کمی بودن کد دوتایی ، تبدیل اطلاعات از حالت پیوسته به گسسته ، جهانی بودن کدگذاری دودویی ، کدهای یکنواخت و غیر یکنواخت ، انفورماتیک درجه 7 بوسوف ، انفورماتیک درجه 7
1.5.1 تبدیل اطلاعات از پیوسته به گسسته
برای حل مشکلات خود ، اغلب افراد باید اطلاعات موجود را از یک شکل ارائه به شکل دیگر تبدیل کنند. به عنوان مثال ، هنگام خواندن با صدای بلند ، اطلاعات از شکل گسسته (متن) به شکل پیوسته (صوتی) تبدیل می شود. برعکس ، در طول دیکته در درس زبان روسی ، اطلاعات از یک شکل پیوسته (صدای معلم) به یک حالت گسسته (سوابق دانش آموز) تبدیل می شود.
اطلاعات ارائه شده به صورت مجزا برای انتقال ، ذخیره سازی یا پردازش خودکار بسیار ساده تر است. بنابراین ، در فناوری رایانهتوجه زیادی به روشهای تبدیل اطلاعات از حالت پیوسته به گسسته پرداخته می شود.
گسسته سازی اطلاعات فرایند تبدیل اطلاعات از یک شکل پیوسته نمایش به یک شکل مجزا است.
بیایید اصل فرایند تفکیک اطلاعات را با استفاده از یک مثال در نظر بگیریم.
ایستگاه های هواشناسی دارای دستگاه های ضبط برای ثبت مداوم فشار اتمسفر هستند. نتیجه کار آنها باروگرام است - منحنی هایی که نشان می دهد چگونه فشار در مدت زمان طولانی تغییر کرده است. یکی از این منحنی ها که توسط دستگاه در طول هفت ساعت مشاهده ترسیم شده است ، در شکل نشان داده شده است. 1.9
بر اساس اطلاعات دریافتی ، می توانید در ابتدا اندازه گیری ها و در پایان هر ساعت مشاهده ، جدولی حاوی قرائت ابزار ایجاد کنید (شکل 1.10).
جدول به دست آمده تصویر کاملی از نحوه تغییر فشار در طول دوره مشاهده نشان نمی دهد: به عنوان مثال ، بزرگترین مقدار فشاری که در چهارمین ساعت مشاهدات رخ داده است نشان داده نمی شود. اما اگر مقادیر فشار را هر نیم ساعت یا 15 دقیقه در جدول وارد کنید ، پس میز جدیدتصویر کاملی از نحوه تغییر فشار ارائه می دهد.
بنابراین ، ما اطلاعات ارائه شده به صورت پیوسته (باروگرام ، منحنی) را با کمی از دست دادن دقت به شکل مجزا (جدول) تبدیل کردیم.
در آینده ، شما با روشهای ارائه گسسته اطلاعات صوتی و گرافیکی آشنا می شوید.
رشته های سه نماد دوتایی با تکمیل کدهای دو بیتی دوتایی در سمت راست با 0 یا 1 بدست می آید. در نتیجه ، ترکیب کد سه نماد دودویی 8 است - دو برابر دو نماد دوتایی:
بر این اساس ، یک باینری چهار بیتی به شما امکان می دهد 16 ترکیب کد دریافت کنید ، پنج بیتی - 32 ، شش بیتی - 64 و غیره. طول رشته باینری - تعداد کاراکترهای کد باینری - عرض بیت نامیده می شود. از کد دودویی
توجه داشته باشید که:
4 = 2 * 2,
8 = 2 * 2 * 2,
16 = 2 * 2 * 2 * 2,
32 = 2 * 2 * 2 * 2 * 2 و غیره
در اینجا ، تعداد ترکیب کد حاصل تعدادی از عوامل یکسان برابر با عرض بیت کد باینری است.
اگر تعداد ترکیب کد با حرف N و عرض بیت کد دودویی با حرف i نشان داده شود ، الگوی نشان داده شده در شکل کلی به شرح زیر نوشته می شود:
N = 2 * 2 * ... * 2.
عوامل من
در ریاضیات ، چنین محصولاتی به شکل زیر نوشته می شوند:
N = 2 i
رکورد 2 i به این صورت خوانده می شود: "2 در قدرت i-th".
وظیفه. رئیس قبیله Multi به وزیر خود دستور داد که یک فایل باینری بسازد و تمام اطلاعات مهم را به آن ترجمه کند. اگر الفبای مورد استفاده توسط قبیله چند شامل 16 نویسه باشد ، چه نوع باینری مورد نیاز است؟ تمام ترکیبات کد را بنویسید.
راه حل. از آنجا که الفبای قبیله Multi از 16 کاراکتر تشکیل شده است ، آنها همچنین به 16 ترکیب کد نیاز دارند. در این حالت ، طول (عرض) کد دودویی از نسبت: 16 = 2 i تعیین می شود. بنابراین i = 4.
برای نوشتن همه ترکیب های کد از چهار عدد 0 و 1 ، از مدار در شکل استفاده می کنیم. 1.13: 0000، 0001، 0010، 0011، 0100، 0101، 0110،0111،1000،1001،1010،1011،1100،1101،1110،1111
1.5.3 تنوع در کدگذاری دودویی
در ابتدای این بخش ، آموخته اید که به صورت پیوسته ارائه می شود ، می تواند با استفاده از نمادهای برخی از زبانهای طبیعی یا رسمی بیان شود. به نوبه خود ، شخصیت های یک الفبای دلخواه را می توان به دوتایی تبدیل کرد. بنابراین ، می توان با کمک کد دودویی ، هر کدام را در زبانهای طبیعی و رسمی ، و همچنین تصاویر و صداها نشان داد (شکل 1.14). این به معنای جهانی بودن کدگذاری باینری است.
کدهای دودویی به طور گسترده ای در فناوری رایانه مورد استفاده قرار می گیرند و فقط به دو حالت مدار الکترونیکی نیاز دارند - "روشن" (این مربوط به شماره 1 است) و "خاموش" (که مربوط به عدد 0 است).
سهولت اجرای فنی مزیت اصلی کدگذاری باینری است. نقطه ضعف رمزگذاری باینری طول زیاد کد حاصل است.
1.5.4 کدهای یکنواخت و غیر یکنواخت
بین کدهای یکنواخت و غیر یکنواخت تمایز قائل شوید. کدهای یکنواخت در ترکیب کد شامل تعداد نماد یکسان ، ناهموار - متفاوت است.
در بالا ، ما کدهای دوتایی یکنواخت را بررسی کردیم.
نمونه ای از یک کد ناهموار ، کد مورس است که برای هر حرف و شماره دنباله ای از بوق های کوتاه و بلند را تعریف می کند. بنابراین ، حرف E مربوط به یک سیگنال کوتاه ("نقطه") و حرف Ш - چهار سیگنال طولانی (چهار "خط تیره") است. به دلیل این واقعیت که نمادهایی که اغلب در اطلاعات منتقل شده یافت می شوند دارای کوتاهترین ترکیب کد هستند ، امکان افزایش سرعت انتقال پیام را فراهم می کند.
اطلاعاتی که این نماد می دهد برابر با آنتروپی سیستم است و حداکثر در مواردی است که هر دو حالت به یک اندازه محتمل باشند. در این مورد ، نماد ابتدایی اطلاعات 1 (دو واحد) را منتقل می کند. بنابراین ، اساس کدگذاری مطلوب این خواهد بود که نمادهای ابتدایی در متن کدگذاری شده به طور متوسط به طور مساوی تکرار شوند.
اجازه دهید در اینجا روشی برای ساختن کدی که شرایط گفته شده را برآورده می کند شرح دهیم. این روش به عنوان کد شانون-فانو شناخته می شود. ایده آن این است که کاراکترهای رمزگذاری شده (حروف یا ترکیبی از حروف) به دو گروه تقریباً مساوی تقسیم می شوند: برای گروه اول شخصیت ها ، اولین مکان ترکیب 0 است (اولین کاراکتر شماره دودویی نشان دهنده شخصیت) ؛ برای گروه دوم - 1. علاوه بر این ، هر گروه دوباره به دو زیر گروه تقریباً مساوی تقسیم می شود. برای نمادهای زیرگروه اول ، صفر در رتبه دوم قرار می گیرد. برای زیر گروه دوم - یک و غیره
اجازه دهید اصل ساختن کد Shannon - Feno را بر اساس الفبای روسی نشان دهیم (جدول 18.8.1). بیایید شش حرف اول (از "-" تا "t") را بشماریم. با جمع بندی احتمالات (فرکانس) آنها ، 0.498 دریافت می کنیم. همه حروف دیگر (از "n" تا "sf") تقریباً برابر 502/0 خواهند بود. شش حرف اول (از "-" تا "t") در ابتدا علامت دودویی 0 خواهند داشت. بقیه حروف (از "n" تا "f") در وهله اول 1 خواهند داشت. بعلاوه ، ما دوباره گروه اول را به دو زیر گروه تقریباً به یک اندازه تقسیم می کنیم: از "-" به "o" و از "e" تا "t". برای همه حروف زیرگروه اول در وهله دوم صفر قرار می دهیم و زیرگروه دوم "- یک. این روند ادامه می یابد تا دقیقاً یک حرف در هر زیر گروه وجود داشته باشد ، که توسط یک عدد باینری مشخص کدگذاری می شود. ساخت کد در جدول 18.8.8.2 نشان داده شده است و خود کد در جدول 18.8.3 نشان داده شده است.
جدول 18.8.2.
|
علائم دودویی |
|||||||||
جدول 18.8.3
با استفاده از جدول 18.8.3 ، می توانید هر پیامی را رمزگذاری و رمزگشایی کنید.
به عنوان مثال ، بیایید عبارت کد دوتایی را بنویسیم: "نظریه اطلاعات"
01110100001101000110110110000
0110100011111111100110100
1100001011111110101100110
توجه داشته باشید که نیازی به جدا کردن حروف از یکدیگر با یک علامت خاص نیست ، زیرا رمزگشایی حتی بدون این نیز بدون ابهام انجام می شود. این را می توان با رمزگشایی عبارت زیر با استفاده از جدول 18.8.2 تأیید کرد:
10011100110011001001111010000
1011100111001001101010000110101
010110000110110110
("روش کدگذاری").
با این حال ، باید توجه داشت که هرگونه خطای کدگذاری (اشتباه تصادفی علائم 0 و 1) با چنین کدی کشنده است ، زیرا رمزگشایی کل متن به دنبال خطا غیرممکن می شود. بنابراین ، این اصل برنامه نویسی تنها در مواردی توصیه می شود که خطاهای هنگام کدگذاری و انتقال پیام عملاً حذف شود.
یک س naturalال طبیعی پیش می آید: آیا کدی که در غیاب خطا گردآوری کرده ایم واقعاً مطلوب است؟ برای پاسخ به این س letال ، اجازه دهید اطلاعات متوسط هر نماد ابتدایی (0 یا 1) را بیابیم و آن را با حداکثر اطلاعات ممکن مقایسه کنیم که برابر با یک دودویی است. برای انجام این کار ، ابتدا اطلاعات متوسط موجود در یک حرف از متن منتقل شده ، یعنی آنتروپی در هر حرف را پیدا می کنیم:
,
این احتمال وجود دارد که حرف حالت خاصی داشته باشد ("-" ، o ، e ، a ، ... ، f).
از روی میز 18.8.1 داریم
(دو واحد در هر حرف متن).
با توجه به جدول 18.8.2 ، ما تعداد متوسط کاراکترهای ابتدایی را در هر حرف تعیین می کنیم
با تقسیم آنتروپی بر اطلاعات ، اطلاعات را با یک نماد ابتدایی بدست می آوریم
(دو واحد)
بنابراین ، اطلاعات هر کاراکتر بسیار نزدیک به حد بالای 1 است و کدی که ما انتخاب کرده ایم بسیار نزدیک به کد مطلوب است. ماندن در محدوده وظیفه املا چیزی بهتر از آن نیست.
توجه داشته باشید که در مورد کدگذاری فقط تعداد دودویی حروف ، تصویر هر حرف را در پنج کاراکتر دوتایی داریم و اطلاعات هر کاراکتر
(دو واحد) ،
یعنی به طور قابل ملاحظه ای کمتر از کدگذاری مطلوب حروف.
با این حال ، باید توجه داشت که کد نویسی به هیچ وجه مقرون به صرفه نیست. واقعیت این است که همیشه بین حروف مجاور هر متن معنی دار وابستگی وجود دارد. به عنوان مثال ، پس از مصوت در روسی ، نمی توان "ъ" یا "ь" وجود داشت. پس از سیبیلنت ها ، "من" یا "u" نمی توانند ایستادگی کنند. پس از چندین صامت متوالی ، احتمال صدادار افزایش می یابد و غیره
ما می دانیم که وقتی سیستم های وابسته با هم ترکیب شوند ، کل آنتروپی کمتر از مجموع آنتروپی های سیستم های جداگانه است. بنابراین ، اطلاعات منتقل شده توسط قطعه ای از متن متصل همیشه کمتر از اطلاعات یک کاراکتر ضرب در تعداد کاراکترها است. با در نظر گرفتن این شرایط ، اگر نه هر حرف را جداگانه ، بلکه کل "بلوک" حروف را رمزگذاری کنید ، می توانید یک کد اقتصادی تر تهیه کنید. به عنوان مثال ، در متن روسی منطقی است که برخی از حروف متداول مانند "tsya" ، "aet" ، "nie" و غیره را به طور کلی رمزگذاری کنیم. بلوک های کد شده به ترتیب نزولی فرکانس ها مانند حروف مرتب شده اند. در جدول 18.8.1 ، و کدگذاری باینری نیز به همین ترتیب انجام می شود.
در برخی موارد ، منطقی به نظر می رسد که حتی بلوک های حروف ، بلکه کل تکه های متن معنی دار را رمزگذاری کنیم. به عنوان مثال ، برای تخلیه تلگراف در روزهای تعطیل ، توصیه می شود متون استاندارد کامل را با اعداد مشروط کدگذاری کنید ، مانند:
سال نو مبارک برای شما آرزوی سلامتی و موفقیت در کار شما دارم. "
بدون توجه به روشهای کدگذاری بلوک ، ما خود را محدود به تدوین قضیه مربوط به شانون می کنیم.
اجازه دهید یک منبع اطلاعات و یک گیرنده با یک کانال ارتباطی متصل شوند (شکل 18.8.1).
بهره وری منبع اطلاعات مشخص است ، یعنی میانگین تعداد واحد اطلاعات دوتایی که از منبع در واحد زمان به دست می آید (از نظر عددی ، برابر است با متوسط آنتروپی پیام تولید شده توسط منابع در واحد زمان). اجازه دهید ، علاوه بر این ، شناخته شده است توانکانال ، یعنی حداکثر مقدار اطلاعات (به عنوان مثال ، کاراکترهای دودویی 0 یا 1) که کانال می تواند در همان واحد زمان منتقل کند. این س arال مطرح می شود: پهنای باند کانال چقدر باید باشد تا بتواند وظیفه خود را "کنار بیاورد" ، یعنی اطلاعات از منبع به گیرنده بدون تاخیر برسد؟
پاسخ این س byال را اولین قضیه شانون می دهد. اجازه دهید در اینجا آن را بدون مدرک بیان کنیم.
قضیه اول شانون
اگر پهنای باند کانال ارتباطی بیشتر از آنتروپی منبع اطلاعات در واحد زمان باشد
همیشه می توان یک پیام را به اندازه کافی رمزگذاری کرد تا بتوان آن را بدون تأخیر از طریق کانال ارتباطی منتقل کرد. اگر برعکس ،
سپس انتقال اطلاعات بدون تأخیر غیرممکن است.
آریاباتا
سیریلیک
یونانی
اتیوپیایی
یهودی
آکشارا سانخیا
مصری
اتروسک
رومی
دانوب
کیپو
مایان
اژه ای
نمادهای KPPU
سیستم اعداد دودویی- سیستم عددی موقعیتی با پایه 2. به دلیل اجرای مستقیم آن در مدارهای الکترونیکی دیجیتالی بر روی دروازه های منطقی ، سیستم دودویی تقریباً در همه رایانه های مدرن و سایر دستگاه های الکترونیکی محاسباتی استفاده می شود.
نماد دوتایی اعداد
در سیستم دودویی ، اعداد با دو کاراکتر نوشته می شوند ( 0 و 1 ) برای اینکه اشتباه نشود که در کدام سیستم عددی نوشته شده است ، یک نشانگر در پایین سمت راست ارائه می شود. به عنوان مثال ، یک عدد اعشاری 5 10 ، به صورت دودویی 101 2 ... گاهی اوقات یک عدد دودویی با پیشوند نشان داده می شود 0bیا نماد & (آمپر ساند)، مثلا 0b101یا به ترتیب &101 .
در سیستم اعداد دوتایی (مانند سایر سیستم های اعدادی غیر از اعشاری) ، کاراکترها یک به یک خوانده می شوند. به عنوان مثال ، عدد 101 2 "یک صفر یک" تلفظ می شود.
اعداد صحیح
یک عدد طبیعی که به صورت دودویی به صورت نوشته شده است (a n - 1 a n - 2… a 1 a 0) 2 (\ displaystyle (a_ (n -1) a_ (n -2) \ dots a_ (1) a_ (0)) _ (2))، معنی دارد:
(an - 1 an - 2… a 1 a 0) 2 = ∑ k = 0 n - 1 ak 2 k، (\ displaystyle (a_ (n -1) a_ (n -2) \ نقاط a_ (1) a_ ( 0)) _ (2) = \ sum _ (k = 0) ^ (n-1) a_ (k) 2 ^ (k) ،)اعداد منفی
اعداد دوتایی منفی به همان صورت اعداد اعشاری نشان داده می شوند: علامت "-" در مقابل عدد. یعنی یک عدد صحیح دودویی منفی (- a n- 1 a n- 2… a 1 a 0) 2 (\ displaystyle (-a_ (n-1) a_ (n-2) \ نقاط a_ (1) a_ (0)) _ (2))، دارای ارزش:
( - a n - 1 a n - 2… a 1 a 0) 2 = - ∑ k = 0 n - 1 a k 2 k. (\ displaystyle (-a_ (n-1) a_ (n-2) \ نقاط a_ (1) a_ (0)) _ (2) =-\ sum _ (k = 0) ^ (n-1) a_ ( k) 2 ^ (k).)کد اضافی
اعداد کسری
یک عدد کسری که به صورت دودویی به صورت نوشته شده است (an - 1 an - 2… a 1 a 0، a - 1 a - 2… a - (m - 1) a - m) 2 (\ displaystyle (a_ (n -1) a_ (n -2) \ نقاط a_ (1) a_ (0)، a _ (- 1) a _ (- 2) \ نقاط a _ (- (m-1)) a _ (-- m)) _ (2))، دارای ارزش:
(an - 1 an - 2… a 1 a 0، a - 1 a - 2… a - (m - 1) a - m) 2 = ∑ k = - mn - 1 ak 2 k، (\ displaystyle (a_ ( n-1) a_ (n-2) \ نقاط a_ (1) a_ (0)، a _ (- 1) a _ (- 2) \ نقاط a _ (- (m-1)) a _ (- m )) _ (2) = \ sum _ (k = -m) ^ (n -1) a_ (k) 2 ^ (k) ،)
جمع ، تفریق و ضرب اعداد دوتایی
جدول اضافی
مثال افزودن "ستون" (بیان اعشاری 14 10 + 5 10 = 19 10 اینچ دودوییبه نظر می رسد 1110 2 + 101 2 = 10011 2):
یک مثال از ضرب "ستون" (بیان اعشاری 14 10 * 5 10 = 70 10 به صورت دوتایی شبیه 1110 2 * 101 2 = 1000 110 2):
با شروع عدد 1 ، همه اعداد در دو ضرب می شوند. نقطه بعد از 1 را نقطه دودویی می نامند.
تبدیل اعداد دودویی به اعشاری
فرض کنید یک عدد دودویی داده شده است 110001 2 ... برای تبدیل به اعشار ، آن را به صورت یک رقم به صورت زیر بنویسید:
1 * 2 5 + 1 * 2 4 + 0 * 2 3 + 0 * 2 2 + 0 * 2 1 + 1 * 2 0 = 49
یک چیز کمی متفاوت است:
1 * 32 + 1 * 16 + 0 * 8 + 0 * 4 + 0 * 2 + 1 * 1 = 49
می توانید آن را به صورت جدول به شرح زیر بنویسید:
| 512 | 256 | 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||
| +32 | +16 | +0 | +0 | +0 | +1 |
از راست به چپ حرکت کنید. در زیر هر واحد دودویی ، معادل آن را در خط زیر بنویسید. اعداد اعشاری به دست آمده را جمع کنید. بنابراین ، عدد دودویی 110001 2 معادل اعشار 49 10 است.
تبدیل اعداد دوتایی کسری به اعشاری
نیاز به ترجمه شماره است 1011010,101 2 به سیستم اعشاری بیایید این عدد را به صورت زیر بنویسیم:
1 * 2 6 + 0 * 2 5 + 1 * 2 4 + 1 * 2 3 + 0 * 2 2 + 1 * 2 1 + 0 * 2 0 + 1 * 2 −1 + 0 * 2 −2 + 1 * 2 −3 = 90,625
یک چیز کمی متفاوت است:
1 * 64 + 0 * 32 + 1 * 16 + 1 * 8 + 0 * 4 + 1 * 2 + 0 * 1 + 1 * 0,5 + 0 * 0,25 + 1 * 0,125 = 90,625
یا مطابق جدول:
| 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | 0.5 | 0.25 | 0.125 | |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | , | 1 | 0 | 1 |
| +64 | +0 | +16 | +8 | +0 | +2 | +0 | +0.5 | +0 | +0.125 |
تحول هورنر
برای تبدیل اعداد از سیستم دودویی به سیستم اعشاری با استفاده از این روش ، لازم است که اعداد را از چپ به راست جمع کرده و نتیجه قبلی را در پایه سیستم ضرب کنید (در این مورد 2). روش هورنر معمولاً برای تبدیل از دودویی به اعشاری استفاده می شود. عملیات معکوس دشوار است ، زیرا به مهارت های اضافی و ضرب در سیستم اعداد دودویی نیاز دارد.
به عنوان مثال ، عدد دودویی 1011011 2 به صورت اعشاری به این صورت ترجمه می شود:
0*2 + 1 = 1
1*2 + 0 = 2
2*2 + 1 = 5
5*2 + 1 = 11
11*2 + 0 = 22
22*2 + 1 = 45
45*2 + 1 = 91
یعنی در سیستم اعشاری این عدد 91 نوشته می شود.
ترجمه بخش کسری اعداد به روش هورنر
اعداد از عدد از راست به چپ گرفته شده و بر اساس سیستم اعداد تقسیم می شوند (2).
مثلا 0,1101 2
(0 + 1 )/2 = 0,5
(0,5 + 0 )/2 = 0,25
(0,25 + 1 )/2 = 0,625
(0,625 + 1 )/2 = 0,8125
پاسخ: 0.1101 2 = 0.8125 10
تبدیل اعداد اعشاری به دودویی
فرض کنید باید عدد 19 را به باینری تبدیل کنیم. می توانید از روش زیر استفاده کنید:
19/2 = 9 باقیمانده 1
9/2 = 4 باقیمانده 1
4/2 = 2 بدون باقیمانده 0
2/2 = 1 بدون باقیمانده 0
1/2 = 0 باقیمانده 1
بنابراین ، هر ضریب را بر 2 تقسیم می کنیم و بقیه را تا انتهای نماد دودویی می نویسیم. تقسیم را ادامه می دهیم تا اینکه ضریب 0 شود. نتیجه را از راست به چپ بنویسید. یعنی رقم پایینی (1) سمت چپ خواهد بود و به همین ترتیب. در نتیجه ، عدد 19 را با نماد دوتایی بدست می آوریم: 10011 .
تبدیل اعداد اعشاری کسری به دوتایی
اگر در عدد اصلی یک قسمت صحیح وجود داشته باشد ، آن را جداگانه از قسمت کسری تبدیل می کند. تبدیل یک عدد کسری از سیستم اعداد اعشاری به دودویی طبق الگوریتم زیر انجام می شود:
- کسر در پایه سیستم عدد دودویی ضرب می شود (2).
- در محصول حاصله ، قسمت صحیح مشخص می شود ، که به عنوان مهمترین بیت عدد در سیستم اعداد باینری در نظر گرفته می شود.
- الگوریتم در صورتی خاتمه می یابد که بخش کسری از محصول حاصل برابر صفر باشد یا دقت محاسباتی مورد نیاز به دست آید. در غیر این صورت ، محاسبات بر روی بخش کسری از محصول ادامه می یابد.
مثال: می خواهید یک عدد اعشاری کسری را ترجمه کنید 206,116 به کسری دوتایی
ترجمه کل قسمت با توجه به الگوریتم های توضیح داده شده قبلی 206 10 = 11001110 2 می دهد. بخش کسری 0.116 در پایه 2 ضرب می شود و کل قسمتهای محصول را در رقم بعد از اعشار اعشاری از عدد کسری دوتایی مورد جستجو قرار می دهد:
0,116 2 = 0 ,232
0,232 2 = 0 ,464
0,464 2 = 0 ,928
0,928 2 = 1 ,856
0,856 2 = 1 ,712
0,712 2 = 1 ,424
0,424 2 = 0 ,848
0,848 2 = 1 ,696
0,696 2 = 1 ,392
0,392 2 = 0 ,784
و غیره.
بنابراین ، 0.116 10 ≈ 0 ، 0001110110 2
ما دریافت می کنیم: 206.116 10 ≈ 11001110.0001110110 2
برنامه های کاربردی
در دستگاه های دیجیتال
سیستم دودویی در دستگاه های دیجیتال استفاده می شود ، زیرا ساده ترین آن است و الزامات زیر را برآورده می کند:
- هرچه مقادیر کمتری در سیستم وجود داشته باشد ، ساخت عناصر فردی که با این مقادیر کار می کنند آسان تر است. به طور خاص ، دو رقم سیستم عدد دودویی را می توان به راحتی با بسیاری از پدیده های فیزیکی نشان داد: یک جریان وجود دارد (جریان بیشتر از مقدار آستانه است) - هیچ جریانی وجود ندارد (جریان کمتر از مقدار آستانه است) ، القاء میدان مغناطیسیبیشتر از مقدار آستانه یا نه (القای میدان مغناطیسی کمتر از مقدار آستانه است) و غیره
- هرچه تعداد حالات یک عنصر کمتر باشد ، ایمنی سر و صدا بیشتر است و می تواند سریعتر کار کند. به عنوان مثال ، برای کدگذاری سه حالت از طریق ولتاژ ، جریان یا القای میدان مغناطیسی ، باید دو حالت وارد کنید مقادیر آستانهو دو مقایسه کننده ،
V محاسبهنوشتن اعداد دوتایی منفی در مکمل دو به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ، عدد 10 5 10 را می توان به عنوان 1101 2 نوشت اما به عنوان 2 در یک رایانه 32 بیتی ذخیره می شود.
در سیستم اقدامات انگلیسی
به طور سنتی ، هنگام تعیین ابعاد خطی در اینچ ، از کسرهای دوتایی استفاده می شود ، نه اعشاری ، به عنوان مثال: 5 ¾ ″ ، 7 15/16 ″ ، 3 11/32 3 و غیره.
کلیات
سیستم عدد دودویی ترکیبی از یک سیستم کدگذاری دودویی و یک تابع وزن نمایی با پایه برابر 2 است. لازم به ذکر است که یک عدد را می توان با کد دودویی نوشت ، و سیستم اعداد در این مورد ممکن است دوتایی نباشد ، اما با پایه ای متفاوت مثال: رمزگذاری BCD ، که در آن ارقام اعشاری به صورت دودویی نوشته می شوند و سیستم اعداد اعشاری است.
تاریخ
- مجموعه کاملی از 8 مثلث و 64 شش ضلعی ، آنالوگ اعداد 3 بیتی و 6 بیتی ، در چین باستان در متون کلاسیک کتاب تغییرات شناخته شده بود. ترتیب شش ضلعی در کتاب تغییرات، مطابق با مقادیر ارقام دوتایی مربوطه (از 0 تا 63) ، و روش بدست آوردن آنها توسط دانشمند و فیلسوف چینی Shao Yun در قرن 11 توسعه داده شد. با این حال ، هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد شائو یونگ با مرتب سازی چندتایی دو شخصیتی به ترتیب واژه شناسی ، قوانین حساب دوتایی را درک کرده است.
- مجموعه ها ، که ترکیبی از اعداد دوتایی هستند ، توسط آفریقایی ها در پیشگویی های سنتی (مانند Ifa) همراه با ژئومنسی قرون وسطایی مورد استفاده قرار گرفت.
- در سال 1854 ، ریاضیدان انگلیسی جورج بول یک اثر برجسته را منتشر کرد که سیستم های جبری را در منطق به کار می برد ، که اکنون به جبر بولی یا جبر منطق معروف است. حساب منطقی او قرار بود نقش مهمی در توسعه مدارهای الکترونیکی دیجیتال مدرن ایفا کند.
- در سال 1937 ، کلود شانون تز دکترای خود را برای دفاع ارائه کرد تجزیه و تحلیل نمادین مدارهای رله و سوئیچینگکه در آن جبر بولی و حساب دوتایی در ارتباط با رله ها و کلیدهای الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفت. همه فن آوری های دیجیتال مدرن اساساً بر اساس پایان نامه شانون است.
- در نوامبر 1937 ، جورج استیبیتز ، که بعداً در آزمایشگاه بل کار می کرد ، یک کامپیوتر مدل K را بر اساس رله ایجاد کرد. ک itchen ”، آشپزخانه ای که در آن مونتاژ انجام شد) ، که علاوه بر دوتایی انجام می شود. در اواخر سال 1938 ، آزمایشگاه های بل یک برنامه تحقیقاتی را به رهبری استیبیتز راه اندازی کردند. رایانه ای که تحت رهبری وی ایجاد شد و در 8 ژانویه 1940 تکمیل شد ، قادر به انجام عملیات با اعداد مختلط بود. استیبیتز در تظاهرات در کنفرانس انجمن ریاضی آمریکا در کالج دارتموث در 11 سپتامبر 1940 ، توانایی ارسال دستورات به یک ماشین حساب اعداد مختلط از راه دور را با استفاده از خط تلفنبا استفاده از دستگاه تله تایپ این اولین تلاش برای استفاده از رایانه از راه دور از طریق خط تلفن بود. از جمله شرکت کنندگان در کنفرانس که شاهد تظاهرات بودند جان فون نویمان ، جان ماچلی و نوربرت وینر بودند که بعداً در خاطرات خود در مورد آن نوشتند.
همچنین ببینید
یادداشت ها (ویرایش)
- پوپووا اولگا ولادیمیرونا. آموزش علوم کامپیوتر (نامشخص) .
کد باینری عبارت است از متن ، دستورالعمل پردازنده رایانه یا سایر داده ها با استفاده از هر سیستم دو کاراکتری. بیشتر اوقات یک سیستم 0 و 1 است. به هر کاراکتر و دستورالعمل یک الگوی دو رقمی (بیت) اختصاص می دهد. به عنوان مثال ، یک رشته باینری هشت بیتی می تواند هر یک از 256 مقدار ممکن را نشان دهد و بنابراین می تواند بسیاری از عناصر مختلف را تولید کند. بررسی کد دودویی جامعه حرفه ای برنامه نویسان جهان نشان می دهد که این اساس حرفه و قانون اصلی عملکرد است سیستم های محاسباتیو دستگاه های الکترونیکی
رمزگشایی کد باینری
در محاسبات و ارتباطات از راه دور ، از کدهای دودویی برای روشهای مختلف کدگذاری کاراکترهای داده در رشته های بیتی استفاده می شود. این روشها می توانند از رشته های با عرض ثابت یا متغیر استفاده کنند. مجموعه های کاراکتر و رمزگذاری زیادی برای ترجمه به باینری وجود دارد. در کد با عرض ثابت ، هر حرف ، شماره یا کاراکتر دیگر با یک رشته بیت به همان طول نشان داده می شود. این رشته بیت ، که به عنوان یک عدد دودویی تفسیر می شود ، معمولاً در جداول کد با نماد هشت ضلعی ، اعشاری یا هگزادسیمال نمایش داده می شود.
رمزگشایی کد باینری: یک رشته بیت که به عنوان یک عدد دودویی تفسیر می شود ، می تواند به یک عدد اعشاری تبدیل شود. به عنوان مثال ، حرف کوچک a ، اگر با رشته بیت 01100001 نشان داده شود (مانند کد ASCII استاندارد) ، همچنین می تواند به صورت اعشاری 97 نشان داده شود. ترجمه یک کد دودویی به متن همان روش است ، فقط به ترتیب معکوس.
چگونه کار می کند
کد باینری از چه چیزی تشکیل شده است؟ کدی که در رایانه های دیجیتالی استفاده می شود بر اساس آن تنها دو حالت ممکن وجود دارد: on. و خاموش ، معمولاً با صفر و یک نشان داده می شود. اگر در سیستم اعشاری که از 10 رقم استفاده می کند ، هر موقعیت مضرب 10 (100 ، 1000 و غیره) است ، در سیستم دوتایی ، هر موقعیت دیجیتالی مضرب 2 است (4 ، 8 ، 16 و غیره). ) سیگنال کد دودویی مجموعه ای از تکانه های الکتریکی است که نشان دهنده اعداد ، نمادها و عملیات مورد نیاز است.
دستگاهی به نام ساعت ، پالس های معمولی را ارسال می کند و اجزایی مانند ترانزیستورها (1) یا (0) را خاموش می کنند تا پالس ها را منتقل یا مسدود کنند. در باینری ، هر عدد اعشاری (0-9) با مجموعه ای از چهار رقم یا بیت دوتایی نشان داده می شود. چهار عملكرد حسابی اساسی (جمع ، تفریق ، ضرب و تقسیم) را می توان به تركیب عملیات اصلی جبری بولی بر روی اعداد دوتایی تقلیل داد.
کمی در نظریه ارتباطات و اطلاعات یک واحد داده معادل انتخاب بین دو گزینه ممکن در سیستم اعداد دودویی است که معمولاً در رایانه های دیجیتال استفاده می شود.
بررسی کد دودویی
ماهیت کد و داده ها بخشی اساسی از دنیای اساسی فناوری اطلاعات است. این ابزار توسط متخصصان فناوری اطلاعات جهان "پشت صحنه" استفاده می شود - برنامه نویسان که تخصص آنها از توجه یک کاربر معمولی پنهان است. بازخورد توسعه دهندگان در مورد کد دودویی نشان می دهد که این منطقه نیاز به یادگیری عمیق دارد. مبانی ریاضیو تمرین گسترده در زمینه تجزیه و تحلیل ریاضی و برنامه نویسی.
کد دودویی ساده ترین شکل کد رایانه یا داده های برنامه نویسی است. به طور کامل توسط سیستم دوتایی اعداد نشان داده شده است. طبق بررسی های کد باینری ، اغلب با کد ماشین همراه است ، زیرا مجموعه های دودویی می توانند ترکیب شوند تا شکل بگیرند کد منبعکه توسط رایانه یا سخت افزار دیگر تفسیر می شود. این تا حدی درست است. از مجموعه ای از ارقام دوتایی برای ایجاد دستورالعمل استفاده می کند.
همراه با ابتدایی ترین شکل کد ، یک باینری نیز کوچکترین حجم داده ای است که در تمام سیستم های پیچیده سخت افزاری و نرم افزاری پیچیده که منابع و دارایی های داده امروزی را اداره می کند ، جریان می یابد. کوچکترین مقدار داده را بیت می نامند. رشته های بیت فعلی تبدیل به کد یا داده هایی می شوند که توسط کامپیوتر تفسیر می شوند.
عدد دودویی
در ریاضیات و الکترونیک دیجیتال ، یک عدد دودویی عددی است که به صورت پایه 2 یا دوتایی بیان می شود سیستم دیجیتالکه فقط از دو کاراکتر استفاده می کند: 0 (صفر) و 1 (یک).
سیستم عدد پایه 2 یک نماد موقعیتی با شعاع 2 است. هر رقم به عنوان یک بیت نامیده می شود. به دلیل اجرای ساده آن در دیجیتال مدارهای الکترونیکیبا استفاده از قوانین منطقی ، سیستم دودویی تقریباً در همه رایانه ها و دستگاه های الکترونیکی مدرن استفاده می شود.
تاریخ
سیستم دوتایی مدرن اعداد به عنوان مبنایی برای کد دودویی توسط گوتفرید لایب نیتس در سال 1679 اختراع شد و در مقاله خود "توضیح حساب دودویی" ارائه شد. اعداد دودویی در الهیات لایب نیتس مرکزی بودند. او معتقد بود که اعداد دوتایی نماد ایده مسیحیان خلاقیت ex nihilo یا خلق از هیچ است. لایب نیتس سعی کرد سیستمی را بیابد که گزاره های شفاهی منطق را به داده های محض ریاضی تبدیل کند.
سیستم های دودویی پیش از لایب نیتس نیز در جهان باستان وجود داشته است. یک مثال ، سیستم دودویی چینی I Ching است ، جایی که متن برای پیش بینی بر اساس دوگانگی یین و یانگ است. در آسیا و آفریقا ، از درام های شکاف دار با صدای دوتایی برای رمزگذاری پیام ها استفاده می شد. محقق هندی پینگالا (حدود قرن 5 قبل از میلاد) یک سیستم دودویی برای توصیف عروضی در Chandashutrem خود ایجاد کرد.
ساکنان جزیره Mangareva در پلینزی فرانسه تا سال 1450 از یک سیستم اعشاری دوتایی-اعشاری استفاده می کردند. در قرن یازدهم ، دانشمند و فیلسوف شاو یونگ روشی را برای سازماندهی شش ضلعی ایجاد کرد که مطابق با دنباله 0 تا 63 است ، همانطور که در قالب دودویی نشان داده شده است ، با یین برابر 0 ، یانگ برابر 1. در بلوک های عناصر انتخاب شده از مجموعه دو عنصر.
زمان جدید
در سال 1605 ، او در مورد سیستمی صحبت کرد که در آن حروف الفبا را می توان به دنباله های ارقام دوتایی تبدیل کرد ، که می تواند بعنوان تغییرات ظریف حروف در هر کدگذاری کدگذاری شود. متن تصادفی... ذکر این نکته ضروری است که این فرانسیس بیکن بود که اضافه کرد نظریه عمومیمشاهده کدگذاری دودویی که می توان از این روش با هر شی استفاده کرد.
یکی دیگر از ریاضیدانان و فیلسوفان به نام جورج بول مقاله ای را در سال 1847 با عنوان "تجزیه و تحلیل ریاضی منطق" منتشر کرد که در آن سیستم جبری منطق که امروزه به عنوان جبر بولی شناخته می شود ، توصیف می شود. این سیستم بر اساس یک رویکرد دوتایی بود که شامل سه عملیات اصلی AND ، OR و NOT بود. این سیستم تا زمانی که یک دانشجوی کارشناسی ارشد در MIT به نام کلود شانون متوجه نشد که جبر بولی که او مطالعه کرده است شبیه یک مدار الکتریکی است ، مورد استفاده قرار نگرفت.
شانون در سال 1937 پایان نامه ای نوشت که نتایج مهمی به دست آورد. پایان نامه شانون نقطه شروع استفاده از کد دودویی در برنامه های کاربردی مانند کامپیوتر و مدارهای الکتریکی شد.
اشکال دیگر کد دودویی
رشته بیت تنها نوع کد باینری نیست. یک سیستم دودویی به عنوان یک کل عبارت است از هر سیستمی که فقط به دو گزینه اجازه می دهد ، مانند سوئیچ کردن سیستم الکترونیکییا یک آزمایش ساده درست یا غلط.
بریل نوعی کد دودویی است که معمولاً افراد نابینا برای خواندن و نوشتن با لمس از آن استفاده می کنند و به خاطر خالق آن لوئیس بریل نامگذاری شده است. این سیستم شامل شبکه هایی از هر شش نقطه ، سه ستون است که در هر نقطه دو حالت وجود دارد: بالا یا عمیق. ترکیبات مختلف نقاط می توانند همه حروف ، اعداد و علائم نگارشی را نشان دهند.
آمریکایی کد استانداردبرای تبادل اطلاعات (ASCII) از یک کد باینری 7 بیتی برای نشان دادن متن و سایر کاراکترها در رایانه ها ، تجهیزات ارتباطی و سایر دستگاه ها استفاده می کند. به هر حرف یا نماد یک عدد از 0 تا 127 اختصاص داده می شود.
Binary Coded Decimal Value یا BCD یک نمایش کد دوتایی از مقادیر صحیح است که از یک نمودار 4 بیتی برای کدگذاری رقم های اعشاری استفاده می کند. چهار بیت دودویی می توانند تا 16 مقدار مختلف را رمزگذاری کنند.
در اعداد کدگذاری شده با BCD ، فقط ده مقدار اول در هر نوک معتبر است و ارقام اعشاری را از صفر تا نه رمزگذاری می کند. شش مقدار دیگر معتبر نیستند و بسته به اجرای رایانه BCD توسط رایانه ، می توانند باعث استثنا یا رفتار نامشخص شوند.
در برنامه های تجاری و مالی که رفتار گرد کردن اعداد مختلط نامطلوب است ، گاهی حساب BCD بر قالب های شماره شناور ترجیح داده می شود.
کاربرد
اکثریت کامپیوترهای مدرنبرای دستورالعمل ها و داده ها از یک برنامه کد دودویی استفاده کنید. سی دی ها ، دی وی دی ها و دیسک های Blu-ray صوت و تصویر را به صورت دودویی نشان می دهند. تماس های تلفنیبه صورت دیجیتالی در شبکه های تلفن همراه و راه دور منتقل می شود اتصال تلفنبا استفاده از مدولاسیون کد پالس و صدا از طریق شبکه های IP.
بیایید بفهمیم چگونه همه یکسان هستند ترجمه متون به کد دیجیتال؟ به هر حال ، در سایت ما می توانید با استفاده از ماشین حساب کد آنلاین ، هر متن را به کد اعشاری ، هگزا دسیمال ، تبدیل کنید.
رمزگذاری متن
طبق نظریه رایانه ، هر متنی از شخصیت های جداگانه تشکیل شده است. این نمادها عبارتند از: حروف ، اعداد ، علائم نگارشی کوچک ، نویسه های خاص ("" ، شماره ، () ، و غیره) ، همچنین شامل فاصله بین کلمات می شوند.
پایگاه دانش لازم. مجموعه نمادهایی که با آنها متن می نویسم ALFHABET نامیده می شود.
تعداد نویسه های الفبا نشان دهنده اصلی بودن آن است.
مقدار اطلاعات را می توان با فرمول تعیین کرد: N = 2b
- N - همان اصل (مجموعه ای از نمادها) ،
- ب - بیت (وزن شخصیت گرفته شده).
الفبا ، که 256 خواهد بود ، می تواند تقریباً تمام نویسه های لازم را در خود داشته باشد. چنین الفبایی را کافی می نامند.
اگر الفبایی با ظرفیت 256 بگیریم و در نظر داشته باشیم که 256 = 28 است
- 8 بیت همیشه 1 بایت نامیده می شود:
- 1 بایت = 8 بیت
اگر هر کاراکتر را به کد دودویی ترجمه کنید ، این کد متنی رایانه 1 بایت طول می کشد.
اطلاعات متنی چگونه می توانند در حافظه کامپیوتر ظاهر شوند؟
هر متنی روی صفحه کلید تایپ می شود ، روی کلیدهای صفحه کلید ، ما شخصیت های آشنا برای ما (اعداد ، حروف و غیره) را می بینیم. آنها RAM کامپیوتر را فقط در قالب یک کد باینری وارد می کنند. کد دودویی هر کاراکتر شبیه یک عدد هشت رقمی است ، برای مثال 00111111.
از آنجا که یک بایت کوچکترین ذره حافظه قابل آدرس دهی است و حافظه به هر کاراکتر به طور جداگانه خطاب می شود - راحتی چنین رمزگذاری واضح است. با این حال ، 256 نویسه برای اطلاعات کاراکتر یک عدد بسیار مناسب است.
به طور طبیعی ، این س arال مطرح شد: دقیقاً چه چیزی کد هشت بیتیمتعلق به هر شخصیت است؟ و چگونه می توان متن را به کد دیجیتال ترجمه کرد؟
این فرایند مشروط است و ما حق داریم با روش های مختلف روبرو شویم روشهای رمزگذاری کاراکترها... هر کاراکتر الفبا دارای شماره مخصوص خود از 0 تا 255 است. و به هر شماره کد 00000000 تا 11111111 اختصاص داده می شود.
جدول رمزگذاری "ورق تقلب" است که در آن نویسه های الفبا مطابق با شماره ترتیبی نشان داده شده است. برای انواع متفاوترایانه ها از جداول مختلفی برای کدگذاری استفاده می کنند.
ASCII (یا Aski) به استاندارد بین المللی رایانه های شخصی تبدیل شده است. میز دو قسمت دارد.
نیمه اول برای جدول ASCII است. (این نیمه اول بود که استاندارد شد.)
مطابقت با ترتیب واژه شناسی ، یعنی در جدول حروف (کوچک و بزرگ) به ترتیب حروف الفبا مشخص شده و اعداد به ترتیب صعودی ، اصل کدگذاری متوالی الفبا نامیده می شود.
برای الفبای روسی نیز آنها رعایت می کنند اصل کدگذاری متوالی.
در حال حاضر ، در زمان ما ، آنها از کل استفاده می کنند پنج سیستم رمزگذاریالفبای روسی (KOI8-R ، Windows. MS-DOS ، Macintosh و ISO). به دلیل تعداد سیستم های رمزگذاری و عدم وجود یک استاندارد ، سوء تفاهم ها اغلب با انتقال متن روسی به فرم رایانه ای آن ایجاد می شود.
یکی از اولین ها استانداردهای کدگذاری الفبای روسیو در کامپیوترهای شخصی KOI8 ("کد تبادل اطلاعات ، 8 بیتی") را در نظر بگیرید. این رمزگذاری در اواسط دهه هفتاد در مجموعه ای از رایانه های ES مورد استفاده قرار گرفت و از اواسط دهه هشتاد ، استفاده از آن در اولین سیستم عامل های یونیکس به زبان روسی آغاز شد.
از ابتدای دهه نود ، زمانی که سیستم عامل MS DOS تحت سلطه بود ، سیستم کدگذاری CP866 ظاهر شد ("CP" مخفف "صفحه کد").
شرکت های کامپیوتری غول پیکر APPLE ، با سیستم مبتکرانه ای که تحت آن (Mac OS) کار می کردند ، شروع به استفاده از سیستم خود برای کدگذاری الفبای MAC کردند.
سازمان بین المللی استاندارد (سازمان استاندارد بین المللی ، ISO) استاندارد دیگری را برای زبان روسی تعیین می کند سیستم کدگذاری حروف الفبا ISO 8859-5 نامیده می شود.
و رایج ترین ، امروزه ، سیستم کدگذاری الفبا ، در اختراع شد ویندوز مایکروسافت، و CP1251 نامیده می شود.
از نیمه دوم دهه نود ، مشکل استاندارد ترجمه متن به کد دیجیتال برای زبان روسی و نه تنها با معرفی استاندارد سیستم به نام یونیکد حل شده است. کدگذاری شانزده بیتی را نشان می دهد ، به این معنی که دقیقاً دو بایت برای هر کاراکتر اختصاص داده شده است. حافظه دسترسی تصادفی... البته با این رمزگذاری ، هزینه های حافظه دو برابر می شود. با این حال ، چنین سیستم کدگذاری امکان ترجمه به کد الکترونیکیحداکثر 65536 کاراکتر
ویژگی سیستم استاندارد یونیکد شامل هر الفبایی است ، موجود ، منقرض شده ، اختراع شده. در نهایت ، مطلقاً هر الفبایی ، علاوه بر سیستم یونیکد ، شامل بسیاری از نمادهای ریاضی ، شیمیایی ، موسیقی و کلی است.
بیایید از یک جدول ASCII استفاده کنیم تا ببینیم ممکن است یک کلمه در حافظه رایانه شما چگونه باشد.
اغلب اتفاق می افتد که متن شما ، که با حروف الفبای روسی نوشته شده است ، قابل خواندن نیست ، این به دلیل تفاوت در سیستم های کدگذاری الفبا در رایانه ها است. این یک مشکل بسیار رایج است و اغلب با آن مواجه می شویم.
مجموعه کاراکترهایی که متن با آنها نوشته می شود نامیده می شود الفبا.
تعداد نویسه های الفبا مال اوست قدرت.
فرمول تعیین میزان اطلاعات: N = 2 ب,
جایی که N حرف اصلی الفبا (تعداد نویسه) است ،
b تعداد بیت ها (وزن اطلاعاتی شخصیت) است.
الفبای با ظرفیت 256 کاراکتر می تواند تقریباً همه نویسه های لازم را در خود جای دهد. این الفبا نامیده می شود کافی
زیرا 256 = 2 8 ، سپس وزن 1 کاراکتر 8 بیت است.
واحد 8 بیتی نامگذاری شد 1 بایت:
1 بایت = 8 بیت
کد باینری هر کاراکتر در متن کامپیوتر 1 بایت حافظه را اشغال می کند.
اطلاعات متنی چگونه در حافظه کامپیوتر نمایش داده می شود؟
راحت بودن رمزگذاری بایت کاراکترها آشکار است ، زیرا یک بایت کوچکترین قسمت آدرس پذیر حافظه است و بنابراین پردازنده می تواند به طور جداگانه به هر کاراکتر دسترسی پیدا کند و پردازش متن را انجام دهد. از سوی دیگر ، 256 نویسه برای نشان دادن طیف گسترده ای از اطلاعات کاراکتر کاملاً کافی است.
اکنون این سisesال پیش می آید که چه نوع کد باینری هشت بیتی را باید با هر کاراکتر مرتبط کرد.
واضح است که این یک مورد مشروط است ، می توانید روشهای رمزگذاری زیادی را ارائه دهید.
همه کاراکترهای الفبای رایانه از 0 تا 255 شماره گذاری شده اند. هر عدد مربوط به یک کد دو رقمی هشت رقمی از 00000000 تا 11111111 است. این کد به سادگی شماره ترتیبی کاراکتر در سیستم شماره دودویی است.
جدولی که در آن به تمام کاراکترهای الفبای رایانه شماره سریال اختصاص داده شده است جدول کدگذاری می گویند.
برای انواع متفاوتکامپیوترها از جداول مختلف کدگذاری استفاده می کنند.
استاندارد بین المللی رایانه شخصی تبدیل به جدول شده است ASCII(asci را بخوانید) (استاندارد استاندارد آمریکا برای تبادل اطلاعات).
جدول ASCII به دو قسمت تقسیم شده است.
استاندارد بین المللی تنها نیمه اول جدول است ، یعنی نمادها با اعداد از 0 (00000000) ، تا 127 (01111111).
ساختار جدول ASCII
شماره سریال |
کد |
سمبل |
0 - 31 |
00000000 - 00011111 |
معمولاً به نمادهای دارای اعداد 0 تا 31 کاراکترهای کنترل می گویند. |
32 - 127 |
00100000 - 01111111 |
بخش استاندارد جدول (انگلیسی). این شامل حروف کوچک و بزرگ الفبای لاتین ، ارقام اعشاری ، علائم نگارشی ، انواع پرانتز ، نمادهای تجاری و سایر موارد است. |
128 - 255 |
10000000 - 11111111 |
قسمت جایگزین جدول (روسی). |
نیمه اول جدول ASCII
 |
توجه شما را به این واقعیت جلب می کنم که در جدول رمزگذاری ، حروف (بزرگ و کوچک) به ترتیب حروف الفبا مرتب شده اند و اعداد به ترتیب صعودی مقادیر مرتب شده اند. این رعایت نظم فرهنگ شناسی در چیدمان شخصیت ها را اصل کدگذاری متوالی الفبا می نامند.
برای حروف الفبای روسی ، اصل کدگذاری متوالی نیز رعایت می شود.
نیمه دوم جدول ASCII
متأسفانه ، در حال حاضر پنج رمزگذاری مختلف سیریلیک (KOI8-R ، Windows. MS-DOS ، Macintosh و ISO) وجود دارد. به همین دلیل ، اغلب با انتقال متن روسی از یک کامپیوتر به رایانه دیگر ، از یکی ، مشکلاتی بوجود می آید سیستم نرم افزاریبه دیگری.
از نظر زمانی ، یکی از اولین استانداردهای رمزگذاری حروف روسی در رایانه KOI8 ("کد تبادل اطلاعات ، 8 بیتی") بود. این رمزگذاری در دهه 70 در رایانه های سری ES EVM مورد استفاده قرار گرفت و از اواسط دهه 80 در اولین نسخه های Russified مورد استفاده قرار گرفت. سیستم عاملیونیکس
از آغاز دهه 90 ، زمان تسلط سیستم عامل MS DOS ، رمزگذاری CP866 باقی می ماند ("CP" مخفف "صفحه کد").
رایانه های اپل دارای اتاق عمل هستند سیستم های مکسیستم عامل ، از رمزگذاری مک خود استفاده کنید.
علاوه بر این ، سازمان استاندارد بین المللی (ISO) رمزگذاری دیگری به نام ISO 8859-5 را به عنوان استاندارد زبان روسی تأیید کرده است.
در حال حاضر ، رایج ترین رمزگذاری Microsoft Windows است که به اختصار CP1251 نامیده می شود.
از اواخر دهه 90 ، مشکل استانداردسازی کد نویسی با معرفی یک استاندارد بین المللی جدید به نام یونیکد... این یک کدگذاری 16 بیتی است. برای هر کاراکتر 2 بایت حافظه اختصاص می دهد. البته این میزان حافظه استفاده شده را دو برابر می کند. اما از طرف دیگر ، چنین جدول کد اجازه می دهد تا حداکثر 65536 کاراکتر را وارد کنید. مشخصات کامل استاندارد یونیکد شامل همه الفباهای موجود ، منقرض شده و مصنوعی جهان و همچنین بسیاری از نمادهای ریاضی ، موسیقی ، شیمیایی و سایر موارد است.
بیایید سعی کنیم از یک جدول ASCII استفاده کنیم تا تصور کنیم کلمات چگونه در حافظه کامپیوتر ظاهر می شوند.
نمایش داخلی کلمات در حافظه کامپیوتر
گاهی اوقات اتفاق می افتد که متنی متشکل از حروف الفبای روسی ، دریافت شده از رایانه دیگر ، قابل خواندن نیست - نوعی "گول" در صفحه مانیتور قابل مشاهده است. این به خاطر این واقعیت است که رایانه ها از رمزگذاری متفاوت شخصیت های زبان روسی استفاده می کنند.
