кто изобрел двоичный код
История двоичного кода
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Июня 2013 в 10:54, реферат
Краткое описание
Идея использования лишь двух символов для кодирования информации стара, как мир. Барабаны, которыми пользуются некоторые племена африканских бушменов, передают сообщения в виде комбинаций звонких и глухих ударов. Другой, более современный пример двухсимвольного кодирования – азбука Морзе, в которой буквы алфавита представлены определенными сочетаниями точек и тире. Австралийские аборигены считали двойками, некоторые племена охотников-сборщиков Новой Гвинеи и Южной Америки тоже пользовались двоичной системой счета.
Содержание
1. Введение.
2. История зарождения двоичного кода.
3. Основоположники двоичного кода.
4. Заключение.
5. Список источников.
6. Глоссарий.
Вложенные файлы: 1 файл
фи-31.История двоичного кода (реферат).doc
То, что связь между человеком, высадившимся на Луне, и Землей, праздновавшей это событие, осуществлялась при помощи нулей и единиц, глубоко символично и закономерно, потому что эти знаки двоичной системы счисления сыграли в этом историческом достижении тысячи всевозможных ролей. С их помощью было закодировано все – от команд, отданных космическому кораблю при взлете, до инструкций, благодаря которым спускаемый аппарат экспедиции Армстронга при возвращении на Землю вошел в земную атмосферу под соответствующим углом. То же самое происходит повсюду в нашем компьютеризованном мире. В основе своей цифровой компьютер независимо от его размеров и назначения представляет систему передачи информации, выраженной в виде нулей и единиц.
Идея использования лишь двух символов для кодирования информации стара, как мир. Барабаны, которыми пользуются некоторые племена африканских бушменов, передают сообщения в виде комбинаций звонких и глухих ударов. Другой, более современный пример двухсимвольного кодирования – азбука Морзе, в которой буквы алфавита представлены определенными сочетаниями точек и тире. Австралийские аборигены считали двойками, некоторые племена охотников-сборщиков Новой Гвинеи и Южной Америки тоже пользовались двоичной системой счета.
Двоичное представление чисел – не единственная альтернатива десятичной системе счисления. Древняя вавилонская арифметика была основана на числе 60, а в привычках и языке англосаксов мы обнаруживаем следы двенадцатеричной системы счисления, которая когда-то господствовала на Британских островах: 12 месяцев в году, 12 дюймов в футе, два 12-часовых периода в сутках, различные системы мер, также основанные на числе 12. Вызванная к жизни не чем иным, как десятью пальцами пары человеческих рук, десятичная система в конце концов вытеснила все другие системы счета, по крайней мере в странах Запада. Однако некоторые европейские мыслители эпохи Просвещения, последовавшей за эпохой Возрождения, проявляли немалый интерес к простой и изящной двоичной системы счисления. Постепенно эта система проникала из одной научной дисциплины в другую, из логики и философии в математику, а затем и в технику, где она сыграла важную роль на заре компьютерной революции.
История зарождения двоичного кода.
Полный набор из 8 триграмм и 64 гексаграмм, аналог 3-битных и 6-битных цифр, был известен в древнем Китае в классических текстах книги Перемен.
Порядок гексаграмм в книге Перемен, расположенных в соответствии со значениями соответствующих двоичных цифр (от 0 до 63), и метод их получения был разработан китайским учёным и философом Шао Юн в XI веке. Однако нет доказательств, свидетельствующих о том, что Шао Юн понимал правила двоичной арифметики.
Индийский математик Пингала ра зработал математические основы для описания поэзии с использованием первого известного применения двоичной системы счисления.
Узелковые носители информации «кипу», которыми инки пользовались вместо письменности, являются аналогом современного двоичного кода. К такому выводу пришел гарвардский исследователь древней южноамериканской цивилизации Гари Эртон.
По утверждению Эртона узелки на шнурках, завязанные инками, представляют собой 7-битный двоичный код и могут передавать до 1500 отдельных знаков.
Продолжая поиски твердого доказательства своей теории, профессор Эртон надеется в ближайшее время найти южноамериканский «камень Розетты» – повествование на «кипу», более 400 лет назад переведенную на испанский язык. Говоря о камне Розетты, ученый из США имеет в виду базальтовую плиту, найденную в Розетте, недалеко от египетского города Александрия. Эта находка содержала билингву и позволила египтологам расшифровать значение египетских иероглифов.
Согласно результатам исследований Эртона, у инков существовало семь способов завязывания «кипу». Общее число вариантов, полученных при сочетании различных методов вязания, достигает 128. Однако, как отмечает ученый, с учетом использования инками шнурков 24 цветов число комбинаций «кипу» достигает 1536.
Выводы Эртона говорят о том, что, применяя «кипу», инки по количеству возможных к передаче знаков превзошли шумеров с их приблизительно 1000-1500 информационными блоками и в два раза превысили количество иероглифов египтян и майя. Если выводы профессора найдут подтверждение, получится, что инки изобрели двоичный код, как минимум, за 500 лет до появления компьютера и использовали его в трехмерной письменности.
Впрочем, без латиноамериканского «камня Розетты» доказать теорию Эртона будет очень непросто.
Наборы, представляющие собой комбинации двоичных цифр, использовались африканцами в традиционных гаданиях (таких как Ифа) наряду со средневековой геомантией.
Основоположники двоичной системы.
Современники Лейбница, возможно, слегка озадаченные, а может быть, и возмущенные его предложением, оставили работу ученого без внимания, да и сам Лейбниц, по-видимому, не стал развивать идею нового языка. Однако десятилетие спустя он занялся исследованием строгих математических законов применительно к новой области – двоичной системе счисления. На кропотливой работе по переводу чисел из десятичной системы в двоичную его вдохновляла старинная рукопись, случайно попавшаяся ему на глаза. Это был комментарий по поводу знаменитой китайской книги «Ай чинг» (Книга перемен), в которой делалась попытка описать Вселенную во всей ее сложности с помощью ряда философских категорий противоположностей – например, таких понятий, как темнота и свет, мужское и женское начало. Ободренный этим созвучием со своими математическими концепциями Лейбниц терпеливо исследовал бесконечные комбинации нулей и единиц, формализуя найденные им закономерности и закладывая тем самым основы современной двоичной системы.
Однако при всей своей гениальности Лейбниц так и не смог найти полезного применения полученным результатам.
Однако спустя более ста лет после смерти Лейбница (1716) английский математик-самоучка Джордж Буль энергично принялся за поиски такого универсального языка. Примечательно, что этой целью задался человек такого скромного происхождения, как Буль. Он был родом из бедной рабочей семьи, жившей в промышленном городе Линкольне в восточной Англии. В те времена мальчик, родители которого были простыми рабочими, вряд ли мог надеяться получить солидное образование, а тем более сделать карьеру ученого. Однако решимость и целеустремленность Буля не знали границ.
В Линкольне была школа для мальчиков. Возможно, Буль посещал ее, но если и так, то там он мог получить лишь самое элементарное образование. Однако его отец, самостоятельно овладевший кое-какими познаниями в математике, передал эти знания своему способному сыну. Уже к восьми годам мальчика всецело захватила жажда знаний. Предметом, который, по-видимому, сыграл важную роль в дальнейшей судьбе Буля, был латинский язык. Здесь отец ничем не мог ему помочь, но друг их семьи, занимавшийся книжной торговлей, в достаточной степени владел латинской грамматикой, чтобы дать Булю начальный толчок. Когда книготорговец обучил его всему, что знал сам, Буль продолжил учебу самостоятельно и в возрасте 12 лет уже переводил классическую латинскую поэзию. Еще через два года он овладел греческим языком, а затем добавил к своей коллекции языков французский, немецкий и итальянский.
В 1831 г. в возрасте 16 лет Буль был вынужден поступить на работу, чтобы помочь семье. Четыре года он проработал на малооплачиваемой должности помошника учителя, но затем, осмелев, решил открыть собственную школу. Поняв, что ему следует углубить свои познания в математике, чтобы превзойти учеников, он приступил к чтению математических журналов, которые имелись в библиотеке местного научного учреждения. И тут у Буля обнаружились поистине неординарные способности. Изучив горы научных публикаций, он овладел сложнейшими математическими теориями своего времени. У него возникли и собственные оригинальные идеи. Буль стал записывать их, не прекращая в то же время преподавательской работы в своей маленькой школе. В 1839 г. одна из его статей была принята к публикации научным журналом. На протяжении следующего десятилетия работы Буля регулярно печатались, и его имя приобрело известность в научных кругах. В конце концов деятельность Буля получила столь высокую оценку, что он, несмотря на отсутствие формального образования, был приглашен работать на математический факультет Королевского колледжа в Ирландии.
Большинство логиков того времени либо игнорировали, либо резко критиковали систему Буля, но ее возможности оказались настолько велики, что она не могла долго оставаться без внимания.
Американский логик Чарлз Сандерс Пирс познакомил в 1867 г. с булевой алгеброй американскую научную общественность, кратко изложив существо этой системы в своем докладе для Американской академии наук и искусств. На протяжении двух последующих десятилетий Пирс затратил немало времени и сил, модифицируя и расширяя булеву алгебру. Он осознал, что бинарная логика Буля хорошо подходит для описания электрических переключательных схем. Например, ток в цепи может либо протекать, либо отсутствовать, подобно тому как утверждение может быть либо истинным, либо ложным. Электрический переключатель действует во многом сходно с логическим вентилем, либо пропуская ток (что соответствует значению «истина»), либо нет. Самого Пирса гораздо больше интересовала логика, чем электричество. И хотя позже он придумал простую электрическую логическую схему, она не была собрана.
Тем не менее, внедрив булеву алгебру в курсы логики и философии в американских университетах, Пирс посеял семена, которые дали богатые всходы пол столетия спустя. В 1936 г. выпускник американского университета Клод Шеннон, которому было тогда всего 21 год, сумел ликвидировать разрыв между алгебраической теорией и ее практическим приложением.
В то время Шеннон только что перешел в Массачусетский технологический институт (МТИ) из Мичиганского университета, где получил два диплома бакалавра – по электротехнике и по математике. Желая подработать, Шеннон выполнял обязанности оператора на неуклюжем механическом вычислительном устройстве под названием «дифференциальный анализатор», который построил в 1930 г. научный руководитель Шеннона профессор В. Буш. Это была первая машина, способная решать сложные дифференциальные уравнения, которые позволяли предсказывать поведение таких движущихся объектов, как самолет, или действие силовых полей, например гравитационного поля. На решение подобных уравнений вручную уходили иногда целые месяцы, так что дифференциальный анализатор имел важное научное значение. Однако он обладал многими серьезными недостатками. Прежде всего это его гигантские размеры: подобно старинной Аналитической машине Бэббиджа, механический анализатор Буша представлял собой сложную систему валиков, шестеренок и проволок, соединенных в серию больших блоков, которые занимали целую комнату. Столь большие габариты устройства отчасти объяснялись тем, что расчеты проводились в десятичной системе счисления. Однако размеры это не единственный недостаток анализатора. Он был аналоговым устройством, которое само измеряло скорость и анновере, а затем на основе измеренных величин проводило расчеты. Чтобы поставить машине задачу, оператор вынужден был вручную подбирать множество шестереночных передач, на что уходило 2 – 3 дня. При любом изменении параметров задачи оператору приходилось изрядно потрудиться и перепачкаться в машинном масле.
Двоичный код использовали сотни лет назад
Считается, что двоичная арифметика, основа цифровых вычислений, была изобретена в начале XVIII века немецким математиком Готфридом Лейбницем. Однако исследование, проведенное учеными из Университета Бергена в Норвегии, показывает, что своеобразная система двоичного счисления уже использовалась 300 лет назад народом, проживающим на крошечном тихоокеанском острове Мангареву во Французской Полинезии. До сих пор этот удивительный факт оставался неизвестным, поскольку после колонизации аборигены Мангареву начали приобщаться к европейской культуре, и к настоящему времени система коренных жителей острова уже давно заменена арабскими цифрами и современными методиками счета. Кроме того, на острове проживают всего 600 местных жителей, которые сохранили лишь крупицы древних знаний. Тем не менее, норвежским ученым удалось реконструировать некоторые понятия языка аборигенов Мангареву, в том числе используя труды исследователей XIX – начала XX века.
Колонизация уничтожила оригинальную систему счета аборигенов Мангареву, однако ученые смогли восстановить сложную двоичную/десятичную систему счисления
Открытие норвежских ученых позволяет предположить, что некоторые из преимуществ двоичной системы Лейбница уже использовались аборигенами Мангареву. Древние люди смогли создать эту методику интуитивно, даже в обществе без передовой науки и техники, опираясь лишь на стремление обеспечить удобство счета в торговле.
Сотни лет назад количество жителей Мангареву составляло несколько тысяч. Это было высоко стратифицированное общество, которое выживало благодаря добыче морепродуктов и выращиванию корнеплодов. Для совершения сложных крупных сделок аборигенам Мангареву потребовалась соответствующая система счета.
В то же самое время, смешанная десятичная/двоичная система Мангареву действительно необычна. Удивительно, что на крошечном острове с небольшим населением была создана столь сложная система счета. Сам этот факт также показывает, насколько важны методики счета для развития культуры. В случае с Мангареву необходимость работы с большими числами мотивировала людей на поиски нестандартных решений.
ru.knowledgr.com
О бинарной форме компьютерного программного обеспечения см. Machine code. Слово «Wikipedia» представлено в бинарном коде ASCI, состоящем из 9 байт (72 бита). Бинарный код представляет текст, инструкции компьютерного процессора или любые другие данные, использующие двухсимвольную систему. Часто используется двухсимвольная система «0» и «1» из бинарной системы счисления. Бинарный код рассекает шаблон бинарных диджитов, также известный как биты, каждому символу, и т. д. Например, двойная строка из восьми битов может представлять любое из 256 возможных значений и, следовательно, может представлять большое разнообразие различных элементов.
В вычислениях и телекоммуникациях бинарные коды используются для различных способов кодирования данных, таких как символьные строки, в битовые строки. Эти методы могут использовать строки фиксированной или переменной ширины. В бинарном коде фиксированной ширины каждая буква, диджит или другой символ представляется битовой строкой одинаковой длины, эта битовая строка, интерпретируемая как бинарное число, обычно отображается в кодовых таблицах в восьмеричной, десятичной или хексадецимальной нотации. Для них существует множество наборов символов и множество кодировок символов.
Битовая строка, интерпретируемая как бинарное число, может быть преобразована в десятичное число. Например, нижний регистр а, если он представлен битовой строкой (как в стандартном коде ASCI), также может быть представлен в виде десятичного числа «97».
История бинарных кодов
Современная бинарная система счисления, основа для бинарного кода, была изобретена bniz в 1689 году и фигурирует в его статье «Explication de l’Arithmétique Binaire». Полное название переводится на английский как «Пояснение бинарной арифметики», в котором используются только иероглифы 1 и 0, с некоторыми ремарками о его полезности, а на свет бросается на древнекитайские фигуры Фу Си «. (1703). Система Bbniz использует 0 и 1, подобно современной бинарной числовой системе. bniz столкнулся с I Ching через французского иезуита им Bouvet и отметил с рассказами, как его гекс мс соответствуют бинарным числам от 0 до 111111, и пришел к выводу, что это наложение было свидетельством крупных китайских сопровождений в виде философских визуальных binary cs он восхищался. бниз видел гекс мс как аффир универсальности собственной религиозной ф.
В 1605 году ХХ обсуждал систему, в которой буквы алфавита могут быть сведены к последовательностям двойных разрядов, которые затем могут быть закодированы как страшно видимые вариации в шрифте в любом рэндомном тексте. Немаловажно для общей теории бинарного кодирования, он добавил, что этот метод может быть использован с любыми объектами вообще: «при условии, что эти объекты будут способны только к двоякому различию; как у Беллса, у Трампета, у Лайтса и Торша, у доклада Мускета, и у любых инструментов подобной природы».
Джордж Бул опубликовал в 1847 году статью под названием «Анализ логики», в которой описывается альхраическая система логики, известная в настоящее время как Булева альхра. Система Буля была основана на бинарном, да-нет, двухпозиционном подходе, который из трех самых основных операций: И, ИЛИ, и NOT. Эта система не была введена в эксплуатацию, пока студент из Массачусетского технологического института, де Шеннон, не заметил, что логическая al ra, которую он узнал, была похожа на электрическую цепь. Шеннон написал диссертацию в 1937 году, в которой реализовал его выводы. Тезис Шеннона стал отправной точкой для использования бинарного кода в практических применениях, таких как компьютеры, электрические циркуляторы и многое другое.
Другие формы бинарного кода
Шрифт Брайля
Багуа
Системы кодирования
Код ASCI
Американский стандартный код обмена информацией (ASCI) использует 7-битный бинарный код для представления текста и других символов в компьютерах, оборудовании связи и других устройствах. Каждой букве или символу присваивается число от 0 до 127. Например, строчный регистр «a» представлен битовой строкой (которая в десятичном выражении равна «97");.
Бинарно-кодированный десятичный
Арифметика BCD иногда предшествует числовым форматам с плавающей точкой в коммерческих и финансовых приложениях, где сложное поведение округления чисел с плавающей точкой является неаппроприатным.
Раннее использование бинарных кодов
Текущие виды использования бинарных
Большинство современных компьютеров используют бинарное кодирование для инструкций и данных. CD, DVD и Blu-ray диски представляют звук и видео в цифровом виде. Телефонные вызовы передаются в цифровом виде по междугородным и мобильным телефонным сетям с использованием импульсной модуляции и по IP-сетям.
Вес бинарных кодов
Вес бинарного кода, как определено в таблице константно-весовых кодов, представляет собой вес Хэмминга бинарных слов, кодирующих представленные слова или последовательности.
Двоичный код
Двоичный код — это способ представления данных в одном разряде в виде комбинации двух знаков, обычно обозначаемых цифрами 0 и 1. Разряд в этом случае называется двоичным разрядом.
В случае обозначения цифрами «0» и «1», возможные состояния двоичного разряда наделяются качественным соотношением «1» > «0» и количественными значениями чисел «0» и «1».
Двоичный код может быть непозиционным и позиционным.
Из комбинаторики известно, что, в случае непозиционного кода, количество комбинаций (кодов) n-разрядного кода является числом сочетаний с повторениями, равно биномиальному коэффициенту:
, [возможных состояний (кодов)], где:
— количество элементов в данном множестве различных элементов (количество возможных состояний, цифр, кодов в разряде),
— количество элементов в наборе (количество разрядов).
В двоичной системе кодирования (n=2) количество возможных состояний (кодов) равно :
, [возможных состояний (кодов)], т.е.
, [возможных состояний (кодов)], где
— количество двоичных разрядов (дворов, битов).
Например, в одном 8-ми битном байте (k=8) количество возможных состояний (кодов) равно:
, [возможных состояний (кодов)].
В случае позиционного кода, число комбинаций (кодов) n-разрядного двоичного кода равно числу размещений с повторениями:
, где
— число разрядов двоичного кода.
Используя два двоичных разряда можно закодировать четыре различные комбинации: 00 01 10 11, три двоичных разряда — восемь: 000 001 010 011 100 101 110 111, и так далее.
При увеличении разрядности позиционного двоичного кода на 1, количество различных комбинаций в позиционном двоичном коде удваивается.
Двоичные коды являются комбинациями двух элементов и не являются двоичной системой счисления, но используются в ней как основа. Двоичный код также может использоваться для кодирования чисел в системах счисления с любым другим основанием. Пример: в двоично-десятичном кодировании (BCD) используется двоичный код для кодирования чисел в десятичной системе счисления.
При кодировании алфавитноцифровых символов (знаков) двоичному коду не приписываются весовые коэффициенты, как это делается в системах счисления, в которых двоичный код используется для представления чисел, а используется только порядковый номер кода из множества размещений с повторениями.
В системах счисления n-разрядный двоичный код, (n-1)-разрядный двоичный код, (n-2)-разрядный двоичный код и т. д. могут отображать одно и то же число. Например, 0001, 001, 01, 1 — одно и то же число — «1» в двоичных кодах с разным числом разрядов — n.
Содержание
Таблица двоичных кодов
Пример «доисторического» использования кодов
Инки имели свою счётную систему кипу, которая физически представляла собой верёвочные сплетения и узелки. Генри Эртан обнаружил, что в узелках заложен некий код, более всего похожий на двоичную систему счисления. [1]
Примечания
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Двоичный код» в других словарях:
двоичный код — Код, основание которого равно двум. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 94. Теория передачи информации. Академия наук СССР. Комитет технической терминологии. 1979 г.] Тематики теория передачи информации EN binary code … Справочник технического переводчика
двоичный код — dvejetainis kodas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. binary code vok. binärer Kode, m; Binärkode, m; dualer Kode, m; Dualkode, m rus. двоичный код, m pranc. code binaire, m … Automatikos terminų žodynas
двоичный код — Код, основание которого равно двум … Политехнический терминологический толковый словарь
двоичный код с исправлением ошибок — Двоичный код, избыточность которого обеспечивает автоматическое обнаружение и исправление ошибок некоторых типов в передаваемых данных. [Домарев В.В. Безопасность информационных технологий. Системный подход.] Тематики защита информации EN вinаry… … Справочник технического переводчика
двоичный код с обнаружением ошибок — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN binary error detecting code … Справочник технического переводчика
Двоичный код Голея — У этого термина существуют и другие значения, см. Код Голея. Двоичный код Голея один из двух тесно связанных друг с другом исправляющих ошибки линейных кодов: совершенный двоичный код Голея (англ. perfect binary Golay code) … … Википедия
арифметический двоичный код — обычный двоичный код — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы обычный двоичный код EN natural binary code … Справочник технического переводчика
натуральный двоичный код ИКМ — Код, при котором кодовые слова, соответствующие квантованным отсчетам сигнала электросвязи при ИКМ, расположенным в порядке возрастания амплитуд, представляют собой неотрицательные целые двоичные числа, взятые в том же порядке. [ГОСТ 22670 77]… … Справочник технического переводчика
сбалансированный двоичный код — код без преобладания — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы код без преобладания EN zero disparity code … Справочник технического переводчика
симметричный двоичный код ИКМ — Код, при котором полярность квантованного отсчета сигнала электросвязи при ИКМ выражается одним символом цифрового сигнала электросвязи, а остальные символы выражают двоичное число, представляющее абсолютную величину отсчета этого сигнала.… … Справочник технического переводчика