Файл: Диалектическое единство данных и методов в информационном процессе.pdf

3. Кодирование данных.

3.1. Кодирование данных двоичным кодом

В кодировании, когда цифры, буквы или слова представлены конкретной группой символов, говорят, что цифра, буква или слово кодируются. Группа символов называется кодом. Цифровые данные представлены, сохранены и переданы в виде группы двоичных битов. Эта группа также называется двоичным кодом . Двоичный код представлен как цифрой, так и буквенно-цифровой буквой.

Преимущества двоичного кода

Ниже приведен список преимуществ, которые предлагает двоичный код.

• Двоичные коды подходят для компьютерных приложений.
• Двоичные коды подходят для цифровой связи.
• Двоичные коды делают анализ и проектирование цифровых схем, если мы используем двоичные коды.
• Поскольку используются только 0 и 1, реализация становится легкой.

Классификация двоичных кодов

Коды широко подразделяются на следующие четыре категории.

• Взвешенные коды
• Невзвешенные коды
• Двоичный код десятичного кода
• Буквенно-цифровые коды
• Коды обнаружения ошибок
• Коды, исправляющие ошибки

Взвешенные коды

Взвешенные двоичные коды - это те двоичные коды, которые подчиняются принципу позиционного веса. Каждая позиция числа представляет определенный вес. Несколько систем кодов используются для выражения десятичных цифр от 0 до 9. В этих кодах каждая десятичная цифра представлена ​​группой из четырех битов.

Невзвешенные коды

В этом типе двоичных кодов позиционные веса не назначаются. Примерами невзвешенных кодов являются код Excess-3 и код Грея.

Код избытка-3

Код Excess-3 также называется кодом XS-3. Это невзвешенный код, используемый для выражения десятичных чисел. Кодовые слова Excess-3 получены из кодовых слов BCD 8421, добавляющих (0011) 2 или (3) 10 к каждому кодовому слову в 8421. Коды избыточных-3 получаются следующим образом:

пример

Серый код

Это невзвешенный код и это не арифметические коды. Это означает, что для битовой позиции нет конкретных весов. У него есть особая особенность, что при каждом увеличении десятичного числа будет изменяться только один бит, как показано на рис. Поскольку за один раз изменяется только один бит, серый код называется единичным кодом расстояния. Серый код - это циклический код. Код Грея нельзя использовать для арифметической операции.

Применение кода Грея

• Серый код широко используется в датчиках положения вала.
• Датчик положения вала создает кодовое слово, которое представляет угловое положение вала.

Двоичный код (BCD)

В этом коде каждая десятичная цифра представлена ​​4-битным двоичным числом. BCD - это способ выразить каждую десятичную цифру двоичным кодом. В BCD с четырьмя битами мы можем представить шестнадцать чисел (от 0000 до 1111). Но в коде BCD используются только первые десять из них (от 0000 до 1001). Остальные шесть кодовых комбинаций, т.е. 1010–1111, недопустимы в BCD.

Преимущества кодов BCD

• Это очень похоже на десятичную систему.
• Нам нужно запомнить только двоичный эквивалент десятичных чисел от 0 до 9.

Недостатки кодов BCD

• Сложение и вычитание BCD имеют разные правила.
• Арифметика BCD немного сложнее.
• BCD требуется большее количество бит, чем двоичное, чтобы представить десятичное число. Так что BCD менее эффективен, чем двоичный.

3.2. Кодирование целых чисел

При кодировании целых чисел, которые естественным образом появляются в файле класса (например, целочисленные константы в байт-коде, максимальный размер стека для кода), так и при кодировании индексов, возникающих в результате кодирования ссылок, нам необходимо рассмотреть, как преобразовать их в поток байтов, который мы можем передать к компрессору.

Конечно, последовательность из 16 или 32-битных целых чисел можно легко превратить в последовательность из 8-битных целых чисел. Но эта последовательность будет содержать смесь старших и младших байтов, которые, вероятно, будут иметь разные частотные распределения и привести к плохому сжатию.

Подход, который мы используем для кодированных целых чисел без знака, заключается в кодировании младших семи битов в байте с установленным старшим битом, если поступает больше битов. Это хорошо работает в тех случаях, когда мы не знаем максимального значения или распределения, но ожидаем, что распределение смещено в сторону небольших чисел (оно работает очень плохо, если большинство кодируемых чисел находятся в диапазоне 128-255).

В других ситуациях и кодер, и декодер знают диапазон возможных значений (например, что целое число, которое должно быть закодировано, находится в диапазоне 0 ... 4242). В таких случаях мы используем схему, которая учитывает диапазон значений, которые необходимо передать. Если мы знаем, что значения должны быть переданы ( ), мы резервируем старшие битовые комбинации в первом байте, чтобы указать, что это двухбайтовое значение. Если , х кодируется как    

Использование кодировок переменной длины, как указано выше для целых чисел со знаком, приведет к многобайтовому кодированию всех отрицательных чисел, поскольку их представление находится в верхнем конце диапазона без знака. Мы исправляем это, по существу перемещая знаковый бит со знаком целых чисел в позицию младшего разряда; х кодируется как . Таким образом, кодируется как .   

3.3. Кодирование текстовых данных

Кодирование текста - это процесс преобразования байтов данных в читаемые символы для пользователей системы или программы. Когда вы импортируете файл в виде текста или в виде потока, формат кодировки текста гарантирует, что все специфичные для языка символы правильно представлены в Dynamics NAV. Когда вы экспортируете файл в виде текста или в виде потока, формат кодирования текста гарантирует, что все языковые символы правильно представлены в системе или программе, которая будет читать экспортированный файл.

Форматы кодирования

Вы можете указать кодировку текста для следующих объектов.

сигнал двоичный кодирование

Существует несколько форматов отраслевого кодирования текста, и разные системы поддерживают разные форматы. Внутри Dynamics NAV использует кодировку Unicode. Для экспорта и импорта данных с помощью XMLport Dynamics NAV поддерживает форматы кодирования MS-DOS, UTF-8, UTF-16 и Windows. Данные импортируются и экспортируются следующим образом:

• Когда данные импортируются из внешнего файла, они считываются в формате, заданном свойством или параметром TextEncoding , а затем преобразуются в Unicode в Dynamics NAV.
• Когда данные экспортируются во внешний файл, они преобразуются из Unicode в Dynamics NAV, а затем записываются в файл в формате, заданном свойством или параметром TextEncoding .

Вы должны установить кодировку текста в формат кодирования, совместимый с системой или программой, в которую вы будете экспортировать или импортировать. В следующих разделах описаны доступные форматы кодировки текста.

Формат кодирования MS-DOS

Кодирование MS-DOS , также называемое OEM-кодированием, является более старым форматом, чем UTF-8 и UTF-16, но все еще широко поддерживается. Кодировка MS-DOS была единственным форматом, который поддерживался более ранними версиями Dynamics NAV.

Для кодирования MS-DOS требуется различный набор символов для каждого языка. Когда для свойства установлено значение MS-DOS, текст кодируется с использованием языка локали системы компьютера, на котором работает Microsoft Dynamics NAV Server. Поэтому, если вы используете кодировку MS-DOS, вы должны установить язык локали системы Microsoft Dynamics NAV Server, соответствующий языку импортируемых или экспортируемых данных. Например, если XMLport включает текст на датском языке, то перед запуском XMLport необходимо установить язык системной локали сервера Microsoft Dynamics NAV Server на датский.

Вы должны выбрать MS-DOS с XMLports, которые были созданы в более ранних версиях Dynamics NAV.

Формат кодирования UTF-8

Кодировка UTF-8 - это формат преобразования Unicode, который использует один байт (8 бит) для кодирования каждого символа. UTF-8 основан на наборе символов Unicode, который включает в себя большинство символов всех языков в одном наборе символов.

В отличие от MS-DOS, при использовании UTF-8 вам не нужно учитывать языковые настройки Microsoft Dynamics NAV Server или внешней системы или программы, которая будет считывать или записывать данные.

UTF-8 совместим с ASCII, так что он будет понимать файлы, записанные в формате ASCII.

UTF-8 является наиболее распространенным форматом кодировки и рекомендуемым параметром, если вы не уверены в формате, который поддерживается системой, с которой вы интегрируете.

Формат кодирования UTF-16

Кодировка UTF-16 напоминает UTF-8, за исключением того, что UTF-16 использует 2 байта (16 бит) для кодирования каждого символа. UTF-16 также основан на наборе символов Unicode, поэтому вам не нужно учитывать языковые настройки Microsoft Dynamics NAV Server или внешней системы или программы, которая читает или записывает данные.

UTF-16 включает в себя две схемы кодирования, которые предписывают порядок байтов: UTF-16LE и UTF-16BE. Dynamics NAV поддерживает эти схемы в соответствии со следующим:

• При экспорте файл записывается в кодировке UTF-16LE.
• При импорте файл читается с использованием UTF-16, UTF-16LE или UTF-16BE, в зависимости от схемы кодирования самого файла.

Файл в кодировке UTF-16 обычно будет больше, чем тот же файл, кодированный в кодировке UTF-8, за исключением наборов символов на восточном языке, которые обычно будут меньше.

UTF-16 несовместим с ASCII, поэтому он не будет понимать файлы, записанные в формате ASCII.

Формат Windows

Кодировка Windows также называется кодировкой ANSI. Если вы установите кодировку текста в Windows , вы можете импортировать и экспортировать текстовые файлы, которые основаны на кодовой странице Windows на компьютере пользователя. В результате вам не нужно учитывать языковые настройки Microsoft Dynamics NAV Server или внешней системы или программы, которая считывает или записывает данные.

Например, если XMLport может импортировать банковские файлы из иностранного банка в дополнение к внутреннему банку, используйте кодировку Windows вместо кодировки MS-DOS, чтобы избежать изменения языка Microsoft Dynamics NAV Server.

Кодировка Windows совместима с ASCII, поэтому она будет понимать файлы, записанные в формате ASCII.

3.4. Универсальная система кодирования текстовых данных

Если проанализировать организационные трудности, связанные с созданием единой системы кодирования текстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченным набором кодов (256). В то же время очевидно, что если, например, кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим количеством разрядов, то и диапазон возможных значений кодов станет намного больше. Такая система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов – этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.