Тема 4. Стандарти за кодиране на информацията
Една от
най-важните дейности на човечеството и основа, върху която то съществува, е
обменът на информация.
Информацията
се съдържа в съобщенията, разглеждани като редици от знаци или символи. При
предаването на съобщения – на разстояние за кратко време, възниква проблемът за
осъщестяване на предаването. Този проблем е стоял пред хората от незапомнени
времена и се е решавал в една или друга степен, с едни или други средства: чрез
дима или светлината от запалени огньове, чрез моряшките флагове, чрез пощата,
телефона и телеграфа. Да разгледаме по-подробно работата на телеграфа.
Предназначеното за предаване съобщение – буквен или цифров текст, се предава на
телеграфния предавател, където на всеки знак от съобщението се съпоставят
определени комбинации от електрически сигнали. Те се изпращат по телеграфната
линия
(електрически
проводник или радиовръзка) до приемателния пункт и
там телеграфният приемник обратно възстановява знаците на предаваното съобщение.
Изобщо,
когато знаците на едно съобщение се заменят с други знаци или техни съчетания,
това действие се нарича кодиране, а съответствието, по което едните знаци се
заменят с други – код.
Кодирането в
телеграфията е едно от най-известните и се осъществява във форми с различни
кодове.
Един много
известен код носи името на американския художник и изобретател Семюел Морз и е
разработен от него през 1837 – 1838 г. Приспособен е за различни азбуки и се
употребява и днес. В кода на Морз на всяка буква от азбуката, на всяка цифра или
препинателен знак се съпоставят съчетания от два вида електрически сигнали –
дълъг сигнал или тире и къс сигнал или точка, и за първите пет наши букви е
прието съответствието:
А.-;
Б-...;
В.--; Г --.; Д-..
Тъй като
броят на точките и тиретата за всички букви не е еднакъв, за да се различават
буквите, между съответните им съчетания трябва да има по-голяма пауза, отколкото
между елементите на съчетанията. Това е един от недостатъците на кода на Морз.
По-съвършен
код предлага през седемдесетте години на миналия век френският изобретател Жан
Бодо. В кода на Бодо буквите или другите символи получават номера от 1 до 32 и
на всеки номер се съпоставят по пет символа от два вида, например + и -, които
се изпращат по телеграфната линия с два вида електрически сигнали през равни интервали от време. Това става
най-лесно с излъчване на импулс в даден момент – за единия символ, и липса на
импулс в този момент - за другия. Ясно е, че тези два импулса е най-добре да
означим съответно с цифрите 1 и 0. Така по естествен път чрез кода на Бодо се
въвежда двоичната бройна система. Петсимволните комбинации се записват с цифрите
0 и 1 и отговарят точно на числата от 0 до 31 включително, записани в позиционна
двоична бройна система с петцифрен запис, а именно
0=00000
1=00001
2=00010
3=00011
……….
31=11111
В наше време
телеграфът се прилага за изпращане не само на кратки съобщения от рода на
телеграмите, но и за изпращане съдържанието на цели вестници или книги, за
тяхното едновременно печатане на отдалечени места. Нещо повече, по телеграфа се
изпращат и снимки. Това става по следния начин: Снимката се разглежда като
съставена от точки или петна с малки размери. Всяка точка има цвят с определена
интензивност. За простота да разгледама черно-белите снимки. Черният цвят на
една точка може да бъде от едва забележим до силно черен. При грубо предаване
всяка точка можем да приемем или като бяла, или като черна с цифрите 0 и 1.
Черния цвят по-точно можем да опишем с четири градациии или нива и на всяко ниво
да съпоставяме двуцифрени комбинации: 00, 01, 10 и 11.
В практиката
на телеграфното предаване на снимки черният цвят се разделя много често
на 16 или 32 нива. При по-големи изисквания се определят 64 нива и тогава на
всяко ниво се съпоставя по едно шестцифрено двоично число, което се предава по
линията като съчетание от импулси. На приемателния пункт по тези съчетания се
възстановавя предавания цвят за дадената точка. Така се предават снимки от
космическите апарати.
Своеобразно
двоично кодиране намира приложение и при записването на звука. Така например
известните фирми “Филипс” и “Сони” преминават към производство на нов вид
“грамофонни плочи” – така наречените компактни дискове. Те имат диаметър 120 мм
и дебелина 1,2 мм. И докато при обикновените грамофонни плочи в каналите, по
които се движи иглата, има издатини във вид на непрекъсната крива линия, която
точно съответства на звуковите трептения, тук има само еднакви малки издатини и
равни участъци. Издатините отговарят на цифрата 1, а равните участъци - на
цифрата 0. Чрез различни кодови комбинации от 1 и 0, т.е. от издатини и равни
участъци, се съпоставят на тези комбинации различни звуци. Един лазерен лъч
разчита цифрите 1 и 0, а специално техническо устройство осъществява
съответствието на кодовите комбинации със звуците, в резултат на което се издава
и чува записаният звук – мелодия, говор и др.
Записването
на числата в някаква бройна система е също вид кодиране. Следователно бройнте
системи са кодове на числата.
Широко
разпространение са добили кодовете, при които числата се записват в дадена
бройна система, а съответните цифри се кодират в друга бройна система. Така
например в много сметачни машини числата се представят в десетична система,
обаче десетичните цифри се записват в двоична система и така получената система
често се нарича двоично-десетична.
Кодът “2 от
5” е намерил приложение в някои електронноизчислителни машини. Той е
забележителен и с нещо друго. Постоянният брой на единиците и нулите в
5-цифровите комбинации може да послужи за откриване на грешки при предаването и
записването на информация. Кодове с това свойство се наричат кодове, откриващи
грешки. В такива кодове се използва само част от всички възможни кодови
комбинации. Например кодирането в двоична бройна система, както и във всяка
бройна система не е кодиране, откриващо грешки. Тук каквато и комбинация от нули
и единици да запишем, тя ще съответства на някое число.
Обаче не е
трудно от двоичен код, който няма свойството да открива грешки, да получим код,
откриващ грешки. Това може да стане например така: Към всяка кодова комбинация
прибавяме
(приписваме)
допълнително по една двоична цифра, която да бъде 0, ако броят на предишните
единици е четен, и 1, ако той е нечетен. Такъв код със сигурност ще открива една
грешка.
За
по-сигурно откриване на грешки се създават кодове с повече проверовъчни цифри
при определени правила. Има богата теория на кодовете, откриващи грешки, но за
целите на предаването на съобщения не е достатъчно един код да може само да
открва грешки. Техническите средства за предаване на съобщения не са съвършени –
те допускат грешки
(понякога 0 записват като 1 или 1 – като 0),
особено когато се иска предаването да бъде с голяма скорост. Необходимо е кодът
да има способността и да поправя допуснатите грешки. Най-простият начин за
поправяне на грешките е чрез многократното повтаряне на кодовите комбинации.
Това обаче силно намалява скоростта на предаване на съобщенията и затова се
предпочитат кодове, съобразени с изискването за бързина и точност.
По-удобни
кодове за откриване и поправяне на грешки се съставят чрез подходящо добавяне на
проверовъчни цифри към основните кодови комбинации и се използват свойства,
известни от теорията на числата, алгебрата и др. Създадена е богата теория на
тези кодове, която продължава да се развива.
Да обобщим:
Кодирането
се прилага при предаване на съобщения, които разглеждаме като поредици от знаци
– букви, цифри или други символи. Множеството от различните знаци наричаме
азбука. Съобщенията се получават с последователно записване на знаци от
азбуката. Този или това, което произвежда съобщение, ще наричаме подател или
източник на съобщението. Съобщението се изпраща по среда, наречена канал, до
даден получател или адресант. За да бъде изпратено, съобщението се кодира чрез
т.нар. кодер(възможно
е да се извършат няколко последователни кодирания). След изпращането му по
канала то в обратен ред се кодира – декодира се чрез декодер, за да се
възстанови първоначалната му форма и се възприеме от получателя. Всичко това
може да се изрази схематично така:
До
получателя следва да постъпи същото съобщение, същата поредица от знаци,
каквато е изпратил подателят. На практика това не винаги е така – допускат се
грешки. Използването на кодове, откриващи и поправящи грешки, силно намалява
броя на грешките, но не може да се осигури напълно безпогрешно предаване, а и
не винаги е необходимо да се предадат точни всички знаци на съобщението. В
много случаи получателят се интересува не толкова от всички отделни знаци на
съобщението, а от инфорацията, която то му носи.
Измерване на информацията
1 бит
(bit) -
Произлиза от латинското
binary
digit
(двоична цифра).
се нарича
количеството информация, определящо кое от две равновероятни събития се е случило. Това е най-малката
единица за количество информация. Един
бит е например информацията, определяща дали при хвърляне на зар се е паднал четен или нечетен брой точки.
Названието бит произлиза от английското словосъчетание
binary
digit (двоична цифра).
Често един бит се определя и като елемент от памет, който
може да има само две състояния, т.е. като място (клетка),
в която може да се съхранява 1 бит информация.
По – голямата единица за информация е
1
byte(байт), равен на 8 бита.
Количество
информация, определящо кое от 28=256 равновероятни събития се е
случило се нарича БАЙТ.
Защо именно 8 ? Понеже първите компютри са били осем разрядни и са могли да работят едновременно само с 8 бита. В голяма част от съвременните компютри за съхранение на символи се заделя 8 - разрядна клетка (байт). В 1 байт може да се запишат 256 различни двоични числа – това позволява да се закодират 256 различни символи. Кода на символите се задава с помощта на таблица (за всеки код се указва съответствуващия му символ). = 8 bit или байта е информация за изхода на едно от 28 = 256 равновероятни събития.
Производни единици за измерване на информация
|
Единица |
К
/Кило/ |
М
/Мега/ |
G
/Гига/ |
Т
/Тера/ |
|
Десетичен множител |
103 |
106 |
109 |
1012 |
|
Двоичен множител |
210 /1 024/ |
220
/1 024/2 |
230
/1 024/3 |
240
/1 024/4 |
|
Наименование
/бита/ |
Килобит Кбит |
Мегабит Мбит |
Гигабит G
бит |
Терабит Тбит |
|
Наименование
/байта/ |
Килобайт KВ =1 024 В |
Мегабайг МВ = 1 024 КВ |
Гигабайт GВ =1 024 МВ |
Терабайт ТВ = 1 024 GВ |
1 KB =
210 B ≈ 103 B
1 MB =
220 B ≈ 106 B
1 GB =
230 B ≈ 109 B
1 TB =
240 B ≈ 1012
B.
Азбука
се нарича множество от краен брой знакове.
Пример
Азбуки
1.
Българската азбука.
2.
Знаковете за записване на десетични числа.
3 Нотните знакове.
4 Множеството от два елемента - 0 и 1.
Код
се нарича множеството от думи (наричани още кодови комбинации),
образувани от знаковете на дадена азбука. Терминът код произлиза от латинската
дума
codex (закон, сборник правила)
Кодиране
се нарича процесът на представяне на
информация чрез определен Код. Декодиране е обратният на кодирането процес.
Пример
Кодиране в различни азбуки
Представянията
на числата в различни бройни системи са примери за кодиране в различни азбуки,
а съответните алгоритми за преминаване от една бройна система в друга задават
начини за кодиране и декодиране: 101002 е код на 20. Азбуката на
оригиналното съобщение се състои от всички десетични цифри, а азбуката на
вторичното - от двоичните 0 и 1.
Кодиране
се използва от дълбока древност за засекретяване на определена информация.
Свидетелства за съставянето на кодирани (шифровани) съобщения привежда гръцкият
историк Херодот
(V
в. пр. н. е.). С изобретяване на тайни шифри са се занимавали
редица исторически личности (Юлий Цезар, Франсоа Виет и др.) и организации - от
древността до днешни дни.
Представяне
на десетичните числа в цифровите устройства
Двоичен код
Състоянието на логическите елементи има само две
логически стойности
0
и 1. Поради това всички числа, с които работят цифровите схеми, са
в двоична бройна система - двоични числа.
Ние сме свикнали да работим с десетични числа, т.е. числата с основа 10.
Двоичната бройна система използва, както беше казано, двоични числа, т.е.
числата с основа 2. Как се записват числа в двоична система? За да отговорим на
този въпрос, трябва първо да си припомним, как те се записват в десетична
система. Ако искаме да запишем числото двеста петдесет и осем, какво правим? Ние мислено определяме
теглови коефициенти за единиците
(10°), десетиците (101), стотиците (102). Задаваме си въпрос: "Колко единици
има в това число?" Отговаряме: "Осем". След това питаме: "А
колко десетици?" Отговаряме: "Пет".
"Стотици?" Отговаряме: "Две". По този начин ние извършваме следните операции: 2.102 + 5.101 + 8.10°.
|
102 |
101 |
100 |
|
2 |
5 |
8 |
След това записваме числото в познатия ни запис: 258.
Всичко това го извършваме автоматично.
По същия начин се постъпва и при двоичната система. Първо
се определят
теглови коефициенти: 2°, 21, 22,
23 и т.н. следващата таблица показва представяне на десетични числа, записани в двоична система.
|
Число в десетична
система |
24 |
23 |
22 |
21 |
2° |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Нека да
разгледаме числото 4. Как може да бъде записано то, ако се използват само теглови коефициенти 2°, 21,
22, 23? Знаем, че 4 = 22, значи в колоната с
теглото 22 се записва единица, а
във всички останали нули. В резултат се получава
двоичен запис 00100. За числото десет ще имаме 10 = 8 + 2 = 23 + 21,
следователно в колоните с теглата 23 и
21 се записват единици, а във всички останали - нули, получаваме двоичното число 01010.
Подобен вид
операции се извършват и при преминаване в други бройни
системи.
И така, за да
се запише едно десетично число в двоична система е необходимо да се замени това
число със съответен двоичен набор (набор от 0 и 1). Такъв набор, за който може
да се каже, че между него и едно десетично число съществува еднозначно и
обратимо съответствие, се нарича код
на десетично число. Процесът
на
заместване на десетичните числа с техните кодове се нарича кодиране.
Всеки, който
се занимава с цифрова електроника, трябва да може да преобразува числа от
двоична в десетична бройна система и обратно.
Двоично -
десетичен код
Двоичното число 111001110 за повечето хора няма особен смисъл. Съществува един друг код, при който също се използват двоични цифри 0 и 1, но който се възприема по-лесно от хората. Този код се нарича двоично-десетичен код 8421, или ВСD код. Следващата таблица показва преобразуването на десетичното число 692 в код 8421 ВСD.
|
|
Хиляди |
Стотици |
Десетици |
Единици |
|
Десетично число |
- |
6 |
9 |
2 |
|
1 етап на
преобразуване |
- |
6 = 22
+ 21 |
9 = 23
+ 2° |
2 = 2' |
|
2 етап на преобразуване |
- |
0110 |
1001 |
0010 |
|
Резултат |
692
<=> 0110 1001 0010 |
|||
От таблицата се
вижда, че всяка десетична цифра е представена с четири двоични цифри. Лявата
група (0110) заема позицията на стотиците, средната
(1001) - на десетиците, а дясната (0010) на
единиците. В
следващата таблица
е показано,
как се преобразуват две десетични числа в 8421 ВСD код.
Таблица
|
|
Хиляди |
Стотици |
Десетици |
Единици |
|
Десетично
число |
6 |
7 |
9 |
5 |
|
Число в код
8421 ВСВ |
0110 |
0111 |
1001 |
0101 |
|
Десетично
число |
4 |
5 |
1 |
3 |
|
Число в код
8421 ВСВ |
0100 |
0101 |
0001 |
0011 |
В кода не се
използват двоичните числа 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111, за него те са
забранени. Сега трябва да знаете, защо така се номерират полета в
картите на Карно.
Код с излишък З
Един друг код от тип ВСО е код с
излишък 3. За да преобразуваме едно десетично
число в код с излишък 3, трябва да прибавим 3 към всяка цифра на десетичното число и след това да преобразуваме
тази цифра в двоичен код. В следващата
таблица е показан начинът за преобразуване на числото 386 в код с излишък 3. Виждаме , че числото 386 се преобразува в 0110
1011 1001.
|
|
Хиляди |
Стотици |
Десетици |
Единици |
|
Десетично число |
- |
3 |
8 |
6 |
|
1 етап на преобразуване на десетичното
число в код с излишък 3 |
- |
3 + 3
= 6 |
8 + 3
= 11 |
6 + 3
= 9 |
|
2 етап на преобразуване
на десетичното число в код с
излишък
3 |
- |
0110 |
1011 |
1001 |
Код на
Грей
Кодът на Грей
се появил първоначално като код в механични шифратори
за ъгъл на завъртване на вал. Понастоящем
намира приложение при бързите съвремени аналогово-цифрови преобразуватели. Той
притежава свойството при преминаване от произволно състояние в следващото се
променя само един разряд.
Това довежда до повишаване на
шумоустойчивостта. Кодът на Грей може да съдържа произволен брой на разряди.
Той започва с нулево състояние на
всички
разряди, а след това за получаването на всеки следващ разряд се инвер-тира
възможно най-младши разряд, изменението на който довежда до образуването на
новото състояние.
Позиционен код
В цифровите
устройства често се използва позиционен код, в който десетичното число се
определя от позицията на 1 в серията от 0 (или от позицията на
0 в серията от 1). Например, ако серията се състои от десет
позиции, то 0010000000 представлява числото
7, а 0000001000 представлява числото 3. Очевидно е, че да се представят големи числа в този код е трудно.
В следващата
таблица са показани десетични числа, записани с двоичен код, с кода на Грей и с
позиционен (униполярен код).
|
Десетично число |
Двоичен код |
Код на Грей |
Позиционен код |
|
0 |
0000 |
0000 |
0000000001 |
|
1 |
0001 |
0001 |
0000000010 |
|
2 |
0010 |
0011 |
0000000100 |
|
3 |
0011 |
0010 |
0000001000 |
|
4 |
0100 |
0110 |
0000010000 |
|
5 |
0101 |
0111 |
0000100000 |
|
6 |
0110 |
0101 |
0001000000 |
|
7 |
0111 |
0100 |
0010000000 |
|
8 |
1000 |
1100 |
0100000000 |
|
9 |
1001 |
1101 |
1000000000 |
Шестнадесетичен
(хексагонален) код
В електронните
изчислителни машини често се използва цифров код с основа 16 - хексагонален код. В този код има
16 символа: от 0 до 9 и първите букви от латинската азбука А, В, С, В, Е, Р
(табл. 4.6).
|
Десетично число |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Хексагонален код |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
А |
В |
С |
В |
Е |
Р |
Например,
числото 2006 може да бъде представено като сума
2006 = 7 * 162
+ В * 161 + 6*16° = 7В6
2006 = 7 *256 +
13 * 16 + 6 * 1 = 1792 + 208 + 6
Код на Юлий Цезар
Кодът на Юлий Цезар
се състои в това, че всеки знак в оригиналното съобщение се замества от втория
следващ го знак на съответната азбука (предполага се, че редът на знаковете в тази
азбука е фиксиран и предварително известен на кореспондентите). При това
предпоследният знак се замества с първия, а последният - с втория знак на
азбуката. Например за кирилицата буква А в оригиналното съобщение се замества с
В, Б - с Г, ..., Ю - с А, а Я - с Б. При този начин на кодиране е очевидно, че
декодирането възстановява еднозначно оригиналното съобщение.
Съобщението „QUO
VADIS"
(на български КЪДЕ ОТИВАШ?), записано с буквите на латинската азбука, се кодира като „SWQ
YCFKU".
В днешно Време информацията се
кодира по четири
причини:
·
за да се записва кратко (сгъстено,
компактно, компресирано) с цел да не заема много място при съхраняване и за
по-бързо и по-евтино предаване на разстояние;
· за да се улесни извършването на
различни операции при обработката й;
· за да се засекрети достъпът до
информацията (в този случай кодирането обикновено се нарича шифриране или
криптиране);
· да се защити от промяна при
предаване и съхраняване.
Каквато и да е кодовата азбука,
всеки неин знак може да се номерира с число, записано в двоична бройна система.
Следователно кодовите думи, образувани от азбуката, също ще представляват
редици от нули и единици. Всяка редица от кодови думи също ще е редица от нули
и единици. Това важно обстоятелство е основно за информатиката.
Защита на информацията
(данните) при предаване под
формата на съобщение се осигурява, като съдържанието на съобщението се подчини
на точно определени правила. Тогава нарушаването на правилата свидетелства за
изкривяване на оригиналното съобщение. Правилата могат да се подбират така, че
освен установяване на събитието за изкривяване на съобщението, да позволяват
локализиране на грешките и дори възстановяване на оригиналното съобщение.
Съответно се говори за кодове, откриващи грешки и
кодове, коригиращи грешки.
A S C I I
код
ASCII
(Аmerican Standard Code for Information
Interchange) кодова таблица
Всички данни се представят в
компютъра като числа. Това се отнася за буквите, цифрите и другите знаци. На
всеки знак трябва да съответства едно единствено число, за да може
представянето на знака да бъде уникално. При това въпросното число трябва да
бъде едно и също за всички компютри, за да има съвместимост на данните помежду
им. За тази цел са създадени така наречените кодови таблици.
Буквите, цифрите и другите знаци представляват
графични изображения, с които ние си служим за обмен на текстова информация.
Кодовата таблица е съответствие между тези графични изображения и числа, Които
представляват пореден номер в таблицата. Когато набираме от клавиатурата думата
„пролет", Компютърът я запомня като поредица от шест числа, които стоят
срещу съответните букви в таблицата. При по-нататъшната обработка на тази дума,
тя е във вид на поредица от шест числа. Когато я извежда на екрана или на
принтера, компютърът съпоставя на шестте числа съответните графични изображения
от таблицата и ние отново можем да прочетем думата „пролет".
Добилата най-голяма популярност и
приета за стандарт при микрокомпютрите е АSCII кодовата таблица.
В тази таблица на всеки знак съответства точно определено число. С това число
съответният знак се представя в компютъра. Буквата „Р" например се
представя с числото 70, запетаята с числото 44 и т. н.
Стандартната АSCII таблица има 128
елемента. В нея знаците са представени с поредни числа от 0 до 127. Тя се дели
на две части с различно предназначение. Първите 32 знака - от 0 до 31 се
използват и интерпретират различно от различните периферни устройства. Те рядко
се изписват на изходните устройства като графично изображение. Например 12 (РF) за преминаване на
нова страница; 10 (LF) - за нов ред 13 (CR) - за връщане в началото на реда; 27 (ESC) - за начало на
поредица от управляващи символи и т.н.
Означенията на първите 32 символа от
АSCII кодовата таблица и функциите, които те изпълняват, са показани в
следващата таблица.
Стойностите от 32 до 127 представят
големите и малките букви от английската азбука, цифрите, шпацията и други знаци
(+-,.;”?! @ $ %):
|
Стандартна АSCII кодова таблица
на символите от 32 до 127 |
|||||
|
32 |
48 0 |
64 @ |
80 Р |
96
‘ |
112 р |
|
33 ! |
49 1 |
65 А |
81
Q |
97 а |
113
q |
|
34
“ |
50 2 |
66 В |
82
R |
98
b |
114
r |
|
35 # |
51 3 |
67 С |
83
S |
99 с |
115
s |
|
36 $ |
52 4 |
68
D |
84 Т |
100
d |
116
t |
|
37 % |
53 5 |
69 Е |
85
U |
101 е |
117
u |
|
38 & |
54 6 |
70
F |
86
V |
102
f |
118
v |
|
39 . |
55 7 |
71
G |
87
W |
103
g |
119
w |
|
40 ( |
56 8 |
72 Н |
88 Х |
104
h |
120 х |
|
41 ) |
57 9 |
73
I |
89 У |
105
i |
121
y |
|
42 * |
58 : |
74
J |
90
Z |
106
j |
122
z |
|
43
+
|
59 ; |
75 К |
91
[ |
107
k |
123 { |
|
44
, |
60 < |
76
L |
92 \ |
108
l |
124
I |
|
45
-
|
61 = |
77 М |
93
] |
109
m |
125 } |
|
46
. |
62 > |
78 N |
94
^ |
110
n |
126 ~ |
|
47
/
|
63 ? |
79 О |
95
_ |
111
o |
127 |
С появта на персоналния компютър на
фирмата
IВМ -
IВМ РС(Реrsonal
Computer) през 1981
г., АSCII таблицата се допълва до 256 знака. Допълнителните символи от 128
до 255 съставят така наречената разширена АSCII кодова таблица.
1ВМ включиха в нея всички букви от западноевропейските азбуки, които не
фигурират в английската азбука. Включени са също така и 48 специални символа за
изобразяване на таблици и рамки, няколко гръцки букви, парични знаци и
най-често използвани математически символи.
За разлика от стандартната АSCII-Кодова таблица (0-127), Където знаците и техните позиции са фиксирани и са еднакви за всички компютърни системи, разширената АSCII-таблица има множество от варианти. Българската азбука се намести в разширената АSCII-кодова таблица, възприета от производителите на персонални компютри в Правец.
Американски
стандартен код за обмяна на информация е символно множество и символно
кодиране базирано на латинската азбука. ASCII кодовете представят текст в
компютрите и други комуникационни и управляващи устройства работещи с текст.
ASCII
дефинира кодове за 33 неизобразими контролни символа (предимно определящи
обработката на текста) плюс следните 95 изобразими символа (започвайки със
символа интервал):
ASCII определя еднозначно
съответствие между двоични кодове и писмени знаци (глифи), правейки възможно
обмяната на текстова информация между отделни цифрови устройства, както и
нейното съхраняване в тези устройства. Важно е да се отбележи, че ASCII
определя съответствие между кода и семантичната стойност на глифа, а не
негова конкретна реализация. Компютърните шрифтове са тези които определят
реализациите на глифите. Да вземем за пример главната латинска буква A -
нейният двоичен код е 01000001 или 65 в десетичен код. В един обикновен текстов
файл в ASCII код тя ще бъде представена именно с този код - 65. Но за да се
изобрази на екрана е нужен шрифт който от своя страна съпоставя на този код
някакво изображение. Това изображение е различно при отделните шрифтове, но
смисълът който то предава остава същия - главна латинска буква A.
ASCII
е 7-битов код, което означава, че може да представи 128 символа. Често той е
допълван до 8 бита добавяйки една или повече допълнителни азбуки (освен
латинската). По времето на своето създаване за изход на текст са се използвали
предимно печатащи устройства затова в ASCII се съдържат и контролни кодове
уточняващи начина по който да се изпечатат символите.
Разбиране на кодирането
на текста
Това,
което на екрана виждате като текст, всъщност се съхранява като цифрови
стойности в текстовия файл. Вашият компютър превежда цифровите стойности в
знаци. Той прави това, използвайки кодиращ стандарт.
Кодиращият
стандарт представлява схема на номериране, която приписва на всеки знак в набор
от знаци една цифрова стойност. Наборът от знаци може да включва знаци от
азбуката, числа и други символи. Различните езици обикновено се състоят от
различни набори от знаци, така че съществуват много различни стандарти за
кодиране, представляващи наборите от знаци, използвани в различните езици.
Различни стандарти за кодиране за
различните азбуки
Стандартът
за кодиране, който се съхранява с текстов файл, предоставя информацията, нужна
на вашия компютър, за да изобрази текста на екрана. Например в кодирането на
кирилица (Windows) знакът Й има числова стойност 201. Когато отворите файл,
съдържащ този знак на компютър, използващ кодирането на кирилица (Windows),
компютърът чете числовата стойност 201 и на екрана показва Й.
Ако
обаче отворите същия файл на компютър, който използва друго кодиране,
компютърът показва такъв знак, който отговаря на числовата стойност 201 в
стандарта за кодиране, използван по подразбиране от съответния компютър. Ако
например вашият компютър използва стандарта за кодиране Western European
(Windows), знакът в оригиналния файл, базиран на кирилица, ще се изобрази като
É, а не Й, тъй като в кодирането Western European (Windows) стойността
на 201 отговаря на É.
Кодови таблици
и шрифтове
Повечето операционни системи и приложни програми за
персонални компютри записват текста като последователност от байтове (един байт
представлява 8 бита - 256 възможни комбинации). Доскоро, най-разпространен бе
стандарта, при който един символ се кодира с един байт (за
PC
компютрите това е
ANSI стандарта). Използването на този стандарт е ограничение, тъй като
могат да се използват само 256 символа, което е недостатъчно при работа с много
езици. Решението на проблема е в използването на няколко кодови таблици от по
256 символа.
В съвременните операционни системи и програми се налага
тенденцията за използване на два байта за кодиране на един символ (два байта
представляват 16 бита - 65536 възможни комбинации). Това дава възможност да има
отделни кодове за буквите от почти всички световни азбуки, като по този начин
се преодоляват трудностите при поддръжката на много кодови таблици.
Най-разпространения стандарт за двубайтово кодиране на символите е
Unicode.
Стандарт
ANSI
При този стандарт, един символ от текста се представя с
един
байт. Тъй като кодовете от 0 до 31 обикновено са резервирани, общо 224
различни символа могат да се използват в документите.
Реално можете да ползвате много повече от 224 символа,
като избирате различни шрифтове. Например, когато изберете шрифта
Wingdings в
Word
Pad, разполагате с много голям набор от икони и
малко символи, които съответстват на буквите, цифрите и специалните знаци в
”обикновените” буквени шрифтове.
Обяснението на този факт се крие в термина кодова
таблица. Когато натиснете клавиш и по този начин въведете в една
текстообработваща програма някоя буква, програмата записва кода на буквата и
информация за шрифта на буквата. Но в различните шрифтове един и същ код не
означава един и същ символ! Например в
Ariel,
Courier
New и
Times
New
Roman кодът 65 представлява
главната латинска буква „А". Същият този код в
Wingdings представлява
иконата „ръка с два вдигнати пръста". Кодовата таблица е именно това
съответствие между кодовете на символите и самите символи.