Mã nhị phân

Trong mã hóa, khi số, chữ cái hoặc từ được biểu thị bằng một nhóm ký hiệu cụ thể, thì người ta nói rằng số, chữ cái hoặc từ đang được mã hóa. Nhóm ký hiệu được gọi là mã. Dữ liệu kỹ thuật số được biểu diễn, lưu trữ và truyền dưới dạng nhóm các bit nhị phân. Nhóm này còn được gọi làbinary code. Mã nhị phân được biểu thị bằng số cũng như ký tự chữ và số.

Ưu điểm của mã nhị phân

Sau đây là danh sách những lợi thế mà mã nhị phân mang lại.

Mã nhị phân phù hợp với các ứng dụng máy tính.
Mã nhị phân phù hợp với truyền thông kỹ thuật số.
Mã nhị phân thực hiện việc phân tích và thiết kế các mạch kỹ thuật số nếu chúng ta sử dụng mã nhị phân.
Vì chỉ 0 & 1 đang được sử dụng nên việc triển khai trở nên dễ dàng.

Phân loại mã nhị phân

Các mã được phân loại rộng rãi thành bốn loại sau.

Mã trọng số
Mã không trọng số
Mã thập phân được mã hóa nhị phân
Mã chữ và số
Lỗi phát hiện mã
Mã sửa lỗi

Mã trọng số

Mã nhị phân có trọng số là những mã nhị phân tuân theo nguyên tắc trọng số vị trí. Mỗi vị trí của con số thể hiện một trọng lượng cụ thể. Một số hệ thống mã được sử dụng để biểu thị các chữ số thập phân từ 0 đến 9. Trong các mã này, mỗi chữ số thập phân được biểu thị bằng một nhóm bốn bit.

Mã không trọng số

Trong loại mã nhị phân này, trọng số vị trí không được ấn định. Các ví dụ về mã không có trọng số là mã Thừa 3 và mã Xám.

Mã vượt quá 3

Mã Thừa-3 còn được gọi là mã XS-3. Nó là mã không trọng số được sử dụng để thể hiện số thập phân. Các từ mã thừa-3 được bắt nguồn từ 8421 từ mã BCD thêm (0011) ₂ hoặc (3) 10 vào mỗi từ mã trong 8421. Các mã thừa-3 được lấy như sau:

Thí dụ

Mã màu xám

Nó là mã không trọng số và nó không phải là mã số học. Điều đó có nghĩa là không có trọng số cụ thể nào được gán cho vị trí bit. Nó có một tính năng rất đặc biệt, chỉ có một bit sẽ thay đổi mỗi khi số thập phân được tăng lên như trong hình. Khi chỉ có một bit thay đổi tại một thời điểm, mã màu xám được gọi là mã khoảng cách đơn vị. Mã màu xám là mã tuần hoàn. Mã màu xám không thể được sử dụng cho phép toán số học.

Ứng dụng của mã màu xám

Mã màu xám được sử dụng phổ biến trong các bộ mã hóa vị trí trục.
Bộ mã hóa vị trí trục tạo ra một từ mã đại diện cho vị trí góc của trục.

Mã số thập phân được mã hóa nhị phân (BCD)

Trong mã này, mỗi chữ số thập phân được biểu diễn bằng một số nhị phân 4 bit. BCD là một cách để thể hiện từng chữ số thập phân bằng mã nhị phân. Trong BCD, với bốn bit, chúng ta có thể biểu diễn mười sáu số (0000 đến 1111). Nhưng trong mã BCD chỉ có mười đầu tiên trong số này được sử dụng (0000 đến 1001). Sáu tổ hợp mã còn lại, tức là 1010 đến 1111 không hợp lệ trong BCD.

Ưu điểm của mã BCD

Nó rất giống với hệ thập phân.
Chúng ta chỉ cần nhớ nhị phân tương đương với các số thập phân từ 0 đến 9.

Nhược điểm của mã BCD

Phép cộng và phép trừ BCD có các quy tắc khác nhau.
Số học BCD phức tạp hơn một chút.
BCD cần số lượng bit nhiều hơn số nhị phân để biểu diễn số thập phân. Vì vậy, BCD kém hiệu quả hơn nhị phân.

Mã chữ và số

Một chữ số hoặc bit nhị phân chỉ có thể đại diện cho hai ký hiệu vì nó chỉ có hai trạng thái '0' hoặc '1'. Nhưng điều này là không đủ cho giao tiếp giữa hai máy tính vì chúng ta cần nhiều ký hiệu khác để giao tiếp. Các ký hiệu này được yêu cầu đại diện cho 26 bảng chữ cái viết hoa và chữ nhỏ, các số từ 0 đến 9, dấu câu và các ký hiệu khác.

Mã chữ và số là mã biểu thị số và ký tự chữ cái. Hầu hết các mã như vậy cũng đại diện cho các ký tự khác như biểu tượng và các chỉ dẫn khác nhau cần thiết để truyền tải thông tin. Một mã chữ và số ít nhất phải đại diện cho 10 chữ số và 26 chữ cái trong bảng chữ cái, tức là tổng số 36 mục. Ba mã chữ và số sau đây rất thường được sử dụng để biểu diễn dữ liệu.

Mã tiêu chuẩn Hoa Kỳ để trao đổi thông tin (ASCII).
Mã trao đổi thập phân được mã hóa nhị phân mở rộng (EBCDIC).
Mã Baudot năm bit.

Mã ASCII là mã 7 bit trong khi EBCDIC là mã 8 bit. Mã ASCII được sử dụng phổ biến hơn trên toàn thế giới trong khi EBCDIC được sử dụng chủ yếu trong các máy tính IBM lớn.

Mã lỗi

Có sẵn các kỹ thuật mã nhị phân để phát hiện và sửa dữ liệu trong quá trình truyền dữ liệu.

Mã lỗi	Sự miêu tả
Phát hiện và sửa lỗi	Kỹ thuật phát hiện lỗi và sửa mã