Урок 11
Представление нечисловой информации в компьютере

Представление текстовой информации в компьютере

Изучив эту тему, вы узнаете и повторите:

- как в компьютере представляется текстовая информация;
- что такое ASCII и Unicode;
- как в компьютере представляется графическая информация;
- какие форматы используются при хранении графических файлов;
- как в компьютере представляется звуковая информация;
- какие форматы используются при хранении звуковых файлов.

Нажатие любой алфавитно-цифровой клавиши на клавиатуре приводит к тому, что в компьютер посылается сигнал в виде двоичного числа, представляющего собой одно из значений кодовой таблицы. Кодовая таблица — это внутреннее представление символов в компьютере. В качестве стандарта долгое время использовалась таблица ASCII (American Standard Code for Informational Interchange — Американский стандартный код информационного обмена).

Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = = 8 бит. Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или О, количество возможных сочетаний единиц и нулей равно 28 — 256. Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов. Эти коды и составляют таблицу ASCII (табл. 1.6). Для сокращения записи и удобства пользования этими кодами символов в таблице используют шестнадцатеричную систему счисления, состоящую из 16 символов — 10 цифр и 6 латинских букв: А, В, С, D, Е, F. При кодировании символов сначала записывается цифра столбца, а затем — строки, на пересечении которых находится данный символ. 

Например, латинская буква S в таблице ASCII представлена шестнадцатеричным кодом — 53. При нажатии клавиши с буквой S в память компьютера записывается код 01010011, представляющий собой двоичный эквивалент шестнадцатеричного числа 53. Этот код может быть получен путем замены каждой шестнадцатеричной цифры ее двоичным представлением. В данном случае цифра 5 заменена кодом 0101, а цифра 3 — кодом ООН. При выводе буквы S на экран компьютер выполняет декодирование — на основании этого двоичного кода строится изображение символа.

Обратите внимание!
Любой символ в таблице ASCII кодируется с помощью 8 двоичных разрядов или 2 шестнадцатеричных разрядов.

Таблица 1.6. ASCII-коды

Стандарт ASCII кодирует первые 128 символов от 0 до 127: цифры, буквы латинского алфавита, управляющие символы. Таблица 1.6 отображает кодировку символов в шестнадцатеричной системе счисления. Первые 32 символа являются управляющими и предназначены в основном для передачи команд управления. Их назначение может варьироваться в зависимости от программных и аппаратных средств. Вторая половина кодовой таблицы (от 128 до 255) американским стандартом не определена и предназначена для символов национальных алфавитов, псевдографических и некоторых математических символов. В разных странах могут использоваться различные варианты второй половины кодовой таблицы.

Обратите внимание!
Цифры кодируются по стандарту ASCII в двух случаях — при вводе-выводе и когда они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в двоичный код в соответствии с правилами.

Для сравнения рассмотрим число 45 для двух вариантов кодирования.

При использовании в тексте это число потребует для своего представления 2 байта, поскольку каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII. В шестнадцатеричной системе код будет выглядеть как 34 35, в двоичной системе — 00110100 00110101.

При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по специальным правилам перевода и представлен в виде 8-разрядного двоичного числа 00101101, на что потребуется 1 байт.

В настоящее время широко распространен код Unicode. Эта кодировка поддерживается в большинстве операционных систем, во всех современных браузерах и многих программах.

Стандарт Unicode (табл. 1.7) явился результатом сотрудничества Международной организации по стандартизации (ISO) с ведущими производителями компьютеров и программного обеспечения. В мире существует 6700 живых языков, но только 50 из них являются официальными языками государств. Письменностей используется около 25, что делает возможным создание универсального стандарта.

Для кодирования этих письменностей достаточно 16-битового диапазона (2 байта на символ), то есть диапазона от 0000 до FFFF. Стандарт ASCII занимает в кодовом пространстве свое почетное место в диапазоне от 0000 до 00FF. Каждой письменности выделен свой блок кодов. На сегодняшний день кодирование всех живых официальных письменностей считается завершенным — распределено около 29 ООО позиций из 65 535 возможных.

Таблица 1.7. Кодовая таблица Unicode

Россия — многонациональное государство. Стандарт Unicode 3.2 поддерживает следующие языки: алтайский, башкирский, бурятский, калмыцкий, коми, корякский, марийский, нанайский, ненецкий, осетинский, татарский, тувинский, удмуртский, хакасский, чувашский, эвенкийский, эвенский, якутский и др.

В последнее время консорциум Unicode приступил к кодированию остальных письменностей нашей планеты, которые представляют какой-либо интерес — письменности мертвых языков, выпавшие из современного обихода, китайские иероглифы, искусственно созданные алфавиты и т. п.

Для представления такого разнообразия языков 16-битового кодирования уже недостаточно, и сегодня Unicode уже приступил к освоению 21-битового пространства кодов (000000-10FFFF), которое разбито на 16 зон, названных плоскостями.