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莫爾斯電碼

 麓路 2008-11-16
  摩爾斯電碼的歷史
  最早的摩爾斯電碼是一些表示數(shù)字的點和劃。數(shù)字對應(yīng)單詞,需要查找一本代碼表才能知道每個詞對應(yīng)的數(shù)。用一個電鍵可以敲擊出點、劃以及中間的停頓。
  雖然摩爾斯發(fā)明了電報,但他缺乏相關(guān)的專門技術(shù)。他與Alfred Vail簽定了一個協(xié)議,讓他幫自己制造更加實用的設(shè)備。Vail構(gòu)思了一個方案,通過點、劃和中間的停頓,可以讓每個字符和標點符號彼此獨立地發(fā)送出去。他們達成一致,同意把這種標識不同符號的方案放到摩爾斯的專利中。這就是現(xiàn)在我們所熟知的美式摩爾斯電碼,它被用來傳送了世界上第一條電報。
  這種代碼可以用一種音調(diào)平穩(wěn)時斷時續(xù)的無線電信號來傳送,通常被稱做連續(xù)波(Continuous Wave),縮寫為CW。它可以是電報電線里的電子脈沖,也可以是一種機械的或視覺的信號(比如閃光)。
  一般來說,任何一種能把書面字符用可變長度的信號表示的編碼方式都可以稱為摩爾斯電碼。但現(xiàn)在這一術(shù)語只用來特指兩種表示英語字母和符號的摩爾斯電碼:美式摩爾斯電碼被使用了在有線電報通信系統(tǒng);今天還在使用的國際摩爾斯電碼則只使用點和劃(去掉了停頓)。
  電報公司根據(jù)要發(fā)的信的長度收費。商業(yè)代碼精心設(shè)計了五個字符組成一組的代碼,做為一個單詞發(fā)送。比如:BYOXO ("Are you trying to crawl out of it?";LIOUY ("Why do you not answer my question?",;AYYLU ("Not clearly coded, repeat more clearly."。這些五個字符的簡語可以用摩爾斯電碼單獨發(fā)送。在網(wǎng)絡(luò)用辭中,我們也會說一些最常用的摩爾斯商用代碼。現(xiàn)在仍然在業(yè)余無線電中使用的有Q簡語和Z簡語:他們最初是為報務(wù)員之間交流通信質(zhì)量、頻率變更、電報編號等信息服務(wù)的。
  1838年1月8日,Alfred Vail展示了一種使用點和劃的電報碼,這是摩爾斯電碼前身。
  作為一種信息編碼標準,摩爾斯電碼擁有其他編碼方案無法超越的長久的生命。摩爾斯電碼在海事通訊中被作為國際標準一直使用到1999年。1997年,當(dāng)法國海軍停止使用摩爾斯電碼時,發(fā)送的最后一條消息是:“所有人注意,這是我們在永遠沉寂之前最后的一聲吶喊”!
  莫爾斯電碼由點(.)、劃(-)兩種符號按以下原則組成:
  1,一點為一基本信號單位,每一劃的時間長度相當(dāng)于3點的時間長度。
  2,在一個字母或數(shù)字內(nèi),各點、各劃之間的間隔應(yīng)為兩點的長度。
  3,字母(數(shù)字)與字母(數(shù)字)之間的間隔為7點的長度。
  A .-
  B -...
  C -.-.
  D -..
  E .
  F ..-.
  G --.
  H ....
  I ..
  J .---
  K -.-
  L .-..
  M --
  N -.
  O ---
  P .--.
  Q --.-
  R .-.
  S ...
  T -
  U ..-
  V ...-
  W .--
  X -..-
  Y -.--
  Z --..
  1 .----
  2 ..---
  3 ...--
  4 ....-
  5 .....
  6 -....
  7 --...
  8 ---..
  9 ----.
  0 -----
   ..--..
  / -..-.
  () -.--.-
  - -....-
  . .-.-.-
  還有一種表示莫爾斯密碼的方法:將旗子向左劃表示一橫,向右表示一點。這種方法已經(jīng)沒多少人知道了。
  幾種常見密碼形式:
  1、柵欄易位法。
  即把將要傳遞的信息中的字母交替排成上下兩行,再將下面一行字母排在上面一行的后邊,從而形成一段密碼。
  舉例:盜用阿洗一個例子^^
  TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
  解:
  將字母分截開排成兩行,如下
  T E O G S D Y U T A E N N
  H L N E T A M S H V A E D
  再將第二行字母分別放入第一行中,得到以下結(jié)果
  THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END.
  2、愷撒移位密碼。
  也就是一種最簡單的錯位法,將字母表前移或者后錯幾位,例如:
  明碼表:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
  密碼表:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
  這就形成了一個簡單的密碼表,如果我想寫frzy(即明文),那么對照上面密碼表編成密碼也就是iucb(即密文)了。密碼表可以自己選擇移幾位,移動的位數(shù)也就是密鑰。
  3、進制轉(zhuǎn)換密碼。
  比如給你一堆數(shù)字,乍一看頭暈暈的,你可以觀察數(shù)字的規(guī)律,將其轉(zhuǎn)換為10進制數(shù)字,然后按照每個數(shù)字在字母表中的排列順序,拼出正確字母。
  舉例:110 10010 11010 11001
  解:
  很明顯,這些數(shù)字都是由1和0組成,那么你很快聯(lián)想到什么?二進制數(shù),是不是?嗯,那么就試著把這些數(shù)字轉(zhuǎn)換成十進制試試,得到數(shù)字6 18 26 25,對應(yīng)字母表,破解出明文為frzy,呵呵~
  4、字母頻率密碼。
  關(guān)于詞頻問題的密碼,我在這里提供英文字母的出現(xiàn)頻率給大家,其中數(shù)字全部是出現(xiàn)的百分比:
  a 8.2 b 1.5 c 2.8 d 4.3
  e 12.7 f 2.2 g 2.0 h 6.1
  i 7.0 j 0.2 k 0.8 l 4.0
  m 2.4 n 6.7 o 7.5 p 1.9
  q 0.1 r 6.0 s 6.3 t 9.1
  u 2.8 v 1.0 w 2.4 x 0.2
  y 2.0 z 0.1
  詞頻法其實就是計算各個字母在文章中的出現(xiàn)頻率,然后大概猜測出明碼表,最后驗證自己的推算是否正確。這種方法由于要統(tǒng)計字母出現(xiàn)頻率,需要花費時間較長,本人在此不舉例和出題了,有興趣的話,參考《跳舞的小人》和《金甲蟲》。
  5、維熱納爾方陣。
  上面所說的頻率分析,很容易破解較長篇幅的密文,于是維熱納爾繼承前人的經(jīng)驗,創(chuàng)造出了這個維熱納爾方陣,從而克服了詞頻分析輕易能夠破解密碼的弊端,成為一種較為強大的密碼編譯形式。
  a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
  1 B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A
  2 C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
  3 D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
  4 E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
  5 F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
  6 G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F
  7 H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
  8 I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
  9 J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
  10 K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
  11 L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
  12 M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
  13 N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
  14 O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
  15 P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
  16 Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
  17 R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
  18 S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
  19 T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
  20 U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
  21 V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
  22 W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
  23 X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
  24 Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
  25 Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
  26 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
  以上就是維熱納爾方陣,它由明碼表(第一行的字母)、密碼表(下面26行)和密鑰組成,下面我舉個例子說明。
  舉例:
  密鑰:frzy
  密碼:qfuc
  解:第一個字母,看以f開頭第五行,對應(yīng)明碼表查找q字母所標示的字母為l。以此類推找出后面字母。所得明文為love。
  一些新興的密碼形式:
  1、利用鍵盤
  無論是計算機鍵盤,還是手機鍵盤,都是出密碼的好工具哦,可以用錯位、或者排列形狀等。使用手機鍵盤和這個同理。另外手機鍵盤還可以在鍵盤的字母上做文章,例如你可以用51表示字母j,用73表示字母r等。
  舉例:
  r4a6
  這個密碼利用計算機鍵盤,將明文字母分別向上移動一個位置,得到密文。破解結(jié)果為frzy。
  852 74123 74123698 74269 78974123456 7412369
  這排數(shù)字是不是很暈?其實很簡單,對照小鍵盤,依次打這些字母,看組成的形狀就行了。答案是I L O V E U。
  2、字母形狀
  本人曾經(jīng)收到過這樣一個密碼短信,不幸被破解,導(dǎo)致發(fā)短信人被我非常嚴肅地奚落了一番^^!前面我不記得了,只記得后面是hep poo6。這個你可以從手機里打出來,然后把手機倒過來看,形成了密碼的明文,good day~~~:)
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摩爾斯電碼

莫爾斯電碼(Morse code)是美國人莫爾斯于1844年發(fā)明的,由點(.)、劃(-)兩種符號組成。

1、一點為一基本信號單位,一劃的長度=3點的長度。

2、在一個字母或數(shù)字內(nèi),各點、劃之間的間隔應(yīng)為兩點的長度。

3、字母(數(shù)字)與字母(數(shù)字)之間的間隔為7點的長度。

字符
電碼符號
字符
電碼符號
A
●—
N
—●
B
—●●●
O
———
C
—●—●
P
●——●
D
—●●
Q
——●—
E
R
●—●
F
●●—●
S
●●●
G
——●
T
H
●●●●
U
●●—
I
●●
V
●●●—
J
●———
W
●——
K
—●—
X
—●●—
L
●—●●
Y
—●——
M
——
Z
——●●

數(shù)字
電碼符號
標點符號
電碼符號
1
●————
?
●●——●●
2
●●———
/
—●●—●
3
●●●——
( )
—●——●—
4
●●●●—
—●●●●—
5
●●●●●
●—●—●—
6
—●●●●
1
1
7
——●●●
1
1
8
———●●
1
1
9
————●
1
1
0
—————
1
1
 
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塞繆爾·莫爾斯

·

  Samuel Finley Breese Morse(1791-1872),
  —— 電報之父
  塞繆爾·莫爾斯是一名享有盛譽的美國畫家。1791年4月27日出生在美國馬薩諸塞州的查爾斯頓,Morse最初的職業(yè)是位油漆工。1839年他發(fā)布了他的第一項發(fā)明“莫爾斯”碼。他的同行發(fā)明的電報就是運用“莫爾斯”碼來傳遞信號的,1844年莫爾斯從華盛頓到巴爾的摩拍發(fā)人類歷史上的第一份電報。 在座無虛席的國會大廈里,莫爾斯用激動得有些顫抖的雙手,操縱著他傾十余年心血研制成功的電報機。1872年于紐約逝世。
  1832年10月1日,一艘名叫“薩麗號”的郵船,滿載旅客,從法國北部的勒阿弗爾港駛向紐約。 “薩麗號”郵船緩緩駛出英吉利海峽,進入浩瀚的大西洋。途中,船受到風(fēng)暴的襲擊,在波峰浪谷中顛簸。許多人暈船,乘坐這艘船的美國著名畫家莫爾斯也覺得渾身不舒服。
  “遇到風(fēng)暴,有什么辦法使船不受到影響?”莫爾斯與船長聊了起來。
  “毫無辦法!”船長說,“這只能聽天由命了。我給你講一件事。那是1498年,發(fā)現(xiàn)美洲新大陸的哥倫布組織了一支有6條船、300人的大船隊直奔赤道,準備去尋找黃金遍地的樂土。可是,途中由于天氣太熱,船上的食物全部霉爛了。這對于遠航的船員來說,是十分可怕的。哥倫布對這束手無策,只好抱著僥幸的心理,寫了一封求援信,塞進密封的椰殼里,然后將它投人大海。他指望海水能把這封信送到西班牙。但是,當(dāng)哥倫布歷經(jīng)千難萬險,返回西班牙時,才知道國內(nèi)并沒有收到那封求援信。連大智大勇的哥倫布對大自然的肆虐都無可奈何,我又能怎么樣呢?”
  “的確,在這無邊無際的大海之中,一艘船、一個人實在太渺小了?!蹦獱査雇C5拇蠛#闹邪l(fā)出這樣的感慨。
  就在這次旅途中,莫爾斯結(jié)識了杰克遜。杰克遜是波士頓城的一位醫(yī)生,也是一位電學(xué)博士。此次他是在巴黎出席了電學(xué)研討會之后回國的。閑聊中,杰克遜把話題轉(zhuǎn)到電磁感應(yīng)現(xiàn)象上。
  “什么叫電磁感應(yīng)?”莫爾斯好奇地問。
  于是,健談的杰克遜用通俗的語言介紹了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。說著,杰克遜從旅行袋中取出一塊馬蹄形的鐵塊以及電池等。他解釋道:“這就叫電磁鐵。在沒有電的情況下,它沒有磁性;通電后,它就有了磁性。”
  “這真是太神奇了!”莫爾斯仿佛看見了一個奇妙無比的新天地。于是,他向杰克遜請教了許多電的基礎(chǔ)知識,比如電的傳遞速度等等。
  莫爾斯完全被電迷住了,連續(xù)幾個晚上都失眠了。他想:“電的傳遞速度那么快,能夠在一瞬間傳到千里之外,加上電磁鐵在有電和沒電時能作出不同的反應(yīng)。利用它的這種特性不就可以傳遞信息了嗎?”他想起了船長給他講過的哥倫布“大海傳信”的事。信息傳遞是多么重要?。?1歲的莫爾斯——一位頗有成就的繪畫教授決定放棄他的繪畫事業(yè),發(fā)明一種用電傳信的方法——電報。
  從此,莫爾斯走上了科學(xué)發(fā)明的崎嶇道路。沒有電學(xué)知識,他便如饑似渴地學(xué)習(xí)。遇到一些自己不懂的問題,他便向大電學(xué)家亨利等請教。他的畫室也成了電學(xué)試驗室。畫架、畫筆、石膏像等都被堆在角落,電池、電線以及各種工具成了房間的“主角”。
  很快,莫爾斯就掌握了電磁基本知識。他難備正式向“電報”發(fā)起沖擊!
  莫爾斯從有關(guān)資料中得知,在他之前,早就有人設(shè)想用電傳遞信息。早在1753年,當(dāng)時人類對電的認識還是處在靜電感應(yīng)時代,一位叫摩立孫的電學(xué)家,就曾做過這樣一個實驗:架設(shè)26根導(dǎo)線,每根導(dǎo)線代表一個字母。這樣,當(dāng)導(dǎo)線通電時,在導(dǎo)線的另一端,相應(yīng)的紙條就被吸引,并記下這個字母。當(dāng)時由于電源問題沒有解決,因此摩立孫的實驗未能進一步深入。
  3年過去了,莫爾斯不知畫過多少張設(shè)計草圖,做過多少次實驗,可每一次都以失敗而告終。他的積蓄也全部用完了,生活十分貧困。他想到,在他之前的科學(xué)家,往往是為了表達26個字母而設(shè)計了極為復(fù)雜的設(shè)備,而復(fù)雜的設(shè)備制作起來談何容易。他意識到,必須把26個字母的信息傳遞方法加以簡化,這樣電報機的結(jié)構(gòu)才會簡單一些。
  “用什么符號代替26個英文字母呢?”莫爾斯苦苦思索。他畫了許多符號:點、橫線、曲線、正方形、三角形。最后,他決定用點、橫線和空白共同承擔(dān)起發(fā)報機的信息傳遞任務(wù)。他為每一個英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字設(shè)計出代表符號,這些代表符號由不同的點、橫線和空白組成。這是電信史上最早的編碼。后人稱它為“莫爾斯電碼”。
  有了電碼,莫爾斯馬上著手研制電報機。他在極度貧困的狀態(tài)下,進行研制工作。終于在1837年9月4日,莫爾斯制造出了一臺電報機。它的發(fā)報裝置很簡單,是由電鍵和一組電池組成。按下電鍵,便有電流通過。按的時間短促表示點信號,按的時間長些表示橫線信號。它的收報機裝置較復(fù)雜,是由一只電磁鐵及有關(guān)附件組成的。當(dāng)有電流通過時,電磁鐵便產(chǎn)生磁性,這樣由電磁鐵控制的筆也就在紙上記錄下點或橫線。這臺發(fā)報機的有效工作距離為500米。之后,莫爾斯又對這臺發(fā)報機進行了改進。
  該在實踐中檢驗發(fā)報機的性能了。莫爾斯計劃在華盛頓與巴爾的摩兩個城市之間,架設(shè)一條長約64公里的線路。為此,他請求美國國會資助3萬美元,作為實驗經(jīng)費。國會經(jīng)過長時間的激烈辯論,終于在1843年3月,通過了資助莫爾斯實驗的議案。1844年3月,國會通過了撥款。電報線路終于建成了。
  1844年5月24日,莫爾斯坐在華盛頓國會大廈聯(lián)邦最高法院會議廳中,用激動得發(fā)抖的手,向40英里以外的巴爾的摩城發(fā)出了歷史上第一份長途電報。 從華盛頓國會大廈里,莫爾斯用他傾注十余年心血研制成功的電報機,向巴爾的摩發(fā)出了人類歷史上的第一份電報:“上帝創(chuàng)造了何等奇跡!”
  1963年8月23日,美國總統(tǒng)肯尼迪還引用了莫爾斯拍發(fā)的第一份公眾電報報文“上帝創(chuàng)造了何等奇跡”,以結(jié)束了他與尼日利亞總理會話。
  這也是經(jīng)通信衛(wèi)星的第一次電話會話,時間剛剛過了120年。
  莫爾斯的電報機經(jīng)過許多改進,被迅速推廣應(yīng)用。從此以后,戰(zhàn)爭的爆發(fā),和約的締結(jié),風(fēng)暴的來臨,魚群的發(fā)現(xiàn)……,各種消息都通過電報而得到迅速的傳遞。
  1858年,歐洲許多國家聯(lián)合給莫爾斯一筆40萬法郎的獎金。在莫爾斯垂暮之年,紐約市在中央公園為他塑造了雕像,用巨大的榮譽,來補償曾使這位科學(xué)家陷于饑餓境地的過錯。
  電報的發(fā)明,開始了用電作為信息載體的歷史。通過對電報、無線電通信的深入研究,我們開始了人類通信歷史上的一次巨大的飛躍。

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