信息的編碼：電報

鄭成文++吳俊杰

之前我們已經意識到，使用四位的二進制組合構成的15個有效狀態，可以很好地表示0～9這10個數字，類似的方法早在計算機出現之前就已經應用在通訊當中了，這就是電報。我們在一些早期的影像中經常會聽到“嘟，嘟-嘟，嘟”這種忽長忽短的電波聲。短時間按下端口A的按鍵時，對應短聲，長時間按下端口A的按鍵，對應長聲。

使用圖1所示的程序模擬電報能夠聽到短的鐘聲和長的鐘聲，而這種一長一短的聲音，則是用聲音的長短表示二進制的1和0兩種狀態。一般用“-”表示長的聲音，相當于1，“.”表示短的聲音，相當于0，那么之前的二進制轉十進制的轉換表可以表示為右表。

而短按和長按的區別在于按下的時間不同，因此需要使用圖2所示的程序，確定短按和長按之間的一個判定標準，這個時間閾值需要實驗測定，按下A端口的瞬間記錄通訊之前的時刻，手松開時用當前的計時器與通訊之前的時間求差，便求出了接通的時間，如圖2所示。

經過10組短按和長按的測定，我們發現短按的最大值和長按的最小值的平均值是0.5秒。這個過程可以通過Excel函數解決，也可以編程序解決，每個人頭腦中對短按和長按的閾值會有區別，因此有必要分別測量。圖3為長按和短按的閾值測定圖。

之后，我們可以通過圖4所示的程序判斷短按還是長按，繼而用一個變量“四位”表示一個四位二進制數，用按鍵A輸入一個四位二進制數，并且存儲在鏈表“四位編碼之中”。

不使用簡單的“如果，否則”結構的原因是為了區別正常操作和虛連、短路等電路故障。至此，我們就制作了一個簡易的發報機，但從通訊的角度來看，編碼只是通訊的開始，接下來是傳輸和解碼。解碼的過程則比較簡單，使用“十進制數=A×8+B×4+C×2+D×1”換算公式即可，如圖5所示。

至此，我們將由短按和長按構成的電報編碼轉化為十進制數，完成了一個從編碼到解碼的過程，但是這始終是在一臺計算機中的內部轉化，要完成一個完整的通訊過程，信息應該從一臺計算機傳輸到另一臺計算機，因此有必要接下來研究兩臺計算機之間的信息的通訊，這個問題將會在后面討論。此外，二進制到十進制數之間的計算公式實際上相當于一個密碼換算規則，這種規則過于簡單，從通訊的角度，容易破解，也不夠安全，這就有必要在后面的研究中研究出更為安全的密碼換算機制。最后，如何提高傳輸信息的效率也是需要進一步研究的問題。通訊是信息技術的一個核心過程，以往的信息技術教學并不能細致地讓學生了解通訊的過程和原理，期望信息技術實驗能夠用實驗的方法，解決這個問題。endprint