编码_隐匿在计算机软硬件背后的语言 - 查尔斯•佩措尔德 (Charles Petzold) - (EPUB全文下载)

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第1章      电 筒 密 谈假若你才 10岁，你的好朋友与你临街而住，而且你们卧室的窗户面对着面 。每天晚上， 当父母像平常一样很早催你上床睡觉时，你可能还想与好朋友交流思想、发现、小秘密、传 闻、笑话和梦想，没有人可以责备你，毕竟 ,渴望交流是大多数人的天性。当你们卧室还亮着灯时，你和你的好朋友可以临窗舞动手臂、打手势或以身体语言来交 流思想，但复杂一些的交流就有些困难了。而且一旦父母宣布“熄灯”，交流也就无法继续进 行了。如何联系呢？用电话吗？ 10岁的小孩子屋里有电话吗？即使有，你们的谈话可能被偷听。 如果家里的电脑通过电话线联了网，它可能会提供无声的帮助，不过很不幸，它也不会在你 的房间里。你和朋友采用的方法是用手电筒。所有的人都知道手电筒是为孩子们藏在被窝里看书而 发明的，它也适合在黑暗中用来交流。它无声无息，且光的方向性很好，不会从卧室的门缝 中泄露而使家人起疑。用手电筒的光可以交谈吗？这值得一试。一年级你就学过在纸上写字母和单词，把这种 方法运用到手电筒上看起来也合情合理。你所需做的就是临窗而站，用光画出字母。画字母 ‘O’，就打开电筒，在空中画个圈，然后关上开关；字母‘ I’则是画竖直的一笔。但是你很 快发现这种方法行不通，当你注视来去飞舞的光柱时，会发现在脑海中将它们组合起来不是 件容易的事，这些光划成的圈圈杠杠太不准确了。也许你曾经看过一部电影，影片中两个水手隔海用闪烁的光传递消息。在另一部电影中， 一个间谍用镜子反射阳光向一间屋子中被俘获的同伙发送讯息。这就给了你启发，你起先设 计一种简单的交流方法，使字母表中的每个字母与一定数目的闪烁相对应。 A闪一下， B闪两 下，C闪三下，如此递推， Z就闪烁 26下。BAD这个词由字母间有间隔的两闪、一闪、四闪组 成，这样你不会误以为它是闪七下的字母 G了。词间的停顿则比字母间的停顿时间稍长一些。这看起来很有希望，采用这种方法的优点是你不需要在空中挥舞手电简，只需对准方向 按开关就行了；缺点是你试图发送的第一个消息（“How are you?” ）就需要 131次闪烁，更 糟的是，你忘了定义标点符号，所以无法表示句尾的问号了。这离问题的解决已经很近了，你想别人以前肯定也遇到过类似的问题，你解决它的思想 一定是正确的。为了解决问题，白天的图书馆之行使你发现了神奇的摩尔斯电码（morse code）， 这正是你想要的，即使你不得不重新学习如何“写”字母表中的字母。以下就是区别：在你发明的体系中，每个字母是一定数目的闪烁，从闪烁一下的 A到闪烁 26的Z；而在摩尔斯电码中，有长短两种闪烁，当然，这会使摩尔斯电码更为复杂，但它在实 际应用中却被证实是更有效的。那句“ How are you？”现在仅需 32次而不是 131次闪烁，而 且这还包含了问号。在讨论摩尔斯电码的工作原理时，人们并不说“长闪烁”、“短闪烁”，他们使用“点（dot）”和“划（ dash）”，因为这样易于在印刷品上表示。在摩尔斯电码中，字母表中的每一 
  个字母与一个点划序列相对应，正如在下表中你所看到的：                 尽管摩尔斯电码与计算机毫不相关，但熟悉它的本质却对深入了解计算机内部语言和软 硬件的内部结构有很大的帮助。在本书中，编码或代码（ code）通常指一种在人和机器之间进行信息转换的系统（体系）。 换句话说，编码便是交流。有时我们将编码看成是密码 (机密)，其实大多数编码并不是的。大 多数的编码都需要被很好地理解，因为它们是人类交流的基础。在《百年孤独》的一书的开篇，马尔克斯回忆了一个时代，那时“世界一片混沌，许多 事物没有名字。为了加以区别才给事物各个命名。”这些名字都是随意的，没有什么原因说明 为什么不把猫称为狗或不把狗称为猫。可以说英语词汇就是一种编码。我们用嘴发出声音组成单词，这些词可以为那些听得到我们声音，理解我们所用语言的 人所听懂，我们称这种编码为“口头语言”或“语音”。对写在纸上（或凿在石头上、刻在木 头上或通过比划写在空气中）的词，还有一种编码方式，那就是我们在印刷的报刊，杂志和 书籍上看到的字符，称之为“书面语言”或“文本”。在许多语言中，语音和文本间有很强的 联系。例如在英语中，字母或一组字母与一定的读音相对应。手势语言的发明帮助了聋哑人进行面对面的交流。这是一种用手和胳膊的动作组合来表 达词语中的单个字母、整个词及其基本概念的语言。对盲人来说，他们可以使用布莱叶盲文（Braille）。这种文字使用凸起的点代表字母，字母串和单词。当谈话内容要被迅速地记录下 来时，缩写和速记是很有用的。人们在相互沟通时使用了各种不同的编码，因为在不同的应用场合，其中的一些较其他 的更为简便。例如，语言不能在纸上存储，所以使用了文字；语言、文字不适合用来在黑夜 中安静地传递消息，故摩尔斯电码是一个方便的替代品。只要一种编码可以适用于其他编码 所不能适用的场合，它就是一种有用的编码。以后将看到，计算机中使用了不同的编码来传递和存储数字、声音、音乐、图像和视频（电影）。计算机不能直接处理人类世界的编码，因为它不能模拟人类的眼睛、鼻子、嘴和手 指来接收信息。尽管这些年来计算机的发展趋势使我们的桌上电脑具有捕获、存储、处理和 提供人类交流中所使用的各种信息的能，而且不论这些信息是视觉的（文字和图片）、听觉的（语言、声音及音乐）还是两者的混合（动画和电影）。所有这些信息都要求使用它们自己的 编码方式，正如交谈需要使用人的某些器官（嘴和耳朵），而书写和阅读则需要使用另外一些 
第1章 电 筒 密 谈      3  器官（手和眼睛）一样。 用手电筒发送摩尔斯电码时，电筒的开关快速地合开代表一个点，让电筒照亮稍长的时间则代表一个划。举例来说，发送字母 A，要先快速地合开开关，然后再稍慢些合开。在发送 下一个字母前要有短暂的停顿。约定划的时间大约是点的 3倍。例如，如果点的照亮时间为 1 秒，那么划就是 3秒。（实际上，摩尔斯电码的传递速度要快得多。）接收 ............

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