2013年? 2月版：大數(shù)據(jù)：www.programmer.com.cn/14655/

2013年12月版：http://www.csdn.net/article/2013-11-26/2817621

?

（1）：對(duì)2013年大數(shù)據(jù)技術(shù)的五個(gè)體會(huì)：沒(méi)有連接

????????????? 這個(gè)是01月的大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)：http://tech.it168.com/a2013/0109/1444/000001444933.shtml

預(yù)測(cè)1：企業(yè)大數(shù)據(jù)主動(dòng)從Sandbox遷出，并定義一套明確的業(yè)務(wù)和技術(shù)需求

　　在2012年，企業(yè)在大數(shù)據(jù)上面的主動(dòng)升級(jí)，超過(guò)了大多數(shù)人的預(yù)測(cè)。根據(jù)對(duì)世界上300個(gè)大企業(yè)的研究顯示，數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)將在2013年增加約60%。13%的受訪者表示他們對(duì)大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備已經(jīng)到位。另外有38%的公司有了實(shí)施計(jì)劃。

　　企業(yè)正在形成專門的大數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)這在預(yù)算上已經(jīng)成為一系列的項(xiàng)目，因?yàn)槠髽I(yè)需要繼續(xù)尋找更好的方法來(lái)管理、存儲(chǔ)和分析他們持續(xù)增長(zhǎng)的、必須保持在線的、可用于分析的數(shù)據(jù)據(jù)資產(chǎn)。我們將會(huì)看到更多明確定義的需求開(kāi)始出現(xiàn)——無(wú)論是在業(yè)務(wù)方面還是在IT方面，如低成本的可擴(kuò)展性、快速響應(yīng)的查詢和分析，以及充分利用現(xiàn)有的基于標(biāo)準(zhǔn)的工具(包括SQL和BI)的能力等。這是除了內(nèi)置的安全性和數(shù)據(jù)可用性功能外，企業(yè)期待出現(xiàn)的功能。

　　預(yù)測(cè)2：公司在管理大數(shù)據(jù)時(shí)將尋求除了Hadoop以外新的技術(shù)組合

　　過(guò)去一年，Hadoop的勢(shì)頭越來(lái)越猛。Hadoop通過(guò)Web 2.0組織的推廣，現(xiàn)在受到了銀行、金融機(jī)構(gòu)、電信運(yùn)行商、大型零售商和其他企業(yè)的重視。然而，大數(shù)據(jù)的舉措不僅集中在Hadoop平臺(tái)。

　　業(yè)務(wù)和IT的挑戰(zhàn)在于在不同的部門甚至于不同的公司之間組合使用各種不同的技術(shù)協(xié)調(diào)工作。企業(yè)部署私有云來(lái)管理數(shù)據(jù)財(cái)產(chǎn)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境這兩者的結(jié)合，以及在各種硬件上運(yùn)行的Hadoop基礎(chǔ)環(huán)境。所有企業(yè)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目的一個(gè)共同的主題是渴望可以快速啟動(dòng)和運(yùn)行而不會(huì)造成干擾到現(xiàn)有的IT環(huán)境。

　　預(yù)測(cè)3：預(yù)算限制是解決大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)的最大障礙之一

　　大數(shù)據(jù)的支出正在上升，在未來(lái)一年，成本問(wèn)題仍將是啟動(dòng)大數(shù)據(jù)項(xiàng)目時(shí)最大的一個(gè)障礙之一。根據(jù)最近的一項(xiàng)分析報(bào)告顯示，大數(shù)據(jù)支出在2013年預(yù)計(jì)達(dá)到340億美元。這些支出一方面是因?yàn)槟承┨厥庑袠I(yè)組織由于行業(yè)的特殊性，必須保持?jǐn)?shù)據(jù)在線和可用性;另一方面是由于企業(yè)想要利用來(lái)自多個(gè)源的數(shù)據(jù)的更多的信息，以進(jìn)行更好的分析。這需要進(jìn)行一個(gè)適當(dāng)?shù)钠胶狻跐M足業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，尋找最高效的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施——是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　大數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)速度不會(huì)減慢。現(xiàn)有需求和未來(lái)需求的建設(shè)能力是至關(guān)重要的。太多太快不是要走的路，大數(shù)據(jù)并不一定意味著大筆的預(yù)算。

　　預(yù)測(cè)4：大數(shù)據(jù)工具必須同時(shí)滿足業(yè)務(wù)和技術(shù)用戶

　　在2013年，我們將看到大數(shù)據(jù)工具和應(yīng)用程序的需求增長(zhǎng)，它們將變得更容易使用，并且將同時(shí)滿足業(yè)務(wù)和技術(shù)用戶。如果你深入了解下Hadoop的基礎(chǔ)技術(shù)能力，就會(huì)看到其在許多方面仍不成熟，需要獨(dú)特的專業(yè)技能。我們已經(jīng)看到了許多解決這方面的需求的新產(chǎn)品，包括Cloudera Impala和微軟Polybase。事實(shí)上，今天已經(jīng)存在的一些功能，使其更容易在正確的時(shí)間用最好的工具集訪問(wèn)正確的數(shù)據(jù)。

　　預(yù)測(cè)5：重量級(jí)廠商，如甲骨文和IBM，將會(huì)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)進(jìn)行收購(gòu)

　　在過(guò)去一年，隨著大數(shù)據(jù)市場(chǎng)的成熟，大型組織已經(jīng)接受了大數(shù)據(jù)。我們預(yù)計(jì)，一些缺乏獨(dú)特的技術(shù)能力或?qū)I(yè)知識(shí)的廠商將會(huì)在2013年被收購(gòu)。兩個(gè)明顯的重量級(jí)廠商是甲骨文和IBM——它們已經(jīng)在數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域構(gòu)建了多樣化的產(chǎn)品。但更應(yīng)該看到，產(chǎn)品上市時(shí)間是企業(yè)獲得更強(qiáng)大的立足點(diǎn)的關(guān)鍵。

（2）：人臉識(shí)別這點(diǎn)事：Hello，人臉識(shí)別!

???? 2013年15個(gè)最新科技RSS訂閱源：

1、雷鋒網(wǎng)：雷鋒網(wǎng)是專注于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的科技博客，客觀敏銳地記錄移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的每一天。雷鋒網(wǎng)由一群移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的信徒建立，他們中有投資人，有觀察者，有產(chǎn)品經(jīng)理，有資深玩家，還有創(chuàng)業(yè)者。

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2、互聯(lián)網(wǎng)那些事：互聯(lián)網(wǎng)那點(diǎn)事精心打造國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品信息門戶站點(diǎn)。為產(chǎn)品策劃和產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)人士提供專業(yè)的產(chǎn)品資訊文檔，以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、策劃、運(yùn)營(yíng)、交互設(shè)計(jì)、用戶體驗(yàn)、電子商務(wù)信息、互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)信息、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)信息服務(wù)。

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3、月光博客：月光博客，是一個(gè)專注于電腦技術(shù)、網(wǎng)站架設(shè)互聯(lián)網(wǎng)、搜索引擎行業(yè)、Google Earth、Web 2.0等的原創(chuàng)IT科技博客。

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4、愛(ài)范兒：愛(ài)范兒是發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新價(jià)值的科技媒體。 全景關(guān)注移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，集中報(bào)道創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)、最潮的智能手持及最酷的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，致力于“獨(dú)立，前瞻，深入”的分析評(píng)論.

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5、cnBeta：cnBeta.com提供最新最快的IT業(yè)界資訊,報(bào)導(dǎo)立場(chǎng)公正中立,.創(chuàng)造最適合目標(biāo)人群閱讀的新聞、評(píng)論、觀點(diǎn)和專訪。

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6、ITeye：ITeye資訊頻道最新資訊，報(bào)道移動(dòng)開(kāi)發(fā)，WEB前端，企業(yè)構(gòu)架，Java新聞，Ruby新聞，Python、Rails、PHP等編程開(kāi)發(fā)技術(shù)資訊

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8、36氪：關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)新媒體以及創(chuàng)業(yè)的科技博客，是中國(guó)領(lǐng)先的科技新媒體，報(bào)道最新的互聯(lián)網(wǎng)科技新聞以及最有潛力的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)企業(yè)。36氪的目標(biāo)是，通過(guò)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)及最新創(chuàng)業(yè)企業(yè)的關(guān)注，為中文互聯(lián)網(wǎng)讀者提供一個(gè)最佳的了解互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)當(dāng)下與未來(lái)的科技媒體。

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9、Engadget 中國(guó)版：Engadget的中文站點(diǎn)，報(bào)道計(jì)算機(jī)硬件，數(shù)碼/消費(fèi)電子產(chǎn)品，科技新聞。

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10、PingWest：PingWest是一家提供關(guān)于硅谷與中國(guó)最前沿科技創(chuàng)業(yè)資訊、趨勢(shì)與洞見(jiàn)的在線媒體，致力于成為溝通中國(guó)與美國(guó)這兩個(gè)全球最大的互聯(lián)網(wǎng)/移動(dòng)市場(chǎng)的互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)。

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11、InfoQ：InfoQ是一個(gè)實(shí)踐驅(qū)動(dòng)的社區(qū)資訊站點(diǎn)，致力于促進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域知識(shí)與創(chuàng)新的傳播。

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InfoQ全文版：http://pipes.yahoo.com/pipes/pipe.run?_id=10560380f804c7341f042a2b8a03e117&_render=rss

12、TechWeb：科技媒體，新媒體、新技術(shù)、新商業(yè)互動(dòng)交流平臺(tái)。

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13、伯樂(lè)在線：伯樂(lè)在線-博客專注于分享職業(yè)相關(guān)的博客文章、業(yè)界資訊和職業(yè)相關(guān)的優(yōu)秀工具和資源。

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14、極客公園：發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值，帶來(lái)互聯(lián)網(wǎng)熱門趨勢(shì)、熱點(diǎn)產(chǎn)品的深度分析，發(fā)掘產(chǎn)品和趨勢(shì)的價(jià)值

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15、奇客Solidot：奇客的資訊，重要的東西

http://www.solidot.org/index.rss

（3）：? 通過(guò)KATA提升編程技能：http://www.csdn.net/article/2013-12-09/2817747-kata

??????? Kata（路數(shù)練習(xí)）的思想就是通過(guò)反復(fù)練習(xí)來(lái)實(shí)踐編碼，在不斷使用各種技能的過(guò)程中形成肌肉記憶。Kata從很多方面改善工作流程，比如編寫測(cè)試、處理錯(cuò)誤甚至編輯器的使用，更熟悉語(yǔ)言技巧。

有人做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把幾只貓養(yǎng)在暗室中，每天只有一小段時(shí)間開(kāi)燈，有一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置，一組貓開(kāi)燈時(shí)可以上去玩，而另一組卻只通過(guò)一個(gè)洞看到完全相同的景象。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，后面一組貓都得了功能性失明。

這個(gè)結(jié)果使我大吃一驚。如果只有書本知識(shí)，那我也會(huì)是功能上的瞎子。只有大量編碼才能從自發(fā)水平上真正獲得知識(shí)。

第一次“路數(shù)練習(xí)”

Kata（路數(shù)練習(xí)）的思想就是通過(guò)反復(fù)練習(xí)來(lái)實(shí)踐編碼，在不斷使用各種技能的過(guò)程中形成肌肉記憶。練過(guò)一些簡(jiǎn)單的程序之后，我想做點(diǎn)內(nèi)容更充實(shí)的東西。于是想到了通過(guò)Kata實(shí)現(xiàn)“井子棋”。我的目標(biāo)是在1小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)它。為此，我還用Screenflow來(lái)記錄自己的進(jìn)步。

我用自己熟悉的Ruby開(kāi)發(fā)了第1版，測(cè)試框架用了不太熟悉的RSpec。

最開(kāi)始我的時(shí)間大多花在測(cè)試環(huán)境的搭建上，每次走不下去就上網(wǎng)搜索。而到了第2版，進(jìn)步就很明顯了。第6遍，終于在1小時(shí)之內(nèi)完成了游戲。

Kata從很多方面改善了我的工作流程，比如編寫測(cè)試、處理錯(cuò)誤甚至編輯器的使用。另外，熟能生巧，一些之前未想過(guò)的語(yǔ)言技巧也是在熟練中獲得了。

用Kata學(xué)習(xí)新語(yǔ)言

如果換一門語(yǔ)言呢？我想試試Haskell。

第一步是讀教程，我花了幾天時(shí)間通讀了《Learn You a Haskell》。這個(gè)時(shí)候，我應(yīng)該就像那些只看不玩的貓，得跟語(yǔ)言交互才行。

我理解算法，也知道哪些過(guò)程要實(shí)現(xiàn)，于是唯一的障礙是語(yǔ)言。此時(shí)，Kata提供了一種可控的環(huán)境，使我能夠?qū)Ｗ?#xff1b;而視頻記錄則提供了一種方式，使我能反思遇到的問(wèn)題。

測(cè)試環(huán)境搭好之后，語(yǔ)法成了主要問(wèn)題。每次寫點(diǎn)東西就出錯(cuò)，總要追到最簡(jiǎn)單的形式才正確。一個(gè)小時(shí)只完成一個(gè)構(gòu)造函數(shù)。我現(xiàn)在堅(jiān)持每次Kata一小時(shí)，不論完成與否。理論上，每次我至少可以走到跟上次一樣的地方。

初學(xué)新語(yǔ)言時(shí)，會(huì)擔(dān)心一不留神學(xué)到的知識(shí)就溜走。第2遍Kata時(shí)，我的這種感覺(jué)就沒(méi)有了。到第3遍時(shí)，效率大大提升，不再猶豫、搜索，犯的錯(cuò)誤也跟之前不同了。到第10遍時(shí)，終于又在1小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)“井子棋”！

作者Chong Kim，本文作者是一位熱愛(ài)編程、數(shù)學(xué)和棋類游戲的軟件工匠。擁有15個(gè)GitHub軟件倉(cāng)庫(kù)，主要基于Ruby、Clojure和JavaScript。

（4）：Gray碼及其應(yīng)用：http://www.csdn.net/article/2013-12-18/2817634-Gray?????? VS 漢明距離！

控制臺(tái)上有四個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)按鈕，每個(gè)開(kāi)關(guān)都可以扳到ON和OFF中的一個(gè)，只有當(dāng)四個(gè)開(kāi)關(guān)的ON/OFF狀態(tài)處于某個(gè)唯一的正確組合時(shí)，按動(dòng)按鈕之后才能打開(kāi)密室的大門。為了以最快的速度逃脫密室，你打算怎么辦？

控制臺(tái)上有四個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)按鈕，每個(gè)開(kāi)關(guān)都可以扳到ON和OFF中的一個(gè)，按鈕上用粗體寫著OPEN。只有當(dāng)四個(gè)開(kāi)關(guān)的ON/OFF狀態(tài)處于某個(gè)唯一的正確組合時(shí)，按動(dòng)按鈕之后才能打開(kāi)密室的大門（但你不知道這個(gè)正確的組合是什么）。你需要做的事情很明確：不斷扳動(dòng)開(kāi)關(guān)，嘗試各種各樣的ON/OFF組合，然后按動(dòng)按鈕，直到成功把門打開(kāi)為止。為了以最快的速度逃脫密室，你打算怎么辦？

一個(gè)游戲引發(fā)的思考

幾年前，我玩過(guò)一個(gè)第三人稱冒險(xiǎn)游戲，游戲的名字已經(jīng)不記得了，唯一印象深刻的就是上面這個(gè)場(chǎng)景。為了避免自己忘記哪些組合已經(jīng)試過(guò)，我們只需要按照某種規(guī)律逐一嘗試所有的組合就行了。比方說(shuō)，用數(shù)字0來(lái)表示OFF狀態(tài)，用數(shù)字1來(lái)表示ON狀態(tài)，然后按照二進(jìn)制數(shù)的規(guī)律依次嘗試2?=16種不同的組合：0000, 0001, 0010, 0011, 0100, …, 1110, 1111。其中，從0000到0001需要扳動(dòng)一次開(kāi)關(guān)，從0001到0010需要扳動(dòng)兩次開(kāi)關(guān)……最恐怖的是，從0111到1000需要扳動(dòng)全部四個(gè)開(kāi)關(guān)。在最壞情況下，最后試到的那個(gè)組合才是正確的組合，那么整個(gè)過(guò)程下來(lái)，我們一共要扳動(dòng)26次開(kāi)關(guān)！更要命的是，在游戲中，扳動(dòng)一次開(kāi)關(guān)非常費(fèi)勁，你需要持續(xù)按住某個(gè)按鍵很長(zhǎng)時(shí)間才行。

于是，一個(gè)有意思的問(wèn)題出現(xiàn)了：換一種嘗試的順序，能讓我們少扳動(dòng)幾次開(kāi)關(guān)嗎？最少需要扳動(dòng)幾次開(kāi)關(guān)呢？

容易看出，由于我們一共要試16種不同的組合，因此整個(gè)過(guò)程至少要扳動(dòng)15次開(kāi)關(guān)。會(huì)不會(huì)扳動(dòng)15次開(kāi)關(guān)就足夠了呢？這意味著，每?jī)蓚€(gè)相鄰的組合之間都只相差一個(gè)開(kāi)關(guān)的位置。如此理想的解是否真的存在，這我不太清楚；但我當(dāng)時(shí)立即想到，如果要試遍三個(gè)開(kāi)關(guān)的所有23=8種組合，只扳動(dòng)7次開(kāi)關(guān)確實(shí)是可以辦到的。這相當(dāng)于沿著立方體的棱既無(wú)重復(fù)又無(wú)遺漏地經(jīng)過(guò)每一個(gè)頂點(diǎn)。其中一種方案如圖1所示，它所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)順序如下。

000 → 001 → 011 → 010 → 110 → 111 → 101 → 100

圖1 把8個(gè)三位01串看作立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，兩個(gè)01串之間有一條棱當(dāng)且僅當(dāng)它們只相差一位

當(dāng)時(shí)我的想法很簡(jiǎn)單：既然知道怎樣快速遍歷三個(gè)開(kāi)關(guān)的所有組合，那就干脆讓第一個(gè)開(kāi)關(guān)保持OFF狀態(tài)，把所有形如0???的組合都先試一遍吧：

0000 → 0001 → 0011 → 0010 → 0110 → 0111 → 0101 → 0100

接下來(lái)呢？我的想法是，把第一位扳成1，然后像剛才那樣再遍歷一次后三位的組合吧。把0100變成1000需要扳動(dòng)2次開(kāi)關(guān)，再把后三位的組合全試一遍又需要7次開(kāi)關(guān)，最后一共扳動(dòng)了16次開(kāi)關(guān)，嗯，已經(jīng)很不錯(cuò)了。但是，剛扳完第一個(gè)開(kāi)關(guān)，把0100變成了1100后，本想繼續(xù)把后三位還原成000的，卻突然一下意識(shí)到：1100本來(lái)就是一個(gè)新的組合呀。干脆先把這個(gè)組合試了再說(shuō)。

0100 → 1100

緊接著，就像有人用一根大棒把我敲醒了一樣，我猛然意識(shí)到：然后就從1100出發(fā)，逆著剛才的順序遍歷后三位的所有組合，最后回到1000不就行了嗎？

1100 → 1101 → 1111 → 1110 → 1010 → 1011 → 1001 → 1000

這樣，我們就實(shí)現(xiàn)了扳動(dòng)15次開(kāi)關(guān)既無(wú)重復(fù)又無(wú)遺漏地遍歷四個(gè)開(kāi)關(guān)的所有16種組合，每扳動(dòng)一次開(kāi)關(guān)得到的正好都是一種新的組合！

利用類似的方式，我們可以繼續(xù)擴(kuò)展，把32個(gè)五位01串也排成一列，使得每個(gè)01串到下個(gè)01串都只需要變動(dòng)一位。當(dāng)然，剛才那8個(gè)三位01串的排列順序，本身也可以看作是由更基本的情況擴(kuò)展而來(lái)的。事實(shí)上，我們可以像表1那樣，從一位01串這種最最基本的情況出發(fā)，不斷通過(guò)“鏡像”和“添首位”的方法，最終得到把2?個(gè)n位01串排成一列的方案，使得相鄰兩個(gè)01串總是只差一位。

表1 生成鏡像二進(jìn)制編碼的方法

我們姑且給它起個(gè)名字，叫做“鏡像二進(jìn)制編碼”吧。

PCM信號(hào)轉(zhuǎn)換器的故事

人們剛開(kāi)始實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信的時(shí)候，曾經(jīng)為如何把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)而傷透腦筋。1937年，英國(guó)科學(xué)家Alec Reeves發(fā)明了一種將模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的方法，即我們現(xiàn)在所說(shuō)的脈沖編碼調(diào)制（pulse-code modulation，縮寫成PCM或許大家會(huì)更熟悉一些）。假設(shè)我們有一段聲音，它的波形圖如圖2所示。那么，我們就間隔相等地在時(shí)間軸上取一些點(diǎn)，看看此時(shí)波形圖的高度在什么位置，并用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。如果使用五位二進(jìn)制數(shù)的話，那么每個(gè)采樣結(jié)果都有32種不同的取值，可以與十進(jìn)制中的0到31相對(duì)應(yīng)。對(duì)于普通的人聲來(lái)說(shuō)，為了充分刻畫出波的形狀，理論上每秒至少需要采樣8000次才行；采樣頻率越高，還原真實(shí)聲音的效果也就越好。

圖2 脈沖編碼調(diào)制示意圖

這種編碼方式確實(shí)不錯(cuò)，關(guān)鍵是，如何設(shè)計(jì)一種信號(hào)轉(zhuǎn)換器，讓它能自動(dòng)地按照這種方式把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)？總不能雇幾個(gè)員工去人肉完成每秒上千次的采樣和轉(zhuǎn)換吧。

圖3 用陰極射線管制作一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換器

人們巧妙地用陰極射線管和X、Y兩組偏轉(zhuǎn)板解決了這個(gè)問(wèn)題。如圖3所示，電子槍射出的電子束首先從兩塊Y偏轉(zhuǎn)板之間穿過(guò)，并且受到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板所產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響而上下偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)幅度由輸入電信號(hào)決定；偏轉(zhuǎn)后的電子束繼續(xù)從兩塊X偏轉(zhuǎn)板之間穿過(guò)，并受其產(chǎn)生的電場(chǎng)影響而左右偏轉(zhuǎn)。X偏轉(zhuǎn)板上的電位差由某個(gè)鋸齒波發(fā)生器決定，其效果就是讓電子束不斷地從左至右掃描。在電子束到達(dá)電子收集屏之前，還必須經(jīng)過(guò)一個(gè)上面有穿孔的“編碼盤”。如果我們想要把每一個(gè)采樣值都轉(zhuǎn)化成五位01串的話，那么編碼盤上的孔應(yīng)該如圖4所示。把所有的東西結(jié)合起來(lái)，電子束便能根據(jù)輸入信號(hào)在不同的高度處從左往右掃描，每掃描一次都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)五位01串，其中1意味著電子束穿過(guò)了編碼盤上的孔，0意味著電子束被編碼盤擋住了。如果電子束在r?所示的高度處掃描一次，得到的五位01串就是01101，或者說(shuō)十進(jìn)制的13。

這種信號(hào)轉(zhuǎn)換器的原理的確巧妙，但理論與實(shí)際之間還是有一定距離的。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，我們會(huì)遇到一個(gè)有些意想不到的問(wèn)題。讓我們假設(shè)，某個(gè)采樣值正好是23.5，于是電子束會(huì)在圖4的r?高度處從左往右掃描一次。注意，這條掃描線經(jīng)過(guò)了四個(gè)孔的邊界，于是完全有可能出現(xiàn)這樣的誤差：電子束穿過(guò)了第二位對(duì)應(yīng)的孔，同時(shí)也穿過(guò)了第三位、第四位和第五位所對(duì)應(yīng)的孔。于是，這個(gè)值最后就被編碼為了11111。或者，電子束完全錯(cuò)過(guò)了后面四個(gè)位置上的孔，于是這個(gè)值就被編碼為了10000。在最壞情況下，我們甚至?xí)?5.5編碼為11111或者00000，這是不能容忍的錯(cuò)誤。怎么辦呢？

1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Frank Gray提交了一項(xiàng)專利，漂亮地解決了這個(gè)問(wèn)題。Frank Gray的方法非常簡(jiǎn)單：把傳統(tǒng)二進(jìn)制編碼改為鏡像二進(jìn)制編碼！新的編碼盤如圖5所示。我們用五位鏡像二進(jìn)制編碼中的第一項(xiàng)，即00000，來(lái)表示最小的高度值，或者說(shuō)十進(jìn)制的0；用鏡像二進(jìn)制編碼中的下一項(xiàng)，即00001，來(lái)表示次小的高度值，或者說(shuō)十進(jìn)制的1；類似地，用00011表示2，用00010表示3，用00110表示4，以此類推，一直到用10000表示31。這樣，任意兩個(gè)相鄰高度所對(duì)應(yīng)的數(shù)字編碼都只有一位的差異，換句話說(shuō)恰好從它們中間穿過(guò)去的掃描線只會(huì)遇到一處邊界。如果掃描線的高度恰好是15.5，則轉(zhuǎn)換后的結(jié)果要么就是01000（它代表15），要么就是11000（它代表16），剛才的誤差問(wèn)題就解決了。

Frank Gray在專利文件中說(shuō)，這種新的編碼方式還沒(méi)有一個(gè)名字，并且首次提出了“鏡像二進(jìn)制編碼”（reflected binary code）這個(gè)名字。后來(lái)，人們逐漸開(kāi)始用“Gray碼”來(lái)指代這種編碼方式，“Gray碼”這個(gè)名字也就慢慢固定了下來(lái)。

Gray碼的其他應(yīng)用

在工業(yè)上，Gray碼還有很多應(yīng)用。假如有一個(gè)溫度（或水位、氣壓、比分等）檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)它探測(cè)到數(shù)值從7變到8時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)把0111改成1000。萬(wàn)一在改動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中正好出現(xiàn)了讀取操作，此時(shí)讀到的數(shù)據(jù)就是錯(cuò)誤的。采用Gray碼的話，數(shù)值的加1和減1操作將會(huì)成為真正的原子操作，這個(gè)問(wèn)題也就能避免了。

有趣的是，n位Gray碼的第一個(gè)01串和最后一個(gè)01串之間也只差一位。因此，如果把n位Gray碼看作是循環(huán)的，任意兩個(gè)相鄰的01串仍然滿足要求。有些方向傳感器會(huì)使用Gray碼來(lái)表示方向，便是用到了Gray碼的這個(gè)性質(zhì)。例如，不妨用000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 100依次表示八個(gè)方向，那么不管是從哪個(gè)方向轉(zhuǎn)到哪個(gè)相鄰的方向，所對(duì)應(yīng)的01串都只變了一位，這樣也就不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的“中間數(shù)值”了。

作者顧森，網(wǎng)名Matrix67，數(shù)學(xué)愛(ài)好者。2005年開(kāi)辦數(shù)學(xué)博客www.matrix67.com，至今已積累上千篇文章，有上萬(wàn)人訂閱。新書《思考的樂(lè)趣》已在圖靈公司出版。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的BD、人脸识别、KATA、Gray码--程序员杂志文摘的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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