Борис Крук - ...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь

…1832 год. Известный американский художник, профессор живописи, первый президент национальной Академии художеств Самюэл Финли Морзе возвращался из Европы в Америку на пароходе "Салли".

Разнообразие в длительное и скучное путешествие внес молодой английский физик Ч. Джексон, с которым Морзе познакомился на борту парохода. Увлекательные беседы молодого физика об электричестве и показанные им опыты с магнитной стрелкой произвели на Морзе сильное впечатление. И, возможно, именно во время этих бесед у него возникли идеи, с блеском реализованные через 5 лет в конструкции первого в мире пишущего телеграфа. Во всяком случае, сходя с парохода, Морзе попросил капитана запомнить этот день, ибо был уверен, что тот еще услышит о гениальном изобретении на борту парохода.

Все эти 5 лет были для Морзе мучительными. Он забросил профессию художника и находился в очень стесненном материальном положении. К тому же он овдовел, на его руках осталось трое детей. Приходилось подрабатывать, давая частные уроки рисунка. Иногда в доме буквально нечего было есть. Положение улучшилось, когда Морзе получил кафедру рисунка в Нью-Йоркском университете. Целыми днями он теперь пропадал в университетской мастерской (возился там в рваном фартуке, грязный, с испачканными руками, вызывая возмущение у своих коллег, уважаемых профессоров).

Идея Морзе была действительно гениальной и, как все гениальное, очень простой. Он придумал принципиально новый код для передачи буквенных и цифровых сообщений — знаменитые "точки" и "тире". Этот код известен под названием азбуки Морзе и используется до настоящего времени. Рассказывают, что, создавая свой код, Морзе отправился в ближайшую типографию и подсчитал число литер в наборных кассах. Буквы, для которых литер в этих кассах было припасено больше, он сопоставил с более короткими кодовыми комбинациями (ведь они встречаются чаще), а буквы, для которых литер в кассах было мало — с более длинными кодовыми комбинациями. Например, буква Е кодируется в его азбуке одним знаком (точкой), буква Т — тоже одним знаком (тире), А — двумя знаками (точкой и тире), а Я — четырьмя знаками (точкой, тире, точкой, тире).

Телеграфный код Морзе показан на рисунке. Его можно представить в знакомой нам двоичной форме. Для этого точку обозначим 1, тире 111. Символ 0 будем использовать как элемент, отделяющий точку от тире, точку от точки, тире от тире.

Совокупность символов 000 будем применять для отделения одной кодовой комбинации от другой. В таких обозначениях слово ОМЕГА, которое мы передавали по факельному телеграфу, будет иметь следующую двоичную запись кода Морзе:

Колы, в которых различным буквам соответствуют кодовые комбинации с неодинаковым (неравным) числом разрядов (битов), называются неравномерными. Код Морзе относится к таким неравномерным кодам.

В электрическом телеграфе, так же как и в факельном, передаче подлежат буквы или какие-нибудь другие знаки. Эти буквы и знаки являются сообщениями. С помощью каких же материальных носителей сообщения переносятся в пространстве?

Если в факельном телеграфе в качестве материального носителя используется свет горящих факелов (т. е. электромагнитное излучение с длиной волны в несколько микрон), то в электрическом телеграфе материальным носителем сообщений стал электрический ток.

Самюэл Морзе публично продемонстрировал свою конструкцию электрического телеграфа 4 сентября 1837 г. в здании Нью-Йоркского университета. Принцип действия этого аппарата теперь знает, наверное, каждый школьник. На передающей стороне Морзе использовал телеграфный ключ, изобретенный ранее русским ученым, академиком Петербургской академии наук Б.С. Якоби, а на приемной стороне — электромагнит. При нажатии на ключ замыкалась электрическая цепь, соединенная с приемной станцией, и в цепи начинал протекать ток. В приемнике под его действием срабатывал электромагнит: он притягивал якорь с пишущим механизмом (карандашом или красящим колесиком) к равномерно протягиваемой бумажной ленте. Если ключ нажимали в течение короткого времени, то на ленте появлялась точка, если немного дольше — тире.

Обратите внимание на то, что ток в цепи (или в линии связи) имел в результате форму импульсов: коротких — при передаче точки, длинных — при передаче тире. Таким образом совершилось чудесное превращение: двоичные цифры 0 и 1 превратились в импульсы электрического тока, причем наличию импульса определенной длительности соответствует цифра 1, а отсутствию импульса — цифра 0. Такая материализация сообщения позволяет использовать для его хранения, передачи и обработки мощнейший арсенал средств электроники и радиотехники.