188.格雷码
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※188.格雷码
格雷(Frank Gray,?—1969)博德(émile Baudot,1845—1903)
1947年
格雷申请美国专利编号第2632058号(于1947年建档,随后在1953年核发)时所使用的说明图例。格雷在这篇专利申请文件中提及相当有名的“二进制反射码”,之后的研究人员遂将该编码方式称为格雷码。
布尔代数(1854年),格罗斯的《九连环理论》(1872年),河内塔(1883年)及信息论(1948年)
格雷码意指依算数顺序并列,其中相邻两数只在唯一一个位置相差1的数字标记法,例如,182和172就是以十进制表示、彼此相连的一组格雷码(因为只在中间位数相差1),可是182和162(没有哪一位数只相差1),或是182和173(超过一位数字相差1)这两对数字,就不是相连的格雷码了。
“二进制反射式格雷码”是一种简单、著名且用途广泛的格雷码,当中所有位数不是0就是1。在此,引用加德纳(Martin Gardner)的解说方式,将一个标准的二进制数字转换成反射式格雷码——首先从一个二进制数的最右边开始,再逐一往前检视其他各位数;当左边紧邻的数字为0时不要变动眼前的数字,当左边紧邻的数字为1时,则将眼前的数字替换掉(我们认定二进制数最左边那一位数的左边依旧是0,所以无须变动最左边的数字)。将这个规则套用在110111将获得101100的二进制反射式格雷码;以此为例,则所有原本二进制数也就可以依序转换成0,1,11,10,110,111,101,100,1100,1101,1111,…。
原先开发二进制反射式格雷码的目的,在于用更简单的方式避免电机网关传送错误讯号,因为格雷码只容许数列中单一位的微小变动。如今格雷码更被用于各种数字传输的错误校正,像是电视讯号的传送,同时降低噪声对整个传送系统的干扰。法国工程师博德早于1878年开始,就在电报中使用格雷码,不过本条目的名称,却来自于在贝尔实验室(Bel Labs)任职,在自己各项工程专利广泛使用格雷码的物理学家格雷,他还发明用真空管将模拟讯号转换成二进制格雷码的方法。时至今日,格雷码仍旧在图论、数论这两个应用领域中占有重要的一席之地。 数学之书:数学史上250个里程碑式的发现