Введение. 
Разработка программ преобразования форматов двоичных данных

алгоритм программный двоичный кодирование Задача для разработки алгоритма и программной реализации на Эмуляторе микро-ЭВМ СМ-1800.

Пользуясь программой-монитором, занести в память ЭВМ, начиная с адреса 5000₁₆, следующий массив из 10 восьмиразрядных констант:

Будем рассматривать их как массив однобайтных целых чисел со знаком в прямом коде.

Составить программу, которая выбирает из исходного массива (с адреса 5000₁₆), отрицательные числа и преобразует их в массив кодов КОИ-7 шестнадцатеричных цифр, записывая с адреса 6000₁₆. (6000₁₆ — символ старшей шестнадцатеричной цифры 1-го числа, 6001₁₆ — символ младшей шестнадцатеричной цифры 1-го числа и т. д.).

Программу располагать в памяти с ячейки 4000₁₆.

Аналитическая часть

Двоично-десятичное кодирование Наряду с двоичными кодами, которыми оперирует ЭВМ, для ввода и вывода десятичных чисел (данных) используют специальное двоично-десятичное кодирование. При двоично-десятичном кодировании каждая десятичная цифра заменяется тетрадой (четверкой) двоичных цифр, а сами тетрады записываются последовательно в соответствии с порядком следования десятичных цифр. При обратном преобразовании двоично-десятичного кода в десятичный исходный код разбивается на тетрады вправо и влево от запятой, которые затем заменяются десятичными цифрами.

Таким образом, при двоично-десятичном кодировании фактически не производится перевод числа в новую систему счисления, а мы имеем дело с двоично-кодированной десятичной системой счисления.

Например, десятичное число 15₍₁₀₎⁼ 1111₍₂₎= 0001 0101₂₋₁₀.

Арифметические действия над ДД-кодами.

Приведем один из алгоритмов сложения, который получил довольно широкое распространение.

• 1. Сложение чисел начинается с младших цифр (тетрад) и производится с учетом возникающих переносов из младших разрядов в старшие.
• 2. Вычитание мы заменяем сложением, причём число, которое мы вычитаем, нужно перевести в прямой, обратный и дополнительный коды.

Час я приведу примеры сложения и вычитания ДД-кодов, взятых из задания к своему курсовому проекту.

Произвести сложение А=0716 и В=2216.

А₂₋₁₀ 111.

B₂₋₁₀100 010.

С₂₋₁₀ 101 001.

Теперь вычтем, например, из А=85₁₆ В=22₁₆.

22₁₆=0010 0010₂₋₁₀. Переведем это число в прямой, в обратный, затем в дополнительный коды. Получим число -22₁₆=1110 1110₂₋₁₀=B'.

Нужно сложить A и B'.

А₂₋₁₀ 10 000 101.

B'₂₋₁₀ 1110 1110.

С ₂₋₁₀ 0110 0011.

Должно получиться число С₁₆=63. Так и есть, младшая тетрада — это 3, а старшая — это 6.

Стандарты кодирования текстов Для компьютерного представления текста необходимо каждому знаку присвоить некоторое число — его код. Все современные таблицы кодировок происходят от возникшей еще в 60-е годы 7-разрядной таблицы ASCII (American Standard Code for Information Interchange), которая содержит 33 кода команд или управляющих символов, большая часть которых сегодня не используется, и 95 кодов для различных знаков, достаточных для работы с английскими текстами. При 7-разрядном кодировании каждому символу сопоставляется 7 бит, то есть число в диапазоне от 0 до 127. В простых текстовых (plain text) файлах допустимы только управляющие символы, отмечающие концы строк и переходы на позиции табуляции. Скажем, маркер конца строки в Linux — это код 10, в Macintosh OS — 13, в CP/M, DOS и Microsoft Windows — последовательность кодов 13, 10.

Для аналогичного представления знаков русского алфавита ныне применяется таблица КОИ-7 (Код для Обмена Информацией 7-битный. У такого кодирования есть два важных преимущества: оно компактно (для доступа к латинским и другим буквам и возврата обратно к кириллице используются специальные управляющие коды) и вводит естественную транслитерацию, что позволяет работать с текстами на русском единообразно в разных компьютерных системах. Со временем такая кодовая таблица оказалась недостаточной для широкого использования из-за отсутствия в ее составе кодов символов русского алфавита (кириллицы) и псевдографики (символов, позволяющих строить примитивные графические изображения на текстовом экране). Возникли новые модификации кода КОИ-7, так называемые таблицы КОИ-7 Н1, КОИ-7 НПО, КОИ-7 НАП и КОИ-7 НПП, которые, в свою очередь, не полностью решили возникшие проблемы.

Все это привело к появлению нового кодового стандарта, так называемого кода КОИ-8. При этом способе кодирования для представления символа используется 8 бит информации, что дает возможность в рамках одной кодовой таблицы использовать 256 (2⁸) символов. Первая половина таблицы полностью совпадает с кодовой таблицей КОИ-7 НО, вторая половина таблицы, содержащая символы большой и малой кириллицы, практически повторяет кодовую таблицу КОИ-7 Н1, но значения кодов символов кириллицы увеличены на 128. Такое построение таблицы обусловлено желанием сохранить совместимость между этими двумя стандартами. В этой таблице, в отличие от предыдущей, представлена шестнадцатеричная кодировка.

ASCII-коды все еще довольно широко используются для текстов на английском, особенно в США, а также в системах e-mail. Стандартные текстовые утилиты UNIX (grep, sed, awk) вплоть до середины 90-х по умолчанию могли работать только с ASCII — подключение 8-го бита требовало их перекомпиляции. Сегодня 7-битная кириллица встречается, пожалуй, только в системе для подготовки научных публикаций TEX, да и то неявно, а для кодирования символов алфавитов большинства языков используется 8-разрядное кодирование, при котором каждому символу сопоставляется 8 бит или 1 байт кода. Код представляет собой число в диапазоне от 0 до 255, а первые 128 символов при таком кодировании аналогичны ASCII.

Существует пять признанных во всем мире таблиц кодировки русских букв:

• · ISO 8859−5 — стандарт международной организации по стандартизации для кириллицы, в РФ используется редко. Базируется на основной кодировке ГОСТ. Псевдографика отсутствует.
• · Кодовая страница (code page, CP) 866 основана на альтернативной кодировке ГОСТ. Она создана специально для ОС MS-DOS, в которой часто используются символы псевдографики. Практически вытеснена следующей таблицей.
• · Кодовая страница 1251 для Microsoft Windows стала популярной благодаря огромному влиянию фирмы Microsoft на рынок компьютерных технологий. Кроме того, в ней отсутствует ненужная в графических средах поддержка символов псевдографики и гораздо полнее, чем в других кодировках, представлены такие символы, как ©, ®, №, различные виды кавычек, тире и т. п.
• · На базе ГОСТ КОИ-8 сделана koi8-r (кодовая страница 878) — применяется в мире Linux. В ней естественным образом обеспечивается связь с 7-разрядным кодированием: отбрасыванием восьмого бита из кода буквы русского алфавита koi8-r получается код той же буквы в КОИ-7. Кодировка поддерживает символы псевдографики, занимающие около половины всех кодов. В 1993 году стандартизирована в Интернете, а в начале XXI века появились ее модификации koi8-u и koi8-ub — с дополнениями до украинского и затем, соответственно, до белорусского. В koi8-ub вместо символов псевдографики включаются знаки разнообразных кавычек и тире, №, евро, иены и т. п. Эта кодировка находится на начальной стадии внедрения, и ее перспективы пока туманны.
• · Кодовая страница 10 007 — используется на компьютерах Macintosh, по своему набору знаков почти совпадает с CP1251.