在上一篇文章聊了 摩尔斯电码 之后，接下来该聊聊博多码（Baudot code）了。

博多码

正如摩尔斯电码是源于电报，博多码也是因电报而生，而最早使用博多码的正是『博多式电报机』。

『 博多式电报机 』由 Emile Baudot 发明，也得名于此， Baudot code 则是博多式电报机所使用的编码，使用 5 个 bit 进行编码，包含了两个字符集。

其实应当称之为 5 波特（baud）更为合适

基础介绍

编码表

先来看下博多码的编码表，搜索 Baudot code ，我们可以找到这样一张草案图：

显然，这并不是最后被使用的那一份，毕竟它存在着巨大的缺陷：没有数字 和常用符号。

26 个英文字母 + 10 个数字 + n 个符号，那至少要 36 个状态了，5bit 最多表示 32 种状态，不够用啊。

这也就是为什么 Baudot code 有两个字符集（字符平面）了：

  • Letter 字符集主要存字母
  • Figure 字符集则主要是数字和符号

两个字符集（字符平面）之间，可以通过特殊的切换字符 letter shift figure shift进行转换

其实这已经是在事实上将编码的长度从 5bit 拓展到了 6bit ，但当时由于机械结构复杂度方面的原因，5bit 已经是极限，所以才引入了这个策略。

这个状态转换，使得用 5bit 编码成为可能，但是也隐含了一个 『坑』，会在下文详述。

完整的博多码（英文版，法文版略有不同）

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博多式电报机

硬件结构

有没有注意到这个表格里，第四第五列是放在左边的，中间还有空列？

看一下博多式电报机的样子就明白啦，它是使用类似钢琴键的结构进行输入的：

这里还有一个小细节，五个元音 A E I O U 以及半元音 Y 的输入，都不需要使用左手，单靠右侧三个按键即可输入，这其实也是在尽量压缩常用字符的编码，为发报员减负。

附：博多式电报机的工作情况，可以参考这个视频：Emile baudot printing telegraph ( teletype )

博多式电报机这种输入方式，完全不同于现在常用的 QWERT 键盘，而是更接近于我们在各类程序员笑话中见到的那个 Super Coder 2000 键盘：

这样的键盘在输入效率上，确实比不上 QWERT 键盘，但是相比摩尔斯电码，其实已经进步了很多，毕竟现在只需要 『一次』输入，就可以发出一个字符了。

那么，它的内部结构是如何实现的呢？

这里我翻到一份文档，里面介绍了 『多路复用』的博多式电报机的结构，可以拿来参考一下：

如上图，因为原图是四路复用，所以只需要看四分之一圈即可，两张图分别是接收结构和发送结构。

可以看出，其实基础原理不算特别复杂，就是一个电刷在旋转，依次读取了 12345 四个琴键上的电平。

听起来很容易，但也带来了新的挑战，发报员需要聆听机器的信号来了解自己现在是否可以发报了。

其实这里还涉及到博多式电报机引入了负电压的情况，恕不赘述

在上面介绍为什么博多码选择了 5bit 的时候，提到这是因为硬件结构复杂，但是从上面的结构图来看，似乎并不是很复杂的样子，这主要是因为它的译码部分。

接收译码

看完了上面的编码表和硬件结构，基本上就理解了博多码是如何通过博多式电报机进行发送的了。

那么接收的时候怎么办呢，我们先来看一下摩尔斯电码当时是怎么做的：

最开始的时候，摩尔斯电码其实是使用这样的纸带进行接收记录的，只是因为收报员发现，对于滴滴答答的声音来说，直接听声音比直接看纸带要容易多了，于是才转变为了现在的形态。

博多码方面，因为每个字符都是 5bit，似乎更适合使用纸带了，但是事实上，博多式电报机走了另一条路：它直接输出字符。

博多式电报机的输出结构上，有一个很精巧的凸轮结构，上面印有所有的可打印字符，通过这个凸轮，它可以直接将收到的电平信号转换以字符的形式打印在纸带上。

还记得我们前面说博多码之所以只有 5bit，是因为受限于机械结构嘛？没错，并不是受限于键盘那边的结构复杂度，而是受限于这个凸轮实在不能做的更大了。引入 Shift 之后，凸轮被分成了两个，互相切换使用。

更细节的结构，在这篇文章有更完整的描述，可以参考。

编码特点

看完了机器，现在我们回过头来继续说博多码自身的特点。

定长编码

相对于摩尔斯电码，博多码最大的一个改变就是：定长编码。

将每个字符的编码定长为 5bit ，使得编码解码都方便了不少。

在编码侧来说：

因为编码定长，就可以根据编码长度直接制作出相应的『键盘』，减轻发报员的疲劳程度。

同时，因为编码已经定长，不需要像摩尔斯电码一样，因为考虑编码效率采用霍夫曼树。

博多码只给元音开了小灶，如果抽去元音不看，博多码的编码其实是有规律可循的，也更方便记忆。

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另外，在后期也出现了使用纸带作为发送内容载体的博多式电报机，这其实也得益于固定编码长度。

在解码侧来说：

定长编码带来了巨大的便利，只需要确保双方同步，那么接收方在解码时就可以从容的『按组解码』。

这也大大方便了机械解码结构的设计（这也是为什么博多式电报机可以自带打印结构）。

多字符集

前面提到，博多码为了在 5bit 里塞入超过 32 个字符，使用了 Shift 来切换两个不同字符集（字符平面）。

从好的一方面来讲，在机械结构限制下，这样使用 5bit 虚拟出了 6bit 编码的效果，拓展了字符集的大小。

但是，这样其实也带来了新的问题，因为原本字符编码这件事是 『无状态』的，加入 Shift 之后，编码解码一下子变成了 『有状态』的了。

而状态的转换，需要做好约定，比如说：

刚开始发送的时候，应该是哪一种状态？

发送完一段电码之后，是否需要重置到某个状态？

这个问题对大家的困扰，一直延续到了 ITA2 时代。

评价

毫无疑问，博多码在编码历史上绝对是非常重要的，它在后期也被标准化为 ITA1 编码（虽然没什么人用）。

优点

  • 定长编码，飞跃性的改进
  • 努力拓展了字符集
  • 改善了摩尔斯电码的输入方式
  • 直接输出字符，便于查阅

缺点

  • 引入 Shift 的概念，导致兼容性问题
  • 不支持大小写字符区分
  • 不支持换行等排版字符（但是有类似退格的操作符）

参考资料

为了写这篇文章，翻阅各种网站查阅了许多资料，在此一并列出，读者有兴趣可以进行参考：

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