2.2. KOD I KODIRANJE

Pretpostavka uspješnog komuniciranja računala u razmjeni ili obradi podataka je DOGOVOR o skupu znakova koji će se u radu s računalom koristiti te pripadnim binarnim kombinacijama za svaki od znakova i zadaći koja se za svakog ima izvršiti. Tko se ne drži dogovora ne može komunicirati s ostalima koji štuju dogovor; sam sebi kopa 'jamu'. Dogovor se vremenom proširuje i dograđuje, i može postati ozakonjeni standard države ili preporuka neke međunarodne organizacije. Navedeno nije pojam koji je vezan uz zaštitu podataka (kriptiranje), već se odnosi isključivo na međusobnu komunikaciju između računala, odnosno njihovih korisnika.

Skup svih znakova (grafema) koji se koriste u komunikaciji naziva se APSTRAKTNA ABECEDA, koja zajedno s pripadnim binarnim (ili nekim drugim) kombinacijama tvori KOD. Znak u kodu naziva se KODNI ELEMENT, a pripadni mu zamjenitelj, bilo da je u pitanju binarna kombinacija, neki drugi znak ili nešto treće, naziva se KODNA ZAMJENA.

Broj kodnih elemenata u apstraktnoj abecedi naziva se OBIM KODA. Kod računala broj uporabljenih elemenata proporcionalan je broju bit-a koji se žele uporabiti za kodnu zamjenu prema slijedećem izrazu:

Primjer I

Koliko se znakova može kodirati ako se koristi kodna zamjena od:

        A.) 2 bit-a,
        B.) 4 bit-a,
        C.) 8 bit-a,

A.) S dva bit-a moguće je ostvariti slijedeće kodne zamjene:

B.) Proširenjem na četiri bit-a po kodnoj zamjeni daje veći broj mogućih uporabljenih kodnih elemenata:

Bit najveće težine (prvi s lijeve strane) često se naziva VODEĆI BIT binarne kombinacije. Najmanje značajan bit (Least Significant Bit) obično ima oznaku LSB, a vodeći bit ima najveći značaj i oznaku MSB (Most Significant Bit).

C.) Mikroračunala najčešće koriste kod od osam bit-nih kodnih zamjena te je:

Koji će se znak pridružiti određenoj kodnoj kombinaciji (kodnoj zamjeni) ovisiti će o prihvaćenom dogovoru korisnika.

Postupak pretvaranja kodnog elementa u kodnu zamjenu naziva se KODIRANJE, a postupak pretvaranja kodne zamjene u odgovarajući znak naziva se DEKODIRANJE. Kod računala postupak kodiranja u pravilu se odvija preko tipkovnice, a postupak dekodiranja očituje se kao prikaz na ekranu monitora računala ili na pisaču.

Morze-ov kod nije imao kombinacije impulsa raznolike samo po rasporedu već i po broju impulsa i njihovoj duljini trajanja. Takav neujednačeni kod nije prikladan u računalnoj tehnici zbog otežane sinkronizacije i prepoznavanja. Prikladnije je kad svaka kodna zamjena jednako vremenski traje.

U računalnoj tehnici najraširenija je uporaba BCD i ASCII koda.

2.2.1. BCD kod

BCD je skraćenica od 'Binary Coded Decimal', što znači: binarno kodirana dekada. Kodiranje u BCD kodu obavlja se nadomještanjem svake dekadne znamenke s njenim četvero bit-nim binarnim ekvivalentom, a to znači da se ne koriste sve raspoložive kombinacije od četiri bit-a već samo prvih deset iz prikaza B.) u primjeru. Binarni broj prikazan u BCD kodu sličan je heksadekadnom broju, samo bez znamenki A, B, C, D, E i F.

Primjer II

Pretvorba BCD binarne kombinacije u dekadni broj.

Ovaj kod ima raširenu primjenu u mjernoj tehnici.

Osnovna namjena BCD koda je prijenos podataka koji su prvenstveno brojčane vrijednosti i stoga se vrlo često koristi u mjernim sustavima. Kako digitalno računalo, osim s brojevima operira i sa slovima i drugim posebnim znakovima, potrebito je uzeti veći broj binarnih kombinacija. Osnova današnjih računala je ASCII kod s osam bit-nim kodnim zamjenama.

2.2.2. ASCII kod

ASCII kod je skraćenica od početnih slova rečenice 'American Standard Code for Information Interchange', što prevedeno znači: Američki standardni kod za razmjenu informacija. Tijekom razvoja računalne tehnologije definirano je više varijanti ovoga koda. Najčešće je u uporabi osam bit-na varijanta u kojoj je prvih 128 kombinacija (0-127) standardizirano, a drugih 128 kombinacija (128-255) ostavljeno je na volju korisniku da sam kreira kodne elemente. Prvih 128 elemenata koda prikazano je na narednoj tablici.

Tablica 2.2.1 Prvih 128 elemenata ASCII koda.

Kod je zamišljen da omogući što veću fleksibilnost i brzinu. Tako na primjer sve instrukcije imaju bit-ove 'b6' i 'b5' jednake nuli, a bit 'b7' je nula ako su u pitanju standardizirani znakovi, odnosno jedan ako su u pitanju znakovi definirani od korisnika, koji čine drugu grupu od 128 znakova ASCII koda. Znakovi velikih i malih slova poklapaju se u prva četiri bit-a (b0-b3) i prepoznaju se analizom 'b5', a za sva slova 'b6' je jedan. Tablica sa slike 2.2.1 je organizacijski prikaz ASCII koda, a u našem podneblju najčešće se koristi kodna tablica prikazana u prilogu 9e, u kojoj su naznačeni nama interesantni grafemi, osobito od kad su DOS-oliki operativni sustavi otišli u mirovinu.

Iz tablice lako se pronađe binarna kodna zamjena znaka čitajući bit-ove 'b7-b0' i heksadekadna vrijednost znaka čitajući stupac-redak. Vrlo koristan sadržaj o kodiranju nalazi se na sjedištu 'The Ultimate Guide to ASCII Encoding'.

Primjer III

Izračun vrijednosti znakova ASCII koda izražen različitim brojevnim sustavima.

"STX" = 0000 0010₂ = 03₁₆ = 3₁₀

" W " = 0101 0111₂ = 57₁₆ = 87₁₀

" k " = 0110 1011₂ = 6B₁₆ = 107₁₀

Pretvorba iz heksadekadnog u dekadni oblik nije preteška jer su u pitanju samo dvije heksadekadne znamenke. Prva četiri bit-a binarnog broja (očitavano s desna u lijevo) čine heksadekadnu znamenku nižeg reda, a naredna četiri bit-a binarnog broja čine heksadekadnu znamenku višeg reda.

Dakle, svaki znak ili instrukcija opisani su s kombinacijom od po 4 bit-a višeg i nižeg reda i grupirani su tako da se brzo prepoznaje o kojem je znaku riječ. Bit-ovi od 'b0-b6' nazivaju se informativni bit-ovi, a bit 'b7' pomoćni bit.

Značenje pojedinih instrukcija ASCII koda je:

        NUL -- logički uređaj bez utjecaja ili odziva (crna rupa)
        SOH -- oznaka početka kontrolnih podataka pred blokom poruke
        STX -- oznaka kraja kontrolnih podataka i početak bloka poruke
        ETX -- oznaka kraja bloka poruke
        EOT -- oznaka kraja prijenosa podatka (kontrole i poruke)
        ENQ -- zahtjev za odgovor odredišta
        ACK -- potvrda odredišta o prijemu
        BEL -- aktiviranje zvučnog poziva
        BS --- brisanje kursorom unatrag (u lijevo) u retku
        HT --- kontrola tabulacije (skokova) u retku
        LF --- postavljanje kursora u novi red
        VT --- kontrola tabulacije (skokova) po redovima
        FF --- postavljanje papira pisača na početak nove stranice
        CR --- vraćanje na polazni položaj u istom retku
        SO --- početak bloka znakova drugačijeg značenja
        SI --- kraj bloka znakova drugačijeg značenja
        DLE -- promjena značenja kontrolnih znakova
        DC1 do DC4 -- korisnički definirani kontrolni znaci
        NAK -- odgovor prijemnika o neostvarenom prijemu
        SYN -- održavanje sinkronizacije (usklađenosti) prijenosa
        ETB -- oznaka kraja bloka podataka
        CAN -- poruka o pogrešno otposlanim podacima
        EM --- fizički kraj pošiljanja podataka
        SUB -- slijedi zamjena za neispravne podatke
        ESC -- daje mogućnost uporabe proširenja koda
        FS --- rastavljač blokova podataka (datoteka)
        GS --- rastavljač grupe podataka u bloku
        RS --- rastavljač pojedinih zapisa u grupi
        US --- rastavljač jedinica
        SP --- razmak (prazan znak)
        DEL -- brisanje znaka s desne strane kursora

1968. godine međunarodna organizacija za telekomunikacije i promet (CCITT) ustanovila je MEĐUNARODNI KOD br.5, koji se u suštini ne razlikuje od ASCII koda.

Proširenje ASCII koda (drugih 128 znakova) u početku je sadržavalo uglavnom znakove grčkog pisma, znakove lokaliteta i znakove za kreiranje okvira prema prilogu 9a i 9c, ali prodorom Windows operativnog sustava i sve raširenijom primjenom UNICODE-a sve se više koristi kodna tablica prema primjeru u prilogu 9g u kojem su izdvojeni samo naši grafemi, a prethodno navedene kodne tablice odlaze ili su otišle u zaborav. Kako PC grafičke kartice u načelu moraju podržati sva naslijeđena DOS obilježja programske potpore, te ako se pokrene stara programska potpora izrađena u QBASIC-u ili nečemu sličnom, na zaslonu monitora uredno će se prikazati svi posebni znakovi specifični za 437 kodnu tablicu u bojama koje su programeru tada bile raspoložive, bez obzira što se aplikacija izvršava u recimo 'XP' okruženju. Rade stare igre, ali ne baš sve. Glede osiguranja potpune kompatibilnosti u radu starije programske potpore treba instalirati emulator (DOSBox ili VDMSound), dopunu operativnom sustavu koja zna rastumačiti starije aplikacije, ili uporabiti Virtual PC u kojem će se instalirati 'stari' operativni sustav i 'stara' programska potpora u njega.

Interesantno je da međunarodni standardi u računalstvu nemaju težinu kao nekakve zakonske regulative, već su to uglavnom preporuke. Ako netko šalje poruku koja se temelji na primjeni ASCII koda, svi koji taj kod primjenjuju mogu je razumjeti. Ako netko koristi neka individualna rješenja upitno je koliko će ga 'zapasti' nekompatibilnost s ostalim članovima zajednice. Tko će kupiti nekakav DVD uređaj, koji se ne pridržava preporučenih standarda, ako ne može na njemu gledati filmove? Bez obzira na to što je možda tehnički napredniji.

Kao i znakovi, po istom načeli mogu se pretvoriti elementi slike ili zvuka u binarne kombinacije pomoću odgovarajućih kodera, programskih zapisa koji opisuju način pretvaranja nekog sadržaja u binarni zapis. Obrnuti postupka nazva se dekodiranje. Vrlo često oba postupka objedinjena su kao jedinstveni programski zapis nazvan CODEC (skraćeno od COder-DECoder / COmpressor-DECompressor). U suštini njihov rad zasniva se na matematičkim algoritmima koji osim pretvorbe u binarni oblik ujedno vrše i sažimanje izvornog signala i obratno.

Sažimanje se može izvršiti na dva načina:

Sažimanje bez gubitka; mehanizam komprimiranja podataka na način da se prilikom dekompresije dobije sadržaj identičan sadržaju koji se komprimira. Osobitost je očuvanje originalnog zapisa ali veći komprimirani sadržaj. Ovaj način koristi se kod komprimiranja sadržaja koji se često ne koriste i kada se želi smanjiti zauzeće na mediju za pohranu, na primjer kod sustava za arhiviranje podataka, ili recimo za smanjenje veličine privitka pri slanju elektroničkom poštom.
Sažimanje s gubitkom; mehanizam komprimiranja podataka na način da se prilikom kompresije svjesno odbacuju 'manje važni izvorni sadržaji', te se dobije komprimirani sadržaj ponekad višestruko manji od prethodnog opisanog mehanizma. U slučaju dekompresije dobiveni sadržaj ne odgovara izvornom i originalni zapis nije očuvan. Ovaj način koristi se najčešće kod sažimanja multimedijskih sadržaja, kod sustava kao DVB ili 'kućno kino'.

Neki algoritmi zaštićeni su patentnim pravima a neki slobodno raspoloživi ali često i nekvalitetni, svakom na volju da uporabi što mu se više isplati. I ovdje značajnu ulogu imaju preporuke neke međunarodne organizacije kao na primjer za način obrade analognog TV signala slike u digitalni prema DVB-T (zemaljski prijenos), DVB-S (satelitski prijenos) i DVB-C (kabelski prijenos) standardima.

Citiranje ove stranice:
Radić, Drago. " Informatička abeceda " Split-Hrvatska.
{Datum pristupa}; https://informatika.buzdo.com/datoteka.
Copyright © by Drago Radić. Sva prava pridržana. | Odgovornost