Mis on hall kood?

Gray kood on teatud tüüpi tsükliline binaarkood, mis patenteeriti esimest korda 1947. aastal, kuid millele anti hilisemates patenditaotlustes Gray koodi nimetus alles 1950. aastate alguses. Täpsemalt, kood on kajastatud kahendkood, mis tähendab, et stringi viimased numbrid võivad olla samad, mis algusnumbrid, kuid vastupidises järjekorras, võimaldades seega standardse või loomuliku kahendkoodi kasulikkust edasi arendada ja selle kasulikkust laiendada. Frank Gray, Bell Labsi teadlane, kelle järgi kood on nimetatud, töötas välja selle konkreetse kahendnumbrisüsteemi, mis aitab juhtida elektromehaanilisi lüliteid. Tänapäeval kasutatakse halli koodi erinevates keskkondades, eriti digitaalses suhtluses, kus analoogsignaalid tuleb teisendada digitaalseteks kandjateks.

Koodi väljatöötamise algfaasis keskenduti eelkõige elektromehaaniliste lülitite efektiivsemale tööle. Looduslikku kahendkoodi kasutavaid mehaanilisi lüliteid võib asukoha osas olla raske lugeda. Mitmed lülitid võivad korraga asendit vahetada keeruliste üleminekuasenditega. Sõltuvalt üleminekufaasist võib lüliti lugeda ühes asendis, kui see on tegelikult üleminekuolekus, teel teise asendisse. Mitme lülitiga korrutatuna võib lüliti asendi vale lugemine põhjustada kogu süsteemi vigu ja valeteavet.

Teise võimalusena muudab halli koodi kasutamisel asendit korraga ainult üks lüliti, mis välistab vale või eksitava asukohateabe võimaluse, kuna korraga muutub ainult üks bitt. Kuna koodi arendus jätkus mitu aastakümmet pärast Gray esialgset kasutuselevõttu, ilmusid päevavalgele täiendavad rakendused. Näiteks pöörlevad ja optilised kodeerijad kasutavad halli koodi, kuna iga järjestus või positsioonimuutus erineb ainult ühe biti võrra. Samuti kasutavad digitaalse suhtluse veaparandused, geneetilised algoritmid ja teatud tüüpi kaardid halli koodi, samuti koodiga seotud ühe biti muutmise omaduse tõttu.

Sarnast peegeldatud kahendkoodi kasutati 1800. aastate lõpus telegraafis. Veel varem kasutasid matemaatikud peegeldatud kahendkoodi, et lahendada keerulisi matemaatilisi küsimusi või mõistatusi, mis sarnanesid Hanoi torni ja iidsete Hiina rõngasmõistatustega. Kuigi neid binaarkoode kasutati, ei standardiseeritud, patenteeritud ega peetud muul viisil omandiõigusega kasutatavaks kuni Gray tööni 1940. aastate lõpus ja 1950. aastate alguses. Bell Labs patenteeris Frank Gray leiutatud vaakumtoru instrumenti kasutades esimese seadme, milles analoogsignaalid teisendati peegeldunud kahendkoodiks. 1953. aasta patenditaotluses seadmele, mida tuntakse impulsskoodi sidetoruna või PCM-toruna, viitas Bell Labs esimest korda ametlikult Grey koodile.