信息的编码:电报

来源 :中国信息技术教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hfutnyd
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  之前我们已经意识到,使用四位的二进制组合构成的15个有效状态,可以很好地表示0~9这10个数字,类似的方法早在计算机出现之前就已经应用在通讯当中了,这就是电报。我们在一些早期的影像中经常会听到“嘟,嘟-嘟,嘟”这种忽长忽短的电波声。短时间按下端口A的按键时,对应短声,长时间按下端口A的按键,对应长声。
  使用图1所示的程序模拟电报能够听到短的钟声和长的钟声,而这种一长一短的声音,则是用声音的长短表示二进制的1和0两种状态。一般用“-”表示长的声音,相当于1,“.”表示短的声音,相当于0,那么之前的二进制转十进制的转换表可以表示为右表。
  而短按和长按的区别在于按下的时间不同,因此需要使用图2所示的程序,确定短按和长按之间的一个判定标准,这个时间阈值需要实验测定,按下A端口的瞬间记录通讯之前的时刻,手松开时用当前的计时器与通讯之前的时间求差,便求出了接通的时间,如图2所示。
  经过10组短按和长按的测定,我们发现短按的最大值和长按的最小值的平均值是0.5秒。这个过程可以通过Excel函数解决,也可以编程序解决,每个人头脑中对短按和长按的阈值会有区别,因此有必要分别测量。图3为长按和短按的阈值测定图。
  之后,我们可以通过图4所示的程序判断短按还是长按,继而用一个变量“四位”表示一个四位二进制数,用按键A输入一个四位二进制数,并且存储在链表“四位编码之中”。
  不使用简单的“如果,否则”结构的原因是为了区别正常操作和虚连、短路等电路故障。至此,我们就制作了一个简易的发报机,但从通讯的角度来看,编码只是通讯的开始,接下来是传输和解码。解码的过程则比较简单,使用“十进制数=A×8 B×4 C×2 D×1”换算公式即可,如图5所示。
  至此,我们将由短按和长按构成的电报编码转化为十进制数,完成了一个从编码到解码的过程,但是这始终是在一台计算机中的内部转化,要完成一个完整的通讯过程,信息应该从一台计算机传输到另一台计算机,因此有必要接下来研究两台计算机之间的信息的通讯,这个问题将会在后面讨论。此外,二进制到十进制数之间的计算公式实际上相当于一个密码换算规则,这种规则过于简单,从通讯的角度,容易破解,也不够安全,这就有必要在后面的研究中研究出更为安全的密码换算机制。最后,如何提高传输信息的效率也是需要进一步研究的问题。通讯是信息技术的一个核心过程,以往的信息技术教学并不能细致地让学生了解通讯的过程和原理,期望信息技术实验能够用实验的方法,解决这个问题。
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