kar odpravlja možnost napačnih ali zavajajočih informacij o položaju, saj se naenkrat spremeni samo en bit. Ker se je razvoj kode nadaljeval še nekaj desetletij po Grayevi začetni predstavitvi, so se pojavile dodatne aplikacije. Na primer, rotacijski in optični kodirniki uporabljajo kodo Grey, ker se vsako zaporedje ali sprememba položaja razlikuje samo za en bit. Prav tako popravljanje napak za digitalno komunikacijo, genetske algoritme in nekatere vrste zemljevidov uporablja Grayovo kodo, tudi zaradi lastnosti spremembe enega bita, povezane s kodo.

Podobna odsevana binarna koda je bila uporabljena v poznih 1800-ih v telegrafiji. Še prej so matematiki uporabljali reflektirano binarno kodo za reševanje zapletenih matematičnih vprašanj ali ugank, podobnih Hanojskemu stolpu in starodavnim kitajskim obročastim ugankam. Čeprav so bile uporabljene, takšne binarne kode niso bile standardizirane, patentirane ali kako drugače veljale za lastniško uporabo do Grayevega dela v poznih 1940-ih in zgodnjih 1950-ih. Bell Labs je z uporabo instrumenta z vakuumsko cevjo, ki ga je izumil Frank Gray, patentiral prvo napravo, v kateri so bili analogni signali pretvorjeni v odbito binarno kodo. V patentni prijavi iz leta 1953 za napravo, znano kot komunikacijska cev z impulzno kodo ali PCM cev, je Bell Labs prvič uradno navedel Grayjevo kodo.