信息的编码:电报

之前我们已经意识到，使用四位的二进制组合构成的15个有效状态，可以很好地表示0～9这10个数字，类似的方法早在计算机出现之前就已经应用在通讯当中了，这就是电报。我们在一些早期的影像中经常会听到“嘟，嘟-嘟，嘟”这种忽长忽短的电波声。短时间按下端口A的按键时，对应短声，长时间按下端口A的按键，对应长声。

使用图1所示的程序模拟电报能够听到短的钟声和长的钟声，而这种一长一短的声音，则是用声音的长短表示二进制的1和0两种状态。一般用“-”表示长的声音，相当于1，“.”表示短的声音，相当于0，那么之前的二进制转十进制的转换表可以表示为右表。

而短按和长按的区别在于按下的时间不同，因此需要使用图2所示的程序，确定短按和长按之间的一个判定标准，这个时间阈值需要实验测定，按下A端口的瞬间记录通讯之前的时刻，手松开时用当前的计时器与通讯之前的时间求差，便求出了接通的时间，如图2所示。

经过10组短按和长按的测定，我们发现短按的最大值和长按的最小值的平均值是0.5秒。这个过程可以通过Excel函数解决，也可以编程序解决，每个人头脑中对短按和长按的阈值会有区别，因此有必要分别测量。图3为长按和短按的阈值测定图。

之后，我们可以通过图4所示的程序判断短按还是长按，继而用一个变量“四位”表示一个四位二进制数，用按键A输入一个四位二进制数，并且存储在链表“四位编码之中”。

不使用简单的“如果，否则”结构的原因是为了区别正常操作和虚连、短路等电路故障。至此，我们就制作了一个简易的发报机，但从通讯的角度来看，编码只是通讯的开始，接下来是传输和解码。解码的过程则比较简单，使用“十进制数=A×8+B×4+C×2+D×1”换算公式即可，如图5所示。

至此，我们将由短按和长按构成的电报编码转化为十进制数，完成了一个从编码到解码的过程，但是这始终是在一台计算机中的内部转化，要完成一个完整的通讯过程，信息应该从一台计算机传输到另一台计算机，因此有必要接下来研究两台计算机之间的信息的通讯，这个问题将会在后面讨论。此外，二进制到十进制数之间的计算公式实际上相当于一个密码换算规则，这种规则过于简单，从通讯的角度，容易破解，也不够安全，这就有必要在后面的研究中研究出更为安全的密码换算机制。最后，如何提高传输信息的效率也是需要进一步研究的问题。通讯是信息技术的一个核心过程，以往的信息技术教学并不能细致地让学生了解通讯的过程和原理，期望信息技术实验能够用实验的方法，解决这个问题。