Стандарт кодування символів Unicode

Американський стандартний код інформаційного обміну ASCII

Американський стандартний код інформаційного обміну (American Standard Code for Information Interchange (ASCII)) з’явився завдяки зусиллям розробників покращити засоби передачі даних між системами. Міжнародна організація стандартизації ISO запропонувала цей 7-розрядний код взамін 5-розрядного коду, який використовувався в телетайпах.

Код ASCII визначає коди для 32 символів керування, 10 цифр, 52 букв, 32 спеціаль­них символів (таких як $ та #), а також для символу інтервалу (табл. 2.12). Старший вось­мий біт було введено для забезпечення перевірки на парність. Цей біт дозволяє виявляти однократні помилки при передачі даних. Тут значення записані в десятковій системі числення.

NUL

SOH

S'1'X

ЕТХ

EOT

ENQ

ACK

BEL

BS

TAB

LF

VT

FF

CR

SO

SI

DLE

DC1

DC2

DC3

DC4

NAK

SYN

ETB

CAN

EM

SUB

ESC

FS

GS

RS

US

і

"

#

$

%

&

■

(

)

*

+

—

/

<

=

>

?

@

А

В

с

D

E

F

Ü

H

I

J

К

L

M

N

Р

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

z

[

\

J

Л

а

b

с

d

с

f

g

h

і

j

k

in

Р

Ч

г

s

t

u

V

w

X

Y

z

{

!

~

DEL

Розшифрування абревіатур з табл. 2.12 наведено в табл. 2.13.

Таблиця 2.13

Абревіатура	Розшифрування англійського	Розшнфру ванн я українською
NUL	NULL	Пусїо
SOH	START OF HEADING	Початок заголовка
STX	START OF TEXT	Початок, тексту
ETX	END OF TEXT	Кінеяь тексту
EOT	END OF TRANSMISSION	Кінець передачі
ENQ.	ENQUIRY	Хто там?
ACK	ACKNOWLEDGE	Підтвердження
BEL	BELL	Дзвінок
BS	BACKSPACE	Повернення на крок
TAB	HORIZONTAL TABULATION	Г орюонтальна табуляція
LF	LINE FEED	Подача нової стрічки
VT	VERTICAL TABULATION	Вертикальна табуляція
FF	FORM FEED	Подача нової форми
CR	CARRIAGE RETURN	Повернення каретки
so	SHIFT OUT	Вихід
Sf	SHIFT IN.	Вхід
DLE	DATA LINK ESCAPE	Авторегістр 1
IX л	DEVICE CONTROL ONE	Контроль пристрою І
DC2	.DEVICE CONTROL TWO	Контроль пристрою 2
1X3	DEVICE CONTROL THREE	Контроль пристрою 3
DC4	DEVICE CONTROL FOUR	Контроль пристрою 4
NAK	NEGATIVE ACKNOWLEDGE	Ні
SYN	SYNCHRONOUS IDLE	Синхронізація
ETB	END OF TRANSMISSION BLOCK	Кінець блока
CAN	CANCEL	Анулювання
EM	END OF MEDIUM	Кінець носія
SUB	SUBSTITUTE	Заміна
ESC	ESCAPE	Авторегістр 2
FS	FILE SEPARATOR	Розділювач файлів
RS	RECORD SEPARATOR	Розділювач записів
US	UNIT SEPARATOR	Розділювач елементів
DEL)	DELETE	Видалення

З підвищенням надійності комп’ютерної техніки важливість біта парності знизилась, тому на початку 80-х років його стали використовувати для розширення набору кодова­них символів в межах від 128₁₀ до 255₁₀. Це можуть бути, наприклад, математичні симво­ли, або символи іноземних мов.

Коди ЕВСDІС та АБСІІ забезпечили кодування букв латинського алфавіту. З ме­тою забезпечення кодування букв інших алфавітів та підтримки мов народів світу в 1991 році було запропоновано код під назвою Unicode.

Unicode - це 16-розрядний алфавіт, сумісний з АБСІІ та погоджений з міжнародним алфавітом КО/ІЕС 10646-1. Оскільки 16-ма розрядами можна закодувати 64К символів, цього достатньо для кодування всіх букв алфавітів народів світу.

Кодовий простір коду ипісосіе вміщує 5 частин, як це показано в табл. 2.14.

Таблиця 2.14

Тип символу	Опис набору символів	Кількість символів	Шістнадцяткові значення символів
Алфавіти	Латинський, кирилиця, грецький і т.д.		Від 0000 до 1FFF
Символи	Графічні мітки, математичні символи і т.д.		Від 2000 до 2FFF
CJK	Китайські, японські і корейські фонетичні символи і пунктуації		Від 3000 до ЗFFF
Нan	Уніфіковані китайські, японські і корейські		Від 4000 до DFFF
	Розширення чи надлишок від Нап		Від Е000 до ЕFFF
Вказані користувачем			Від F000 до FFFF

2.7. Короткий зміст розділу

У цьому розділі було показано, що в зв’язку з використанням у комп’ютерах елемен­тів з двома станами, всі числа в них представляються у двійковій системі числення. Тому були висвітлені основні питання відображення чисел і символів у цій системі, а також її зв’язок з вісімковою, шістнадцятковою, та десятковою системами.

Було розглянуто особливості представлення чисел зі знаком спеціальними кодами: прямим, оберненим та доповняльним, які використовуються для спрощення виконання арифметичних операцій.

Оскільки числові дані в комп’ютері представляються у три способи: як цілі або дро­бові числа з фіксованою комою, як числа з рухомою комою та як двійково-кодовані де­сяткові числа, в цьому розділі було описано формати даних з фіксованою та з рухомою комою, включаючи стандарт ІЕЕЕ-754, та було детально проаналізовано характеристики цих форматів.

2.8. Література для подальшого читання

Еволюція систем числення показана в роботі [1]. У роботах [2-5] описано позиційні системи числення та представлення даних у двійковому, вісімковому та шістнадцятковому кодах, показано переведення чисел із системи числення з основою к до десяткової, та переведення чисел із десяткової до системи числення з основою к, а також описано представлення чисел із знаком в прямому, оберненому та доповняльному кодах. Особли­вості представлення чисел в форматі з рухомою комою, включаючи і стандарт ІЕЕЕ-754, подано в роботі [6]. Детальна інформація про Unicode може бути знайдена на сторінці Unicode Consortium www.unicode.org, так само як в описі стандарту The Unicode Standard, Version 3.0 (2000). Сторінка International Standards Organization ISO може бути знайдена за адресою www. iso.ch. Багато інформації про стандарти є також на сторінці American National Standards Institute www.ansi.prg.

2.9. Література до розділу 2

1. Knuth, Donald Е. The Art of Computer Programming,3rd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1993.

2. Карцев М. А. Арифметика цифровых машин. - М.: Наука, 1969.

3. Каган Б. М. Электронные вычислительные машины и системы. - М.: Энергия, 1979.

4. Рабинович 3. Л., Раманаускас В. А. Типовые операции в вычислительных машинах. - К.: Техніка, 1980. - 308 с.

5. Корнейчук В. И., Тарасенко В. П. Основы компьютерной арифметики. - К. Корнейчук, 2002. - 176 с.

6. Goldberg, David. “What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmet­ic.” ACM Computing Surveys 23:1 March 1991. pp. 5-47.

2.10. Питания до розділу 2

1. Що таке система числення?

2. Що таке позиційна система числення?

3. Що таке основа системи числення?

4. Чому двійкові і десяткові системи числення названі позиційними?

5. Запишіть довільне число в позиційній системі числення та його кількісний еквівалент.

6. Пояснігь зв’язок вісімкової та шістнадцяткової систем числення з двійковою системою числення.

7. Поясніть правило переведення чисел із системи числення з основою k до десяткової.

8. Поясніть правило переведення чисел із десяткової системи числення до системи числен­ня з основою к.

9. Що означають слова біт, байт, слово?

10. Назвіть три способи представлення двійкових чисел із знаком в комп’ютерах, і поясніть їх відмінності.

11. Поясніть суть оберненого коду представлення двійкових чисел із знаком.

12. Поясніть суть доповняльного коду представлення двійкових чисел із знаком.

13. Поясніть суть прямого коду представлення двійкових чисел із знаком.

14. Яке саме з трьох цілочисельних представлень використовується частіше всього в комп’ю­тері?

15. Який діапазон представлення двійкових чисел із знаком в прямому, оберненому та допо­вняльному кодах?

16. Що таке переповнення, і як воно може бути виявлене?

17. Як переповнення для чисел без знаку відрізняється від переповнення для чисел із зна­ком?

18. Назвіть три способи представлення числових даних в комп’ютері.

19. Що означає представлення числа з одинарною та з подвійною точністю?

20. Де розміщується кома при представленні чисел з фіксованою комою?

21. На якій позиції розміщується кома при представленні цілих чисел?

22. На якій позиції розміщується кома при представленні дробових чисел?

23. Яке найбільше ціле додатне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

24. Яке найбільше дробове додатне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

25. Яке найменше ціле додатне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

26. Яке найменше дробове додатне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

27. Яке найбільше ціле від’ємне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

28. Яке найбільше дробове від’ємне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

29. Яке найменше ціле від’ємне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

30. Яке найменше дробове від’ємне число може бути представлене в n-розрядній сітці?

31. Які є три складові частини чисел з рухомою комою?

32. Що таке зміщений порядок і яка мета його застосування?

33. Яка перевага використання зміщення взамін знакового біта в порядку?

34. Які найбільші та найменші додатні і від’ємні числа можуть бути представлені в форматі ІЕЕЕ-754?

35. Чому використовується представлення чисел з рухомою комою в нормалізованій формі?

36. Що таке нормалізація?

37. Чому упускається одиниця старшого розряду нормалізованої мантиси при зберіганні числа з рухомою комою?

38. Скільки розрядів має число з рухомою комою в форматі ІЕЕЕ-754 з одинарною точністю?

39. Скільки розрядів має число з рухомою комою в форматі ІЕЕЕ-754 з подвійною точністю?

40. Які є переваги та недоліки використання відмінної від 2 основи порядку для чисел з ру­хомою комою?

41. Назвіть особливості виконання операцій над числами з рухомою комою.

42. Коли використовується представлення чисел з поблоково-рухомою комою?

43. В яких випадках використовується формат представлення чисел з рухомою-рухомою комою?

44. Поясніть суть кодування чисел кодом BCD.

45. Приведіть двійково-десятковий код з 2 з 5 та назвіть вигоди від його використання.

46. Приведіть двійково-десятковий код з надлишком 3 та назвіть вигоди від його викорис­тання.

47. Поясніть суть кодування чисел кодом EBCDIC.

48. Що таке код ASCII і чим він відрізняється від коду BCD?

49. Скільки розрядів використовується в коді Unicode для представлення символу?

50. Чому був запроваджений стандарт кодування символів Unicode?

2.11. Задачі до розділу 2

1. Запишіть довільне число в двійковій системі числення та його кількісний еквівалент.

2. Запишіть довільне число в вісімковій системі числення та його кількісний еквівалент.

3. Запишіть довільне число в шістнадцятковій системі числення та його кількісний екві­валент.

4. Виконати наступні перетворення, використовуючи віднімання або ділення з остачею:

a. 658₁₀ =­­­­­­­­­­­­­­__________₃

b. 477₁₀ =__________₅

c. 518₁₀ =__________₇

d. 5401₁₀=­­__________₁₀

5. Виконати наступні перетворення, використовуючи віднімання або ділення з остачею:

а. 488₁₀ =___________₃

b. 5254₁₀=__________₉

6. Перевести наступні десяткові дробові числа в двійкові, обмежившись шістьма розряда­ми справа після коми:

a. 36.78125

б. 294.03125

с. 498.796875

d. 26.1240234375

7. Перевести наступні десяткові дробові числа в двійкові, обмежившись шістьма розряда­ми справа після коми:

a. 35.84375

b. 47.55

c. 50.90625

d. 74.874023

8. Представити наступні десяткові числа 8-розрядними двійковими із знаком в обернено­му і доповняльному кодах:

a. 67

b. 52

c. 219

d. 207

9. Використовуючи 3-розрядні слова, назвати всі можливі двійкові числа із знаком та їх десяткові еквіваленти при їх представленні в:

a. Прямому коді

b. Оберненому коді

c. Доповняльному коді

10. Використовуючи 4-розрядні слова, назвати всі можливі двійкові числа із знаком та їх десяткові еквіваленти при їх представленні в:

a. Прямому коді

b. Оберненому коді

c. Доповняльному коді

11. Визначити значення двійкового числа із знаком 1001, представленого в оберненому коді, в десятковій системі.

12. Для числа з рухомою комою, яке має 3-бітовий порядок і 5-бітову мантису із знаком знайти:

a. Найбільше додатне та найменше від’ємне нормалізовані числа.

b. Зміщення порядку, при якому всі значення порядку є від’ємними.

13. Використовуючи 14-розрядний формат числа, причому 5 розрядів - для представлення порядку, 8 розрядів - для представлення нормалізованої мантиси та один для її знаку:

a. Показати, як в цьому форматі будуть представлені числа 100.0 та 0.25.

b. Додати ці два числа в названому форматі.

14. Які найбільші та найменші додатні і від’ємні числа можуть бути представлені в форматі ІЕЕЕ-754?

15. Записати в десятковій системі 32-розрядне число Р0АВСВ78, представлене в форматі ІЕЕЕ з рухомою комою. Тут для запису числа використана шістнадцяткова система.

16. Показати, як в форматі ІЕЕЕ-754 з рухомою комою можуть бути представлені наступні числа: +1; -1; 356*2”.

17. Записати число N = -1 в форматі ІЕЕЕ-754.

18. Записати число N = -1.5 в форматі ІЕЕЕ-754.

19. Описати діапазони представлення чисел при використанні форматів з фіксованою і ру­хомою комою.

20. Вибрати формат представлення даних який забезпечує точність до 8 десяткової цифри та динамічний діапазон від 10 “ до 10²⁵. Тут число в дужках показник степеня.

21. Приведіть діапазони представлення чисел при використанні відмінної від 2 основи по­рядку для формату з рухомою комою.

22. Показати як в форматі ІЕЕЕ-754 з рухомою комою можуть бути представлені наступні числа: +1; -1; З56*2³³ .

23. Вибрати формат представлення даних, який забезпечує точність до 12 десяткової цифри та динамічний діапазон від 10²² до 10²². Тут число в дужках показник степеня.

24. Декодувати наступний лист в 7-розрядному АSСІІ коді без біта парності: 1001010 1001111 1001000 1001110 0100000 1000100 1000101

Дата добавления: 2014-11-06