James F. Holmes
Lybrand, Ross, and Montgomery
New York 4, N.Y.
Veri iletimi konusunda, veri işleme işlemlerine giriş-çıkış ortamı olarak ele alan çok sayıda makale yayımlanmaktadır. Bunların çoğu, saniyede 3000 bitten daha yüksek hızlara sahip mikrodalga ve 6, 7 ve 8 birimli kodlar kullanan yüksek hızlı iletişimi kapsar. Peki ya dakikada 100 kelimeye kadar telgraf iletişimi için kullanılan eski iş yükü taşıyıcısı, beş birimli kod hakkında ne söylenebilir?
Beş birimli ya da Baudot kodu uzun süredir kullanılmaktadır. Telgraf iletişimi, özellikle hem genel amaçlı hem de veri amaçlı sürekli iletişime ihtiyaç duyan ve faaliyetleri dağınık olup tek tek yüksek hızlı ekipmanı destekleyecek büyüklükte olmayanlar için belirli bir gereksinimi karşılar.
Kabul etmek gerekir ki Baudot kodu, özellikle hata saptama konusunda bazı sorunlara yol açmaktadır. Ancak bir çözüm vardır ve günümüz koşullarında şaşırtıcı biçimde, bu çözümün maliyeti ya ihmal edilebilir düzeydedir ya da sıfırdır. Aşağıdaki tartışma, "algılanmayan" hata sorununa yönelik çözümü ele almaktadır.
Söz konusu testler Western Union Telegraph Co. tarafından yürütülmüştür. American Telephone and Telegraph, yeterli ilgi sağlanabilirse bir kod yeniden atama tartışmasına katılacaklarını belirtmiştir. Kod yeniden atama alanındaki çalışmalar, şu anda Avrupa’da köklü bir değişiklik temelinde yürütülmektedir. Bu makale, en basit görünen ve en az sayıda değişiklik gerektiren "L" kodu adı verilen bir kod önermektedir. "L" kodunu kullanan bir sistem, 1960 yılının sonlarında Amerika Birleşik Devletleri’nde kurulacaktır.
5-Birimli Baudot Kodu
Delikli kâğıt bant kullanılan 5 birimli Baudot kodu, yaklaşık 80 yıldır telgraf iletişiminde kullanılmakta ve idari mesaj trafiği için güvenilirliğini kanıtlamıştır. Ancak son yıllarda veri iletimi gereksinimleri, standart Baudot kod atamalarında bulunan bazı yetersizlikleri ortaya koymuştur.
Kodların özgün ataması, en sık kullanılan harflere en basit kodların verilmesi esasına göre yapılmıştır. Bu atama, iletim sırasında bazı oldukça tuhaf ve ilginç hatalara yol açmaktadır. Tablo 1, standart bir kodlama atamasını göstermektedir.
Hatalar
Tek bir darbenin kaybı ya da kazanımı durumunda bir karakter nasıl değişir? Belirli bir karakterden, tek bir darbenin kaybı ya da kazanımı yoluyla tam olarak hangi karakterlerin ortaya çıkacağını gösteren bir çizelge oluşturmak mümkündür.
Veri iletimi için kullanılan kontrol kodları, böyle bir çizelgeden de görüleceği üzere, son derece dikkatli seçilmelidir.
Örneğin, kontrol kodlarının talihsiz bir seçimini gösteren belirli bir veri uygulaması, bir işlev için M’nin, karşıt bir işlevi belirtmek için ise N’nin seçilmesidir. Örneğin, M, veri merkezinde özel işlem ya da kart yerleştirme gerektiren manuel girişi göstermek için kullanılabilirken, N, tamamen otomatik işlemeye uygun normal girişi gösterebilir. M için kod 000, N için kod ise 00-’dir; buna göre standart kod atamasında tek bir darbenin kaybı ya da kazanımıyla M ve N birbirine dönüşebilir.
Daha karmaşık hatalar, büyük harf (sayısal karakterler) atamalarıyla ortaya çıkabilir. Tek bir darbenin kaybı ya da kazanımı şu dönüşümlere yol açacaktır:
- 5’ten 9’a
- 8’den 7’ye veya 0’a
- 9’dan 5’e
- 7’den 1’e veya 8’e
- 0’dan 1’e veya 8’e
- 2’den 1’e
- 6’dan 1’e
- 1’den 0’a, 6’ya, 2’ye veya 7’ye
Bu, en ideal koşullarda bile saptanması güç olan ve kendi başlarına telafi edici hatalar üretebilen, sayısaldan sayısala dönüşümlerin çok geniş bir yelpazesidir. Telafi edici olabilecek bu basit değişikliklerin olasılığı, her kesimden hata saptama aygıtlarına yönelik talebi artırmıştır.
Hata Saptama ve Düzeltme
Ekipman üreticileri, hata saptama ve hata düzeltme aygıtları üretmeye istekli ve heveslidir. Günümüzde birçok tasarım mevcuttur ve bazıları piyasaya sunulmuştur. Ancak temel ekonomik gerçekler, bu tür aygıtların kurulumu için ani bir yönelimin olmayacağını göstermektedir. İletişim sisteminde üretilen hata sayısı görece küçük olduğundan, dikkate alınması gereken bazı ekonomik etkenler şunlardır:
- Veri oluşturmadaki insan hata oranı en büyük değişkendir.
- İletişim ekipmanı hata oranı, banttan karta dönüştürücüler gibi geleneksel veri dönüştürme ekipmanlarındakinden daha düşüktür.
3.
İletilen bilgi, neredeyse her durumda, çok sayıda bireysel problemden oluşan muhasebe bilgisidir. Geleneksel bir tablolaştırma işlem sisteminde hata oranları tolere edilir; iletişim sistemi de genellikle tolere edilebilir hata oranında kayda değer bir değişiklik getirmez.
Kasım 1960 tarihli COMPUTERS and AUTOMATION
Hatalar iki genel kategoriye ayrılır; yani algılanan hatalar ve algılanmayan hatalar. İletişim terminolojisinde, algılanan hata genellikle bir karakterin tamamen geçersiz ya da anlamsız bir karaktere dönüşmesidir; algılanmayan hata ise bir karakterin başka bir geçerli karaktere dönüşmesidir; örneğin sayısalın sayısala dönüşmesi gibi. Görece yüksek bir algılanan hata oranı tolere edilebilirken, herhangi bir büyüklükteki algılanmayan hata oranı kabul edilemez. Mevcut muhasebe uygulamalarında normal algılanabilir iletim hata oranlarının tolere edilebilir olduğu varsayılırsa, o hâlde görece küçük bir oranı oluşturan algılanmayan hataların ortadan kaldırılması gereklidir.
Mevcut hata saptama aygıtlarının çoğu manuel müdahale gerektirir ve hat süresi açısından genellikle verimsizdir. Sistem, bir blok sonu sinyali bir denetim noktasını gösterene kadar iletimin sürdüğü bir yapı olabilir; bu noktada bir hata saptanır, hem verici hem de yeniden delici durdurulur ve aynı anda görsel ve işitsel bir sinyal devreye girer. Bu sinyal bir operatörü çağırır; operatör alınan bandı önceki bloğun sonuna manuel olarak geri alır, hatalı bloğu harfler ve hatalı bloğun yeniden gönderilmesi için sinyal verir. Bu tür bir çalışma, ekipman ve devrelerin yüksek kullanımının gerekmediği noktadan noktaya iletimde tatmin edici olabilir; ancak her durumda personelin, ekipmanın ve devrelerin verimsiz kullanımına yol açar ve anahtarlamalı bant sistemleri için uygulanabilir değildir.
Birçok sistem, hatta anahtarlama işlemleri için yeterince büyük olanlar bile, hatasız iletim sağlamak için gerekli personel zamanını, ekipmanı veya devreleri karşılayamaz. Çoğu zaman, özel hatlı telgraf sistemleri hem idari hem de veri mesajlarının iletimi için kurulur; bunun gerekçesi, verinin önceki idari iletişim maliyetleri üzerinden ücretsiz taşınacağı düşüncesidir. Bu da devrelerin, personelin ve ekipmanın yüksek oranda kullanılmasını gerektirir.
İdeal Hata Saptama İçin Gereksinimler
TWX, WUX, Telex veya özel hat olsun, 5 birimli bir telgraf sisteminde veri mesajları için ideal hata saptama sistemi aşağıdaki özelliklere sahip olacaktır:
- Hiçbir maliyeti olmayacaktır
- Hat süresini artırmayacaktır
- Telafi edici hataları ortadan kaldıracaktır
- Tüm hataları gösterecektir
- Alıcı uçta mesajın yeniden oluşturulmasını sağlayacaktır
Test Sonuçları
Son çalışmalar, yukarıdaki beş gereksinimi yakından karşılayacak bir hata saptama sisteminin mümkün olduğunu göstermiştir. Bu çalışmalar şunları ortaya koymuştur:
- Tüm hataların yüzde doksanı tek bir darbenin kaybı ya da kazanımı sonucudur; bunların yaklaşık yüzde 88’i tek bir darbenin kaybıdır;
- Tek tek devreler genel bir örüntü sergiler; örneğin, belirli bir devredeki hata genellikle beşinci darbenin kaybı olabilir;
- Bir telgraf iletişim sisteminde veri mesajları için hata oranları 500.000 karakterde 1 kadar düşük olabilir;
- Algılanmayan hatalar, tüm hataların yaklaşık 7’de 1’idir.
Düşük maliyetli hata saptama aygıtları sağlamanın içerdiği ekonomik sorunlar ve normal telgraf iletişiminde hataların genel olarak düşük görülme sıklığı, algılanmayan hata sorununu aşmak için ek ekipman dışında bir yaklaşıma ihtiyaç olduğunu göstermektedir. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, 5 birimli kod yapısı içinde, algılanmayan hata oranını en fazla 500’de 1 düzeyine düşürebilecek bir sistemin var olduğunu göstermiştir.
Kodlamanın Yeniden Atanması
Baudot kodunda (Tablo 1), neredeyse tüm hataların tek bir darbenin kaybı ya da kazanımı sonucu ortaya çıkması gerçeği, 5 kanallı kod yapılandırmasıyla birleştiğinde, algılanmayan hata sorununa ekonomik bir çözüm sağlar. Çözüm, tüm sayısal karakterleri 10 üçlü içine yerleştirecek şekilde kodlamanın yeniden atanmasıdır. Klavye düzeni aynı kalır.
En az mekanik değişiklik gerektiren kodlama yeniden ataması, aşağıda listelenen altı karakter çiftinin yer değiştirmesidir:
- J ve R
- B ve O
- C ve I
- E ve F
- G ve Q
- M ve T
Bir hesaplama, bu kod yeniden atamasının tek bir darbenin kaybı ya da kazanımı yoluyla bir sayısal karakterin başka bir sayısal karaktere dönüşmesini engelleyeceğini göstermektedir. Ancak daha ayrıntılı bir inceleme, bir ünlünün başka bir ünlüyle değişiminin de, olası bir A’nın U’ya ve tersinin değişimi istisnası dışında, ortadan kaldırıldığını göstermektedir. Mevcut donanımdaki mekanik kodlama değişikliklerinin maliyetini en aza indirmek amacıyla, A’dan U’ya olasılığının ortadan kaldırılmasının göz ardı edilebileceği varsayılabilir.
Algılanamayan alfabetik hataların azaltılmasının sürdürülmesi için, full’un fall’a, fur’un far’a, Jun.’un Jan.’a dönüşmesi gibi hataların ortadan kaldırılması arzu edilir; bu nedenle ek bir sonraki kodlama değişikliği olarak A ve F’nin önerilmesi makuldür. Daha sonra yapılan bir hesaplama, herhangi bir tek darbenin kaybı ya da kazanımı durumunda ünlünün ünlüye ya da sayısalın sayısala dönüşmesinin söz konusu olmadığını göstermektedir. Başka bir deyişle, bir hata ile karşılaşıldığında, önerilen kodlama değişikliği bir ünlü yerine bir ünsüz ve tersi ya da sayısallar durumunda sayısalın yerine anlamsız ya da geçersiz bir karakter verecek ve böylece telafi edici sayısal hata olasılıklarını fiilen ortadan kaldıracaktır. Sayısal hatalar, önerilen yeniden atanmış kodlamayı kullanan mevcut banttan karta ve banttan manyetik banda dönüştürücülerde, bilgisayarlarda ve diğer aygıtlarda kolaylıkla algılanabilir.
L Kodu
A kodundaki ve L kodunu meydana getiren fiilî sonuç değişiklikleri Tablo 2’de gösterilmiştir.
L kodunun etkisi, son derece kötü bir sistem varsayılarak aşağıdaki açıklayıcı örnekle gösterilebilir: karakter başına 10.000’de 1 hata oranına sahip, dakikada 75 kelime hızında çalışan 14 devreden oluşan ve günde 9 saat %90 kullanım oranıyla çalışan bir sistem:
| Koşul | A Kodu | L Kodu |
|---|---|---|
| %100 iletim | 3.402.000 kar/gün | 3.402.000 kar/gün |
| %90 kullanım | 3.061.800 kar/gün | 3.061.800 kar/gün |
| Hatalı karakterler | 306 kar/gün | 306 kar/gün |
| Algılanamayan hatalar | 44 kar/gün | 0* kar/gün |
* (Algılanamayan bir hatanın, azami 500’de 1 oranı esas alındığında, yaklaşık her 11 günde bir beklenebileceği öngörülebilir.)
Tablo 2
| Kod | Anlam |
|---|---|
| 0 | A |
| 0 | M |
| 0 | F |
| 0 | C |
| 0 | B |
| ? | J BELL |
| 0 | I |
| 8 | T |
| 5 | E |
| 3 | Q |
| 1 | R |
| 4 | O |
| 9 | G |
| & |
Önerilen yeniden atanmış kodlama (bundan sonra “L” yani mantıksal kod olarak anılacaktır) esasen bir veri iletimi gereksinimidir. Mevcut 5 kanallı sistemlerin hemen ya da öngörülebilir gelecekte L koduna dönüştürülmesi beklenmemektedir; bunun yerine çevrimdışı veri dönüştürme donanımının değiştirilmesi öngörülmektedir. Bununla birlikte, L kodunu kullanacak tamamen yeni sistemlerin kurulmasına engel bir neden de yoktur.
Hâlihazırda, idari amaçlar için standart kodda çevrim içi iletimde kullanılabilen ve üçüncü bir vardiyanın kullanımıyla yeniden atanmış bir kodda sayısal veri iletimini sağlayan donanımlar mevcuttur.
Tam Karakter Kaybı
Normal işletimde karşılaşılan veri iletimine ilişkin ek bir hata alanı daha vardır. Bu, herhangi bir anlamlı basamağın fiilen kaybı olmaksızın, boşlukların düşmesi gibi olayların sayısal birimi tanımlayan alanı etkilemesi sonucu tüm bir karakterin kaybı ve verinin alan dışına kaymasıdır. Örneğin, sola doğru bir sütun kaydırılan bir 1, bilgisayarlar ya da veri donanımları tarafından 10 olarak yorumlanacaktır.
Alıcı kola bağlanan basit bir darbe üreteci, hat sinyalinin kaybından önceki ritimle alıcı donanımın senkronizasyonunu koruyacaktır. Bu, hat sinyalinin yeniden sağlanmasıyla birlikte senkronizasyonu sürdürecek ve alınan bantta kaybolan karakterler için boşluklar ekleyecektir. Bu boşluklar daha sonra başka donanımlar kullanılarak hata olarak algılanabilir.
Kasım 1960 tarihli COMPUTERS and AUTOMATION
Darbe üretecinin ya da teleprinter senkronizasyon takımının maliyeti, sinyal kaybı durumunda üretilmesi gereken başlat-durdur darbelerinin sayısıyla orantılı olacaktır. Günümüzde 20’ye kadar başlat-durdur darbesi üretebilen donanımlar mevcuttur; ancak günlük normal işletim için 3 ila 5 başlat-durdur darbesi üreten senkronizasyon donanımı yeterli olacaktır. Radyo iletimleri daha yüksek kapasiteli teleprinter senkronizasyon takımını gerektirecektir.
Küçük ve ucuz bir darbe üreteci, alıcı birimin dağıtıcı devreleri içine, aylık kira bedelinde çok küçük bir artışla dahil edilebilir.
L kodlamasına en kolay uyarlanabilen teleprinter donanımı, Teletype Corporation tarafından üretilen type 28 teleprinter donanımı serisidir. Mevcut type 28 donanımının dönüştürülme maliyetini belirlemek üzere çalışmalar hâlen sürdürülmektedir.
Diğer çevrimdışı veri hazırlama donanımları, L kodlaması kullanılarak üreticiden herhangi bir maliyet artışı olmaksızın temin edilebilir. Banttan karta dönüştürücüler, fiş panosu aracılığıyla L koduna uyarlanabilir hale getirilebilir.
Özet
L kodu aşağıdakileri sağlayacaktır:
- Hızlı hata algılama
- Alıcı uçta mesajın (karakterin) yeniden yapılandırılabilmesi olanağı
- Çok az maliyetle ya da hiç maliyet olmaksızın kullanılabilirlik
- Veri hazırlığı için çevrimdışı donanım kullanılarak mevcut sistemlerde iletilebilme
- Algılanamayan hataların ortadan kaldırılması
- Telafi edici hataların ortadan kaldırılması
- Hat süresini artırmama
L kodunun benimsenmesi, zaman alıcı ve ekonomik olmayan bir yöntem olarak değerlendirildiğinden, çevrim içi hata düzeltmesini öngörmemektedir. Alıcı dağıtıcıya teleprinter senkronizasyon devresinin eklenmesi, hat sinyalinin kaybı durumunda senkronizasyonu koruyacaktır.
L kodunun benimsenmesi ve basit bir teleprinter senkronizasyon aygıtının eklenmesi, standart teleprinter devreleri ve donanımı kullanılarak yapılan veri iletiminde mevcut sorunları fiilen ortadan kaldıracaktır.
Notlar
- 5-birimli Kod İçinde Gizlenmiş Hata Denetimi Olanakları, R. Steeneck, Western Union Technical Review, Cilt 14, No. 2, Nisan 1960, ss. 69–71.
- Sayıların Güvenilir İletimi için Teleprinter, S. Augustin, Electrical Communications, Cilt 35, No. 4, 1959, ss. 245–246.
- Teleprinter Senkronizasyon Takımı SYZ-634, W. Schiebeler, Electrical Communications, Cilt 35, No. 4, 1959, ss. 247–250.
Yazar, test verilerinin elde edilmesinde The Western Union Telegraph Co.’nun sağladığı yardımlar için teşekkürlerini sunar.
Kasım 1960 tarihli COMPUTERS and AUTOMATION