Кодирование чисел и текста

Порядок нумерации байт

Порядок, в котором последовательность байт представляет информацию в вычислительных устройствах, определяется соглашениями. Например, если используется порядок от старшего к младшему (англ. big-endian), то запись начинается со старшего байта и заканчивается младшим. Если применяется порядок от младшего к старшему (англ. little-endian), то запись начинается с младшего байта и заканчивается старшим.

Пример 20. Число 2,3 в типе данных float (см. пример 15) представляется в виде 40133333 (hex), если используется порядок от старшего к младшему, и в виде 33331340 (hex), для порядка от младшего к старшему.

Представление действительных чисел в компьютере связано с ошибками, которые могут первоначально возникать как результат округления, а затем возрастать во время выполнения арифметических операций над ними. Одним из следствий этого является то, что проверку на точное равенство двух действительных чисел обычно заменяют сравнением абсолютной величины их разности с достаточно малой величиной.

Кодирование текста

Текст - это последовательность символов. Каждый символ кодируется целым числом, поэтому текст представляется в виде набора чисел - кодов символов. Для кодирования символов и их декодирования, т. е. восстановления символов по кодам, применяются таблицы символов.

Кодовые таблицы символов, которые используются в вычислительных устройствах, подчиняются международным стандартам. В основе кодовых таблиц лежит таблица символов ASCII (American Standard Code for Information Interchange), которую ввел Американский государственный институт по стандартизации (ANSI - American National Standard Institute) в 1963 г.

Система кодирования ASCII

Изначально для кодирования символа использовалось 7 разрядов, так что можно было закодировать 128 различных символов. Потом стали использовать 8 разрядов, с помощью которых можно закодировать 256 символов. В системе ASCII используются две таблицы кодирования: базовая, в которой для кодирования символов используются десятичные коды от 0 до 127, и расширенная - с кодами от 128 до 255.

Первые 32 кода (от 0 до 31) базовой таблицы представляют непечатные символы - управляющие коды. Остальные коды представляют буквы английского алфавита, цифры, знаки препинания, основные математические символы и некоторые вспомогательные символы.

В таблице 2.6 представлены печатные символы (Char) базовой таблицы ASCII вместе с их десятичными (Dec) и 16-ричными (Hex) кодами, от 20 (hex) до 7f (hex) включительно.

Изображаемые символы имеют коды от 21 (hex) до 7e (hex). Код 20 (hex) представляет операцию перемещения курсора на 1 позицию вправо, или пробельный символ. Код 7f (hex) соответствует операции удаления предыдущего символа.

Таблица 2.6. Базовая таблица SCII, десятичные коды 32 - 127

Dec	Hex	Char	Dec	Hex	Char	Dec	Hex	Char	Dec	Hex	Char
32	20	Space	56	38	8	80	50	P	104	69	h
33	21	!	57	39	9	81	51	Q	105	6a	i
34	32	"	58	3a	:	82	52	R	106	6a	j
35	23	#	59	3b	;	83	53	S	107	6b	k
36	24	$	60	3c	<	84	54	T	108	6c	l
37	25	%	61	3d	=	85	55	U	109	6d	m
38	26	&	62	3e	>	86	56	V	110	6e	n
39	27	'	63	3f	?	87	57	W	111	6f	o
40	28	(	64	40	@	88	58	X	112	70	p
41	29	)	65	41	A	89	59	Y	113	71	q
42	2a	*	66	42	B	90	5a	Z	114	72	r
43	2b	+	67	43	C	91	5b	[	115	73	s
44	2c	,	68	44	D	92	5c	\	116	74	t
45	2d	-	69	45	E	93	5d	]	117	75	u
46	2e	.	70	46	F	94	5e	^	118	76	v
47	2f	/	71	47	G	95	5f	_	119	77	w
48	30	0	72	48	H	96	60	′	120	78	x
49	31	1	73	49	I	97	61	a	121	79	y
50	32	2	74	4a	J	98	62	b	122	7a	z
51	33	3	75	4b	K	99	63	c	123	7b	{
52	34	4	76	4c	L	100	64	d	124	7c	|
53	35	5	77	4d	M	101	65	e	125	7d	}
54	36	6	78	4e	N	102	66	f	126	7e
55	37	7	79	4f	O	103	67	g	127	7f	Del

Пример 21. Слово "Science" в системе ASCII кодируется следующим образом:

83 99 105 101 110 99 101 (decimal);
53 63 69 65 6e 63 65 (hex);
01010011011000110110100101100101011011100110001101100101 (двоичный код).

Пример 22. Найдем текст, который представляется двоичным кодом 0111100000100000001010110010000001111001 в системе кодирования ASCII. Разобьем код на группы по 8 знаков. Имеем:

0111 1000	0010 0000	0010 1011	0010 0000	0111 1001,

или 78 20 2b 20 79 (hex). По табл. 2.6 получаем, что код представляет выражение x + y.

Коды от 128 до 255 расширенной таблицы ASCII предназначены для букв национальных алфавитов и других знаков.

Кодирование кириллицы

Для кодирования букв русского алфавита было создано несколько кодовых таблиц. Широко распространенными системами кодирования кириллицы являются КОИ-8, Windows-1251 и CP-866 (фрагменты этих таблиц с десятичными кодами символов приведены ниже). Первоначально была введена система кодирования КОИ-7 (код обмена информации, 7-битовый), затем для кодирования символов стала использоваться расширенная таблица ASCII.

В кодовой таблице КОИ-8 (международное название - KOI8-R) буквы русского алфавита располагаются таким образом, чтобы их позиции соответствовали английским фонетическим аналогам базовой таблицы ( табл. 2.7).

В отличие от таблиц Windows-1251 и CP-866, коды строчных букв в таблице КОИ-8 предшествуют кодам прописных.

Кодовая таблица Windows-1251, или CP-1251 (от англ. code page - кодовая страница) разработана корпорацией Microsoft (табл. 2.8).