binær kode

Ordet "Wikipedia" (binær representasjon av ASCII- koden)

En binær kode er en kode der informasjonen er representert av sekvenser av to forskjellige symboler (for eksempel 1/0 eller true / false ). Grunnlaget for dette systemet tallet 2. Begrepet stammer fra det latinske prefikset bi om hva betydningen av to eller to gjør.

På grunn av sin enkelhet danner binære koder vanligvis grunnlaget for behandling av digital informasjon og blir derfor ofte nevnt i forbindelse med behandlingen; “Datamaskiner jobber med denne koden”. Mange av de binære kodetyper har sitt utspring innen informasjonsteknologi og brukes der; Begrepet "binær kode" brukes også i datamaskinspråket som et synonym for maskinkode , maskinprogram eller maskinspråk.

Binære koder er teknisk veldig enkle å kartlegge og behandle, f.eks. B. gjennom spenninger: spenning påføres → tilsvarer 1 eller logisk sant, spenning påføres ikke → tilsvarer 0 eller logisk falsk. Denne minste informasjonsenheten fra 1/0 eller true / false blir også referert til som litt innen informatikk . Mer kompleks informasjon med høyere verdi kan kartlegges gjennom logiske lenker ved hjelp av boolsk algebra eller teknisk sammenkobling av flere av disse enkle verdiene ved hjelp av logiske porter . Hvordan informasjon med høyere verdi blir kartlagt, bestemmes nøyaktig av den respektive koden. For eksempel, i ASCII- koden, er bitsekvensen 1000001 "A", 1100001 er "a" - for mennesker er imidlertid bokstavene lettere å forstå enn de tilsvarende bitsekvensene.

Representasjonen og tolkningen av informasjon ved bruk av binære koder er ikke knyttet til et bestemt medium, men kan brukes hvor endringen mellom to tilstander kan genereres og måles på nytt. For eksempel ville det til og med være mulig (om enn meningsløst på grunn av den lave dataoverføringshastigheten ) å overføre informasjon i binær form med røyksignaler (lang røyking → logisk 1, kort røyking logisk 0).

applikasjon

En klokke som viser tiden 3:25 ved hjelp av den doble koden

Som Claude Shannon beviste på slutten av 1930-tallet, er det mulig å utføre logiske operasjoner med brytertilstander (som 0 eller 1). Slike binære koder kan kartlegges i teknologi ved bruk av elektroniske eller elektromagnetiske signaler. Informasjonen lagret på denne måten kan behandles med komplekse algoritmer som er implementert på integrerte kretser som de som brukes i prosessorene til et bredt utvalg av datamaskiner .

Numeriske verdier

Binære koder kan brukes til å representere hele tall med et verdiområde fra 0 til n, avhengig av antall bits som brukes. Grunnlaget er det dobbelte systemet . Andre typer tall kan også representeres med egne konvensjoner, f.eks. B. Flytpunkttall ( IEEE 754 ), negative verdier ( to komplement ). Også tekster og spesialtegn er representert med binær kode, i hvilket tilfelle hvert tegn i en forhåndsbestemt bitkombinasjon tilsvarer koden hvis elementer hver er i binær kode.

Beskyttelse mot overføringsfeil

Ved overføring av data brukes ofte spesielle koder, der overføringsfeil kan gjenkjennes og muligens til og med korrigeres . Disse kodene har høyere redundans , så de bruker flere biter enn det som er nødvendig for å representere informasjonen som skal overføres.

Kodekonvertering

Forskjellige kodesystemer brukes vanligvis til å transportere, behandle eller vise data. For dette formål konverteres eksisterende data til en annen kode, vanligvis automatisk som en del av behandlingen . Så z. For eksempel ble numeriske data lagret på hullkort (i en 1-ut-av-n-kode) konvertert til EBCDIC- koden for behandling i datamaskinen under leseprosessen ; Beløpsfelt som er lagret som binære tall blir konvertert til en tegnkode som ASCII for visning (for eksempel i fakturaskjema eller kontoutskrift); Ved utskrift konverterer skriverdriveren eller selve informasjonen informasjonen som skal skrives ut, til en skriverspesifikk kode. Såkalte tegnsett-tabeller , også kjent som “kodesider”, kan brukes til å konvertere koder .

Anerkjennelse / identifisering av binære koder

Selv om bitmønsteret til lagrede data antyder bruk av en bestemt kode rent visuelt, er det vanligvis ikke mulig å tydelig identifisere koden. Generelt inneholder ikke data eksplisitt informasjon om koden som den lagres etter. Snarere, når data er tilgjengelig eller behandlet, må koden (format) være 'implisitt kjent'. Eksempler:

  • Maskinkode for et dataprogram : Den eksisterer som en lang sekvens av biter. Disse bitene er f.eks. B. til ASCII-tekster, faste eller flytende punktnumre, adresseinformasjon (hver med individuell lengde) og til maskinkommandoer 'buntet' og ser ut til å være uten struktur i hovedminnet eller i programbiblioteker. Instruksjonene / erklæringene som er beskrevet i kildeteksten alene bestemmer formatet til disse kodedelene og dermed også koden. I samsvar med disse spesifikasjonene bruker programmereren kommandoer som,generertsom maskinkommandoer av oversetteren , samsvarer med de definerte datatypene og kodene.
  • Det samme gjelder filer som er lagret på databærere : De må behandles med passende programmer, f.eks. B. med programmer for regneark, tekstbehandling, grafisk display etc. (for hvilke de filtyper er et hjelpemiddel i enkelte operativsystemer ) - og / eller han har til å konvertere data tilsvarende før behandling. Uten denne justeringen kan ikke dataene behandles, eller f.eks. B. en normal teksteditor viser annet enn i ASCII-kodede data som en forvirret 'datasalat'.

Ulike binære koder kan brukes i en database eller datapost , avhengig av strukturen. Når du bestemmer datastrukturen, defineres ( erklæres ) sekvensen av datafelter og formatet . Dette resulterer i koden som skal brukes for hvert felt. Eksempel: 'Record lengde' felt = dobbel kode 2Byte; Posttype = ASCII 2 byte, gyldig fra dato = hexCode (ÅÅÅÅMMDD) 4 byte; Beløp = fast punkt nummer 2 des plasserer 16 byte.

Eksempler

Klassifiseringsalternativer

Binære koder er definisjoner der en viss mengde bit er koblet for å kunne representere definert høyere verdi (enn bare dobbel ja-nei-informasjon). De mange varianter av binære koder kan klassifiseres etter forskjellige kriterier :

  • Eksistensform av binære kodeelementer (med eksempler):
  • Relatert til dette: Type behandling av koden: manuelt uten verktøy, mekanisk, elektronisk
  • Type mer viktig informasjon: Koder for faste punktnumre, flytende tall, alfanumeriske tegn
  • Antall bits kombinert i koden for å danne mer viktig informasjon: BCD-kode = 4 (for tall fra 0 til 9), Hex-kode = 4 (for verdier fra 0 til F, tilsvarer numerisk 0 til 15), ASCII = 7, EBCDIC = 8.
  • Fast eller variabel struktur av koden: fast for de fleste tegnkoder, variabel f.eks. B. JPG- bilder eller maskinkode
  • Bruk av sjekkbiter i koden: Nei, Ja (f.eks. Med grå kode )

Kode eksempler

Binær kode: Betydning / betydning av settbiter avhengig av kode
Dobbel kode

Dobbelkoden er den eldste og hyppigst brukte binære koden, som kan kartlegge hele tall i det dobbelte systemet . Det ble allerede beskrevet på begynnelsen av 1700-tallet. Ved å bruke den doble koden kan du for eksempel bruke de ti fingrene på begge hender til å representere et hvilket som helst desimaltall fra 0 til 1023 (   ). Koden definerer hvor mange biter som brukes til å representere tall; vanlige eksempler er: 1 byte (= 8 bits), 2, 4 eller 8 byte.

BCD-kode

I BCD-koden er sifrene 0 til 9 kodet i fire biter. Tallene fra 0000 til 1001 kan oppstå. BCD-koden er også kjent som 8-4-2-1-koden.

EBCDIC-kode

EBCDIC- koden utviklet av IBM er en 8-bits tegnkoding basert på den eldre BCD-koden og med i. Store og små bokstaver, spesialtegn og sifrene 0 til 9 er kodet. EBCDIC brukes nesten utelukkende på mainframes .

ASCII-kode

Den amerikanske standardkoden for informasjonsutveksling koder alle tegn, inkludert spesielle engelske tegn i syv biter. Totalt 128 (  ) forskjellige tegn kan kodes med ASCII-koden  . I intern databehandling som er rettet mot byte-lagringsenheten, blir den ubrukte biten vanligvis tildelt '0'.

Maskinkode

Koden som kan utføres direkte av dataprosessorer er definert i instruksjonssettet til individuelle prosessortyper og inneholder alltid en opkode og, om nødvendig, annen informasjon som kreves for å utføre instruksjonen, som adresser, bokstaver osv. I en nøyaktig definert struktur, f.eks B. Opcode 8 bits, adresseinformasjon 16 byte, registerinformasjon 4 bits.

Overflødig kode

Den overskytende koden kan også brukes til å konvertere signert tall i binær kode. Hovedsakelig er verdiområdet forskjøvet.

Stjålet kode

Den Stibitz kode er en komplementær BCD-kode, noen ganger er det også kalles overflødig 3 koden. Det muliggjør også koding av desimaltall fra 0 til 9.

Aiken-kode

Den Aiken kode er også en komplementær BCD-kode. Den tildeler 4 bits til alle desimaltegn. Den skiller seg bare fra BCD-koden i vektingen av de enkelte bitene.

1-ut-av-n-kode

Den 1-ut-av-n-kode , også kjent som 1-ut-av-10-kode, koder for et desimaltall på n biter, hvorav bare én bit kan være en av gangen. Den kontrollsummen av den kodet nummer alltid resulterer i 1. Imidlertid er denne koding er ikke særlig effektiv, siden teoretisk opp til ulike tall kan være kodet med n biter . Et eksempel på bruk av denne koden er hullkortet , der hullposisjonene 0 til 9 ble brukt alternativt for rent numeriske data.

Grå kode

Den Gray-koden er en kontinuerlig eller ett-trinns-kode. Spesialiteten er at nærliggende verdier bare skiller seg med en bit. Fordelen er at små unøyaktigheter ved lesing ikke fører direkte til feil informasjon.

Se også

Individuelle bevis

  1. ↑ binær kode. itwissen.info, åpnet 19. november 2012 .
  2. ^ Prefiks "bi". Duden, åpnet 19. november 2012 .
  3. ↑ a b Presentasjon av det binære systemet. kioskea.net, åpnet 1. mars 2013 .
  4. ↑ få løsningen
  5. ↑ Binære koder og kodeomformere. oszkim.de, åpnet 19. november 2012 .
  6. ↑ Grå kode. (PDF; 13 kB) Hentet 19. november 2012 .