Vad är den grå koden?

Gråkoden är en typ av cyklisk binär kod som patenterades för första gången 1947, men som inte fick namnet Gråkoden förrän i början av 1950-talet, i efterföljande patentansökningar. Närmare bestämt är koden en reflekterad binär kod, vilket innebär att de sista siffrorna i strängen kan vara samma som de första talen, men i omvänd ordning, vilket gör det möjligt att bygga vidare på och utöka användbarheten av standard eller naturlig binär kod. Frank Gray, Bell Labs-forskaren som koden är uppkallad efter, utvecklade detta speciella binära siffersystem för att hjälpa till att styra elektromekaniska omkopplare. Idag används grå kod i en mängd olika miljöer, särskilt digital kommunikation där analoga signaler måste omvandlas till digitala medier.

Under de tidiga utvecklingsstadierna för koden låg fokus i första hand på den mer effektiva driften av elektromekaniska omkopplare. Mekaniska omkopplare som använder naturlig binär kod kan vara svåra att läsa positionsmässigt. Flera omkopplare kan byta läge samtidigt, med komplicerade övergångslägen. Beroende på övergångsfasen kan en omkopplare läsa i en position när den faktiskt är i ett övergångstillstånd, på väg till en annan position. Multiplicerat med flera omkopplare kan en felaktig avläsning av omkopplarens läge resultera i systemomfattande fel och falsk information.

Alternativt byter endast en omkopplare position åt gången vid användning av grå kod, vilket eliminerar möjligheten för falsk eller vilseledande positionsinformation, eftersom endast en bit ändras åt gången. Eftersom utvecklingen av koden fortsatte i flera decennier efter Grays första introduktion kom ytterligare applikationer i dagen. Till exempel använder roterande och optiska kodare Gray-kod eftersom varje sekvens eller positionsändring endast skiljer sig med en bit. Likaså använder felkorrigering för digital kommunikation, genetiska algoritmer och vissa typer av kartor grå kod, också på grund av den enstaka bitsändringsegenskapen som är associerad med koden.

En liknande reflekterad binär kod användes i slutet av 1800-talet inom telegrafi. Ännu tidigare använde matematiker reflekterad binär kod för att lösa komplexa matematiska frågor eller pussel liknande Hanois torn och forntida kinesiska ringpussel. Även om de användes var sådana binära koder inte standardiserade, patenterade eller på annat sätt ansågs vara skyddade förrän Grays arbete i slutet av 1940-talet och början av 1950-talet. Bell Labs, genom att använda ett vakuumrörsinstrument uppfunnit av Frank Gray, patenterade den första enheten där analoga signaler omvandlades till reflekterad binär kod. I 1953 års patentansökan för enheten, känd som pulskodkommunikationsrör eller PCM-rör, refererade Bell Labs officiellt till Gray-koden för första gången.