Код. Тайный язык информатики

Вероятно, наиболее экономичным текстовым кодом является 5-битный код, созданный в 1874 году для печатающего телеграфа Эмилем Бодо[24], сотрудником французской телеграфной службы, которая начала использовать этот код в 1877 году. В дальнейшем код был усовершенствован Дональдом Мюрреем и стандартизирован в 1931 году Международным консультационным комитетом по телефонии и телеграфии (Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique, CCITT; сейчас — Международный союз электросвязи — International Telecommunication Union, ITU). Официально этот код называется международным телеграфным алфавитом № 2 (International Telegraph Alphabet No 2, ITA-2); в Соединенных Штатах он более известен как код Бодо, хотя правильнее было бы называть его кодом Мюррея.

В XX веке код Бодо часто применялся в телетайпных аппаратах. Клавиатура телетайпа Бодо похожа на пишущую машинку, но у нее только 30 клавиш и пробел. Клавиши телетайпа — просто переключатели, использование которых приводит к генерации двоичного кода и его передаче по выходному кабелю аппарата, бит за битом. Кроме того, телетайп предусматривает печатный механизм. Коды, проходящие через входной кабель телетайпа, активируют электромагниты, которые печатают символы на бумаге.

Поскольку код Бодо 5-битный, он содержит всего 32 элемента. Шестнадцатеричные значения этих кодов находятся в диапазоне от 00h до 1Fh. В следующей таблице представлено соответствие этих 32 кодов буквам латинского алфавита.

Код 00h не присваивается ничему. Из оставшихся кодов двадцать шесть назначаются буквам алфавита, а остальные пять соответствуют вспомогательным действиям, выделенным в таблице курсивом.

Код 04h — это пробел, который создает пространство между словами, коды 02h и 08h — возврат каретки и перевод строки. Эти понятия применяются при использовании пишущей машинки. Когда достигаете конца строки, печатая, вы нажимаете на рычаг или кнопку, которая выполняет два действия. Во-первых, каретка перемещается вправо, благодаря чему следующая строка начинается с левого края листа (возврат каретки). Во-вторых, пишущая машинка прокручивает валик так, чтобы следующая строка находилась под той, которую вы только что напечатали (перевод строки). В системе Бодо эти два кода генерируются отдельными клавишами. Телетайпный аппарат Бодо реагирует на эти два кода при печати.

Для получения цифр и знаков препинания в системе Бодо используется код 1Bh, обозначенный в таблице фразой «Переключение на цифры». Все следующие за ним коды интерпретируются как цифры или знаки препинания, пока код «Переключение на буквы» (1Fh) не просигнализирует возврат к буквам. В следующей таблице представлены коды, соответствующие цифрам и знакам препинания.

В стандарте ITU коды 05h, 0Bh и 16h не определены: они зарезервированы «для национального использования». В таблице показано, как эти коды применялись в Соединенных Штатах. Эти же коды обычно подходят для букв с диакритическими знаками из некоторых европейских языков. Код «Сигнал» предназначен для подачи телетайпом слышимого звукового сигнала, «Кто это?» активирует механизм, посредством которого телетайп может идентифицировать себя.

Как и азбука Морзе, этот 5-битный код не предусматривает различий между прописными и строчными буквами. Предложение I spent $25 today («Сегодня я потратил 25 долларов») шифруется следующей последовательностью шестнадцатеричных значений.

I SPENT $25 TODAY.

0C 04 14 0D 10 06 01 04 1B 16 19 01 1F 04 01 03 12 18 15 1B 07 02 08

Обратите внимание на три кода переключения: 1Bh прямо перед числом, 1Fh после числа и 1Bh перед точкой в конце предложения. Строка завершается кодами возврата каретки и перевода строки.

К сожалению, если вы дважды отправите эту последовательность значений на печатающее устройство телетайпа, получите следующий результат.

I SPENT $25 TODAY.

8 ‘03,5 $25 TODAY.

Что случилось? Дело в том, что последний код переключения, полученный печатным аппаратом перед второй строкой, представлял код переключения на цифры, поэтому коды в начале второй строки были интерпретированы как цифры.

Подобные проблемы типичны при использовании кодов переключения. Несмотря на безусловную экономичность кода Бодо, предпочтительнее было бы остановиться на уникальных кодах для цифр и знаков препинания, а также отдельных кодах для строчных и прописных букв.

Если мы хотим выяснить, сколько бит нам необходимо для создания лучшей по сравнению с кодом Бодо системы кодирования символов, нужно просто сложить их: 52 кодовых слова — для прописных и строчных букв, десять кодовых слов — для цифр от 0 до 9. Это уже 62 кодовых слова. Если добавить несколько знаков препинания, получим 64 кодовых слова, а значит, нам нужно более шести бит. Однако мы еще не скоро превысим значение в 128 символов, при котором потребуются восемь бит.

Как видите, необходимы семь бит для представления символов английского текста, если мы хотим обойтись без переключения между буквами нижнего и верхнего регистра.