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. Dogovor se vremenom proširuje i dograđuje, a on je ili ozakonjeni standard države ili preporuka neke međunarodne organizacije.

Skup svih znakova (grafema) koji se tako koriste naziva se APSTRAKTNA ABECEDA, koja zajedno s pripadnim binarnim (ili nekim drugim) kombinacijama tvori KOD. Pojedini znakovi u kodu nazivaju se KODNI ELEMENTI, a pripadni im zamjenjitelj, bilo da je u pitanju binarna kombinacija, neki drugi znak ili nešto treće, nazivaju 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 tiskaču.

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.

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) standarizirano, a drugih 128 kombinacija (128-255) dato 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 standarizirani 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.

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.

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 na poruku
  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 -- zahtijev za odgovor odredišta
  ACK -- potvrda odredišta o prijemu
  BEL -- aktiviranje zvučnog poziva
  BS --- brisanje kursorom unatrag (u lijevo) u redku
  HT --- kontrola tabulacije (skokova) u redku
  LF --- postavljanje kursora u novi red
  VT --- kontrola tabulacije (skokova) po redovima
  FF --- postavljanje papira tiskača na početak nove stranice
  CR --- vraćanje na polazni položaj u istom redku
  SO --- početak bloka znakova drugačijeg značenja
  SI --- kraj bloka znakova drugačijeg značenja
  DLE -- promjena značenja kontrolnih znakova
  DC1 od 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.

Poširenje 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 rašrenijom 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.