Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Коды Грея

1371 байт добавлено, 05:57, 12 ноября 2010
Правка 3
'''Код ГреяКод Грея'''  - такое упорядочение k-ичных (обычно двоичных) векторов, что соседние вектора отличалются отличаются только в одном разряде.Код назван в честь Френка Фрэнка Грея, который в 1947 году получил патент на "отраженный двоичный код". Изначально он предназначался для избавления от паразитных состояний в электромеханических переключателях, однако сейчас область его применения гораздо шире.
== Алгоритм построения ==
Существует несколько видов Кода Грея, самый простой из них - так называемый зеркальный двоичный Код Грея, строится он так:Для получения кода длины n производится n шагов. На первом шаге код имеет длину 1 и состоит из двух векторов (0) и (1). На каждом следующем шаге в конец списка заносятся все уже имеющиеся вектора в обратном порядке, и затем к первой половине получившихся векторов дописывается "0", а ко второй - "1". Таким образом с каждым шагом длина векторов увеличивается на 1, и их количество вдвое.Таким образом количество векторов длины n равно <math>2^n</math>.== Алгоритм построения ==
'''Доказательсво правильности работы алгоритма'''Существует несколько видов Кода Грея, самый простой из них - так называемый зеркальный двоичный Код Грея, строится он так: Для получения кода длины n производится n шагов. На первом шаге код имеет длину 1 и состоит из двух векторов (0) и (1). На каждом следующем шаге в конец списка заносятся все уже имеющиеся вектора в обратном порядке, и затем к первой половине получившихся векторов дописывается "0", а ко второй - "1". С каждым шагом длина векторов увеличивается на 1, и их количество вдвое. Таким образом количество векторов длины n равно <math>2^n.</math>
По индукции:'''Доказательство правильности работы алгоритма'''
-на первом шаге код отвечеат условиямПо индукции:
-предположим, что получившийся код на первом шаге i есть Код Греякод отвечает условиям
-тогда предположим, что получившийся код на шаге i+1: первая половина кода будет корректна, так как она совпадает с кодом с шага i за исключением добавленного последнего бита 0. Вторая половина тоже соответствует условиям, так как она явлеятся зеракальным отражением первой половины, только добавлена везде 1. На стыке: i бит совпадают в силу зеркальности, отличается последний.Таким образом этот код - есть Код Грея. Индукционное предположение доказанно, алгоритм работает верно.
-тогда на шаге i+1: первая половина кода будет корректна, так как она совпадает с кодом с шага i за исключением добавленного последнего бита 0. Вторая половина тоже соответствует условиям, так как она является зеркальным отражением первой половины, только добавлен везде бит 1. На стыке: первые i бит совпадают в силу зеркальности, последние различны по построению. Таким образом этот код - Код Грея. Индукционное предположение доказано, алгоритм работает верно.   Этот алгоритм можно обобщить и для k-ичных векторов.Также известен алгоритм преобразования двоичного кода в Код Грея.  Сущестует Существует ещё несколько видов Кода Грея - сбалансированный Код Грея, код Беккета-Грея, одноколейный Код Грея.  == Применение == Код Грея применяется в: -датчиках-энкодерах ( устройства, преобразующие угол поворота вала в электрический сигнал ); -как способ решения задачи о Ханойских башнях ( дано три стержня, на первом из них нанизано 8 колец разного размера в виде пирамиды; цель - перенести  пирамиду на другой стержень, сохранив упорядоченность ); -в генетических алгоритмах; -в Картах Карно ( при передаче в карту переменные сортируются в Код Грея ); -в кодах, исправляющих ошибки; -для связи систем с различной частотой работы.   == Источники == [http://en.wikipedia.org/wiki/Gray_code] Gray code, From Wikipedia, the free encyclopedia [http://ru.wikipedia.org/wiki/Код_Грея] Код Грея, Материал из Википедии — свободной энциклопедии
42
правки

Навигация