Kao što će u binarnom kodu biti riječ zdravo. Ruska abeceda u binarnom kodu. Jedinstveno abecedno binarno kodiranje. Kôd bajta. Razumijevanje binarnih brojeva

Izraz "binarni" u smislu - sastoji se od dva dijela, komponente. Dakle, binarni kodovi su kodovi koji se sastoje od samo dva simbolična stanja, poput crnog ili bijelog, svijetlog ili tamnog, vodiča ili izolatora. Binarni kôd u digitalnoj tehnologiji je način predstavljanja podataka (brojeva, riječi i drugih) u obliku kombinacije dva znaka, koji se mogu označiti kao 0 i 1. BC znakovi ili jedinice nazivaju se bitovi. Jedno od opravdanja za korištenje BC -a je jednostavnost i pouzdanost akumulacije informacija u bilo kojem mediju u obliku kombinacije samo dva njegova fizikalna stanja, na primjer, u obliku promjene ili stalnosti svjetlosnog toka kada čitanje s diska s optičkim kodom.
Postoje različite mogućnosti kodiranja informacija.

Binarni kod

U digitalnoj tehnologiji, metoda predstavljanja podataka (brojeva, riječi i drugih) kao kombinacije dva znaka, koja se mogu označiti kao 0 i 1. Znakovi ili jedinice DC -a nazivaju se bitovi.

Jedno od opravdanja za uporabu istosmjernog napona je jednostavnost i pouzdanost akumulacije informacija u bilo kojem mediju u obliku kombinacije samo dva njegova fizikalna stanja, na primjer, u obliku promjene ili stalnosti magnetskog toka u datu ćeliju magnetskog medija za snimanje.

Najveći broj koji se može izraziti u binarnom obliku ovisi o broju korištenih bitova, tj. o broju bitova u kombinaciji koja izražava broj. Na primjer, za izražavanje numeričkih vrijednosti od 0 do 7, dovoljno je imati 3-bitni ili 3-bitni kôd:

brojčana vrijednost	binarni kod
0	000
1	001
2	010
3	011
4	100
5	101
6	110
7	111

Iz ovoga se može vidjeti da za broj veći od 7 s 3-bitnim kodom nema više kombinacija kodova 0 i 1.

Prelazeći s brojeva na fizičke veličine, gornju tvrdnju ćemo formulirati u više opći pogled: najveći broj vrijednosti m bilo koje veličine (temperatura, napon, struja itd.) koji se može izraziti u binarnom kodu ovisi o broju korištenih bitova n kao m = 2n. Ako je n = 3, kao u razmatranom primjeru, tada dobivamo 8 vrijednosti, uključujući vodeću 0.
Binarni kôd je kôd u više koraka. To znači da se pri prelasku s jednog položaja (vrijednosti) na drugi može promijeniti nekoliko bitova u isto vrijeme. Na primjer, broj 3 u binarni kod= 011. Broj 4 u binarnom kodu = 100. Prema tome, pri prijelazu iz 3 u 4, sva 3 bita mijenjaju svoje stanje u suprotno u isto vrijeme. Čitanje takvog koda s kodnog diska dovelo bi do činjenice da se, zbog neizbježnih odstupanja (tolerancija) u proizvodnji diska koda, promjena informacija sa svakog zapisa zasebno nikada neće dogoditi istovremeno. To bi pak dovelo do činjenice da bi se tijekom prijelaza s jednog broja na drugi nakratko prikazale netočne informacije. Dakle, s prije spomenutim prijelazom s broja 3 na broj 4, kratkoročni izlaz broja 7 vrlo je vjerojatan kada je, na primjer, najznačajniji bit tijekom prijelaza promijenio svoju vrijednost nešto ranije od ostalih. Da bi se to izbjeglo, koristi se takozvani kôd u jednom koraku, na primjer takozvani sivi kôd.

Sivi kod

Sivi kôd je takozvani kôd u jednom koraku, tj. pri prelasku s jednog broja na drugi uvijek se mijenja samo jedan od svih bitova informacija. Pogreška u čitanju informacija s mehaničkog kodiranog diska pri prelasku s jednog broja na drugi samo će dovesti do činjenice da će prijelaz s jednog položaja na drugi s vremenom biti samo pomaknut, međutim, izdavanje potpuno netočne vrijednosti kutni položaj pri kretanju iz jednog položaja u drugi potpuno je isključen ...
Prednost Sivog koda je i njegova sposobnost zrcaljenja informacija. Obrtanjem najvažnijeg bita jednostavno možete promijeniti smjer brojanja i tako se prilagoditi stvarnom (fizičkom) smjeru rotacije osi. Promjena smjera brojanja na ovaj način može se lako promijeniti manipulacijom takozvanog unosa "Complement". Vraćena vrijednost tako može rasti ili padati za isti fizički smjer rotacije osi.
Budući da su informacije izražene sivim kodom isključivo kodirane, nisu pravi prijenosnik. brojčane informacije prije daljnje obrade mora se prvo pretvoriti u standardni binarni format. To se radi pomoću pretvarača koda (Grey-Binar dekoder) koji se, na sreću, lako implementira pomoću lanca logičkih elemenata "ekskluzivno ili" (XOR), i u softveru i u hardveru.

Podudaranje decimalnih brojeva u rasponu od 0 do 15 binarnom kodu i sivom kodu

Binarno kodiranje			Sivo kodiranje
Decimalni kod	Binarna vrijednost	Šesnaest. značenje	Decimalni kod	Binarna vrijednost	Šesnaest. značenje
0	0000	0 sati	0	0000	0 sati
1	0001	1h	1	0001	1h
2	0010	2h	3	0011	3 sata
3	0011	3 sata	2	0010	2h
4	0100	4 sata	6	0110	6 sati
5	0101	5 sati	7	0111	7 sati
6	0110	6 sati	5	0101	5 sati
7	0111	7 sati	4	0100	4 sata
8	1000	8 sati	12	1100	CH
9	1001	9 sati	13	1101	Dh
10	1010	Ah	15	1111	Fh
11	1011	Bh	14	1110	Eh
12	1100	CH	10	1010	Ah
13	1101	Dh	11	1011	Bh
14	1110	Eh	9	1001	9 sati
15	1111	Fh	8	1000	8 sati

Pretvaranje Grey koda u poznati binarni kod može se obaviti pomoću jednostavna shema s pretvaračima i "ekskluzivnim ili" vratima kako je dolje prikazano:

Sivo-višak koda

Uobičajeni jednostupanjski sivi kôd prikladan je za razlučivosti koje se mogu predstaviti kao broj povišen na stepen 2. U slučajevima kada je potrebno implementirati druge rezolucije iz uobičajenog sivog koda, njegov se srednji dio izrezuje i koristi. Tako je sačuvan kod u jednom koraku. Međutim, brojčani raspon ne počinje od nule, već je pomaknut određenom vrijednošću. Prilikom obrade informacija, polovica razlike između izvorne i smanjene rezolucije oduzima se od generiranog signala. Rezolucije poput 360? izraziti kut često se provode ovom metodom. Dakle, 9-bitni sivi kôd jednak 512 koraka, obrubljen s obje strane za 76 koraka bit će jednak 360 °.

Računala ne razumiju riječi i brojeve kao ljudi. Moderno softver dopušta krajnjem korisniku da to zanemari, ali na najnižim razinama vaše računalo radi na binarnom električnom signalu koji ima samo dvije države: postoji li struja ili ne. Da bi "razumjeli" složene podatke, vaše ih računalo mora kodirati u binarnom formatu.

Binarni sustav temelji se na dvije znamenke, 1 i 0, koje odgovaraju stanju uključivanja i isključivanja koje vaše računalo može razumjeti. Vjerojatno ste upoznati s decimalnim sustavom. Koristi deset znamenki, od 0 do 9, a zatim prelazi na sljedeći red kako bi oblikovao dvoznamenkaste brojeve, pri čemu je znamenka iz svakog sljedećeg reda deset puta veća od prethodne. Binarni sustav je sličan, sa svakom znamenkom dvostruko većom od prethodne.

Brojanje u binarnom obliku

U binarnom obliku prva znamenka je decimalna 1. Druga znamenka je 2, treća je 4, četvrta je 8, i tako dalje - svaki put se udvostruči. Dodavanjem svih ovih vrijednosti dobit ćete decimalni broj.

1111 (binarno) = 8 + 4 + 2 + 1 = 15 (decimalno)

Računovodstvo 0 daje 16 mogućih vrijednosti za četiri binarna bita. Premjestite 8 bitova i dobit ćete 256 mogućih vrijednosti. To zauzima puno više prostora za predstavljanje, budući da nam četiri znamenke u decimalnim brojevima daju 10 000 mogućih vrijednosti. Naravno, binarni kôd zauzima više prostora, ali računala binarne datoteke razumiju puno bolje od decimalnih. A za neke stvari, poput logičke obrade, binarno je bolje od decimalnog.

Treba reći da postoji još jedan osnovni sustav koji se koristi u programiranju: heksadecimalni... Iako računala ne rade u heksadecimalnom formatu, programeri ga koriste za predstavljanje binarnih adresa u formatu čitljivom za vrijeme pisanja koda. To je zato što dvije znamenke heksadecimalnog broja mogu predstavljati cijeli bajt, odnosno zamjenjuju osam znamenki u binarnom obliku. Heksadecimalni sustav koristi brojeve 0-9 i slova od A do F za dodavanje dodatnih šest znamenki.

Zašto računala koriste binarne datoteke

Kratak odgovor je: Hardver i zakone fizike. Svaki znak na vašem računalu je električni signal, a u ranim danima rada na računaru električni je signal bilo mnogo teže mjeriti. Bilo je smislenije razlikovati samo stanje "uključeno", predstavljeno negativnim nabojem, i "isključeno" stanje, predstavljeno pozitivnim nabojem.

Za one koji ne znaju zašto je "off" predstavljen pozitivnim nabojem, to je zbog činjenice da elektroni imaju negativan naboj, a više elektrona - više struje s negativnim nabojem.

Tako su se koristila rana računala veličine sobe binarne datoteke za izgradnju svojih sustava, iako su koristili stariji, glomazniji hardver, djelovali su na istim temeljnim načelima. Suvremena računala koristiti tzv tranzistor za izvođenje izračuna s binarnim kodom.

Evo dijagrama tipičnog tranzistora:

U biti, omogućuje protok struje od izvora do odvoda ako postoji struja u vratima. Time se formira binarni ključ. Proizvođači mogu učiniti ove tranzistore nevjerojatno malim - čak 5 nanometara ili malim kao dvije niti DNK. Ovako rade moderni procesori, pa čak i oni mogu patiti od problema razlikovanja stanja uključivanja i isključivanja (iako je to zbog njihove nerealne veličine molekula, podložno neobičnosti kvantne mehanike).

Zašto samo binarni sustav

Možda mislite: „Zašto samo 0 i 1? Zašto ne dodate još jedan broj? " Iako je to djelomično posljedica tradicije izrade računala, dodavanje još jedne znamenke značilo bi da treba istaknuti još jedno stanje struje, ne samo isključeno ili uključeno.

Problem je u tome što ako želite koristiti više razina napona, trebate način za jednostavno izračunavanje s njima, a moderni hardver sposoban za to nije održiv kao zamjena za binarno računanje. Primjerice, postoji tzv trostruko računalo razvijen 1950 -ih godina, ali je razvoj tu stao. Trostruka logika učinkovitiji od binarnog, ali još uvijek ne postoji učinkovita zamjena za binarni tranzistor, ili barem ne postoji tranzistor tako sićušnih razmjera kao binarni.

Razlog zašto ne možemo koristiti trostruku logiku svodi se na to kako su tranzistori povezani u računalo i kako se koriste za matematičke izračune. Tranzistor prima informacije o dva ulaza, izvodi operaciju i vraća rezultat na jedan izlaz.

Dakle, binarna matematika je na računalu lakša od bilo čega drugog. Binarna logika lako se pretvara u binarne sustave, a True i False odgovaraju On i Off stanjima.

Tablica binarne istine koja radi na binarnoj logici imat će četiri moguća izlaza za svaku temeljnu operaciju. No, budući da trostruka vrata koriste tri ulaza, tablica trostruke istine imala bi 9 ili više. Dok binarni sustav ima 16 mogućih operatora (2 ^ 2 ^ 2), trostruki sustav bi imao 19683 (3 ^ 3 ^ 3). Skaliranje postaje problem jer je trostruko učinkovitije, ali je eksponencijalno složenije.

Tko zna? U budućnosti je sasvim moguće da ćemo vidjeti trigeminalna računala jer se binarna logika suočila s problemima minijaturizacije. Za sada će svijet nastaviti raditi u binarnom načinu rada.

Odlučio sam napraviti takav alat kao pretvaranje teksta u binarni kôd i obrnuto, postoje takve usluge, ali obično rade s latiničnim pismom, moje je s kojim prevoditelj radi unicode kodiranje UTF-8 format koji kodira ćirilične znakove u dva bajta. ovaj trenutak mogućnosti prevoditelja ograničene su na dvobajtno kodiranje, tj. Kineski znakovi se ne mogu emitirati, ali ispravit ću ovaj dosadni nesporazum.

Za pretvaranje teksta u binarni unesite tekst u lijevi prozor i pritisnite TEXT-> BIN, njegov binarni prikaz pojavit će se u desnom prozoru.

Za pretvaranje binarnog koda u tekst unesite kôd u desni prozor i pritisnite BIN-> TEXT u lijevom prozoru pojavit će se njegov simbolični prikaz.

Ako prevođenje binarnog koda u tekst ili obrnuto, nije uspjelo - provjerite ispravnost svojih podataka!

Ažuriranje!

Obrnuta transformacija otkucanog teksta sada je dostupna:

u normalan prikaz. Da biste to učinili, potvrdite okvir: "Zamijeni 0 razmacima, a 1 s █". Zatim zalijepite tekst u desni prozor: "Tekst u binarnom prikazu" i kliknite gumb ispod njega "BIN-> TEXT".

Prilikom kopiranja takvih tekstova morate biti oprezni jer možete lako izgubiti razmake na početku ili na kraju. Na primjer, gornji redak izgleda ovako:

██ █ █ ███████ █ ██ ██ █ █ ███ ██ █ █ ██ █ ██ █ █ ██ █ ███ █ ██ █ █ ██ █ █ ███ ██ █ █ ███ ██ █ ██

a na crvenoj podlozi:

██ █ █ ███████ █ ██ ██ █ █ ███ ██ █ █ ██ █ ██ █ █ ██ █ ███ █ ██ █ █ ██ █ █ ███ ██ █ █ ███ ██ █ ██

vidite koliko mjesta na kraju možete izgubiti?

Skup znakova kojima je napisan tekst naziva se abeceda.

Broj znakova u abecedi je njegov vlast.

Formula za određivanje količine informacija: N = 2 b,

gdje je N kardinalnost abecede (broj znakova),

b - broj bitova (informacijska težina znaka).

Abeceda kapaciteta 256 znakova može primiti gotovo sve potrebne znakove. Ova abeceda se zove dovoljan.

Jer 256 = 2 8, tada je težina 1 znaka 8 bita.

8-bitna jedinica dobila je ime 1 bajt:

1 bajt = 8 bita.

Binarni kôd svakog znaka u računalnom tekstu zauzima 1 bajt memorije.

Kako su tekstualni podaci predstavljeni u memoriji računala?

Pogodnost kodiranja znakova u bajtovima je očita, budući da je bajt najmanji adresabilni dio memorije, pa procesor može pristupiti svakom znaku zasebno, izvršavajući obradu teksta. S druge strane, 256 znakova je sasvim dovoljan broj za predstavljanje širokog spektra podataka o znakovima.

Sada se postavlja pitanje kakav osmobitni binarni kôd povezati sa svakim znakom.

Jasno je da je to uvjetna stvar, možete smisliti mnoge metode kodiranja.

Svi znakovi u abecedi računala numerirani su od 0 do 255. Svaki broj odgovara osmoznamenkastom binarnom kodu od 00000000 do 11111111. Ovaj kôd je jednostavno redni broj znaka u binarnom sustavu.

Tablica u kojoj su svim znakovima računalne abecede dodijeljeni serijski brojevi naziva se tablica kodiranja.

Za različiti tipovi Računala koriste različite tablice kodiranja.

Međunarodni standard za računalo postao je stol ASCII(čitaj asci) (Američki standardni kod za razmjenu informacija).

ASCII tablica podijeljena je u dva dijela.

Međunarodni standard samo je prva polovica tablice, tj. simboli s brojevima od 0 (00000000), do 127 (01111111).

Struktura tablice kodiranja ASCII

Serijski broj	Kodirati	Simbol
0 - 31	00000000 - 00011111	Simboli s brojevima od 0 do 31 obično se zovu kontrolni znakovi. Njihova je funkcija kontrolirati proces prikaza teksta na ekranu ili ispisivanje, hranjenje zvučni signal, označavanje teksta itd.
32 - 127	00100000 - 01111111	Standardni dio tablice (engleski). To uključuje mala slova i velika slova Latinska abeceda, decimalne znamenke, interpunkcijski znakovi, sve vrste zagrada, komercijalni i drugi simboli. Znak 32 je razmak, tj. prazna pozicija u tekstu. Svi ostali odražavaju se u određenim znakovima.
128 - 255	10000000 - 11111111	Alternativni dio tablice (ruski). Druga polovica ASCII kodne tablice, koja se naziva kodna stranica (128 kodova, počinje s 10000000 i završava s 11111111), može imati različite varijante, svaka varijanta ima svoj broj. Kodna stranica prvenstveno se koristi za smještaj drugih abeceda osim latinskog. U ruskim nacionalnim kodiranjima ovaj dio tablice sadrži simbole ruske abecede.

Prva polovica tablice ASCII

Skrećem vam pažnju na činjenicu da su u tablici kodiranja slova (velika i mala) raspoređena po abecednom redu, a brojevi u rastućem redoslijedu vrijednosti. Ovo poštivanje leksikografskog poretka u rasporedu znakova naziva se načelo uzastopnog kodiranja abecede.

Za slova ruske abecede također se poštuje princip sekvencijalnog kodiranja.

Druga polovica ASCII tablice

Nažalost, trenutno postoji pet različitih ćiriličnih kodiranja (KOI8-R, Windows. MS-DOS, Macintosh i ISO). Zbog toga često nastaju problemi s prijenosom ruskog teksta s jednog računala na drugo, s jednog softverski sustav drugom.

Kronološki, jedan od prvih standarda za kodiranje ruskih slova na računalima bio je KOI8 ("Kôd za razmjenu informacija, 8-bitni"). Ovo kodiranje korišteno je još 70 -ih na računalima serije ES EVM, a od sredine 80 -ih počelo se koristiti u prvim rusificiranim verzijama. operacijski sustav UNIX.

Od početka 90 -ih, u vrijeme dominacije operacijskog sustava MS DOS, ostaje kodiranje CP866 ("CP" znači "Kodna stranica").

Računala Apple sa sustavom Mac OS koriste vlastito kodiranje za Mac.

Osim toga, Međunarodna organizacija za standarde (ISO) odobrila je još jedno kodiranje pod nazivom ISO 8859-5 kao standard za ruski jezik.

Najčešći je trenutno Microsoftovo kodiranje Windows, skraćeno CP1251.

Od kasnih 90 -ih problem standardizacije kodiranja znakova riješen je uvođenjem novog međunarodnog standarda tzv Unicode... Ovo je 16-bitno kodiranje tj. dodjeljuje 2 bajta memorije za svaki znak. Naravno, to udvostručuje količinu upotrijebljene memorije. Ali onda takvi tablica kodova može sadržavati do 65536 znakova. Potpuna specifikacija Unicode standard uključuje sve postojeće, izumrle i umjetno stvorene abecede svijeta, kao i mnoge matematičke, glazbene, kemijske i druge simbole.

Pokušajmo pomoću ASCII tablice zamisliti kako će riječi izgledati u memoriji računala.

Unutarnji prikaz riječi u memoriji računala

Ponekad se dogodi da se tekst koji se sastoji od slova ruske abecede, primljen s drugog računala, ne može pročitati - na ekranu monitora vidljiva je neka vrsta "besmislica". To je zbog činjenice da računala koriste različito kodiranje znakova ruskog jezika.

Dešifriranje binarnog koda koristi se za prevođenje s strojnog jezika na običan. Mrežni alati rade brzo, iako je to lako učiniti ručno.

Binarni ili binarni kôd koristi se za prijenos informacija u digitalnom obliku. Skup od samo dva znaka, na primjer 1 i 0, omogućuje vam šifriranje bilo koje informacije, bilo da se radi o tekstu, brojevima ili slici.

Kako šifrirati binarnim kodom

Za ručno prevođenje bilo kojih simbola u binarni kôd koriste se tablice u kojima je svakom simbolu dodijeljen binarni kôd u obliku nula i jedinica. Najčešći sustav kodiranja je ASCII, koji koristi 8-bitni zapis koda.

Osnovna tablica sadrži binarne kodove za latinicu, brojeve i neke simbole.

Proširenoj tablici dodano je binarno tumačenje ćirilice i dodatnih znakova.

Za prevođenje iz binarnog koda u tekst ili brojeve, dovoljno je odabrati željene kodove iz tablica. No, naravno, potrebno je dosta vremena da se takav posao obavi ručno. Štoviše, greške su neizbježne. Računalo se puno brže nosi s dešifriranjem. I ne pomišljamo, upisujući tekst na ekranu, da se u ovom trenutku tekst prevodi u binarni kôd.

Pretvaranje binarnog broja u decimalni

Za ručno pretvaranje broja iz binarnog brojevnog sustava u decimalni možete koristiti prilično jednostavan algoritam:

1. Ispod binarnog broja, počevši od krajnosti desna znamenka, broj 2 upisujte u rastućim stupnjevima.
2. Pomnožite moći broja 2 s odgovarajućom znamenkom binarnog broja (1 ili 0).
3. Dodajte dobivene vrijednosti.

Ovako algoritam izgleda na papiru:

Mrežne usluge za binarno dešifriranje

Ako i dalje trebate vidjeti dešifrirani binarni kôd ili, naprotiv, prevesti tekst u binarni oblik, najjednostavniji način je korištenje internetskih usluga dizajniranih za tu svrhu.

Dva prozora, uobičajena za internetske prijevode, omogućuju vam da vidite obje verzije teksta u normalnom i binarnom obliku gotovo istodobno. Dešifriranje se provodi u oba smjera. Unos teksta vrši se jednostavnim kopiranjem i lijepljenjem.