.png "دروس المعلوماتية")
أنظمة الترميز العالمية
المقدمة
تعتبر أنظمة الترميز الأساس الذي تقوم عليه عمليات تمثيل البيانات في الحواسيب. هذا الدرس يغطي أربعة أنظمة رئيسية للترميز، مع التركيز على تركيبها، استخداماتها، ومقارنة شاملة بينها.
I. أنظمة الترميز العالمية
1. نظام ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
الخصائص الأساسية
- السنة: 1963 (تم تحديثه لاحقًا)
- الحجم: 7 بت (128 حرفًا) → الموسع 8 بت (256 حرفًا)
- النطاق: الحروف الإنجليزية، الأرقام، رموز التحكم
جدول ترميز ASCII (جزء منه)
| الحرف | الترميز الثنائي | العشري | السداسي عشر |
|---|---|---|---|
| A | 01000001 | 65 | 0x41 |
| a | 01100001 | 97 | 0x61 |
| 0 | 00110000 | 48 | 0x30 |
| LF (Line Feed) | 00001010 | 10 | 0x0A |
مثال تطبيقي
كلمة "Hi" في ASCII:
- H → 01001000
- i → 01101001
- التمثيل الكلي: 01001000 01101001
إيجابيات وسلبيات
| المميزات | العيوب |
|---|---|
| التوحيد العالمي | محدودية الرموز (لا يدعم العربية) |
| البساطة | عدم كفاية للمجموعات الحرفية الكبيرة |
2. نظام EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)
الخصائص الأساسية
- السنة: 1963 (بواسطة IBM)
- الحجم: 8 بت (256 حرفًا)
- الاستخدام الرئيسي: أنظمة IBM الكبيرة (Mainframes)
مقارنة مع ASCII
| الحرف | ASCII | EBCDIC |
|---|---|---|
| A | 01000001 | 11000001 |
| 0 | 00110000 | 11110000 |
تركيب EBCDIC
المناطق (Zones):
- البتات 0-3: تمثل القيمة الرقمية
- البتات 4-7: تحدد نوع الحرف (رقم، حرف كبير، إلخ)
مثال
حرف 'S' في EBCDIC:
11100010 (0xE2)
إيجابيات وسلبيات
| المميزات | العيوب |
|---|---|
| كفاءة في الأنظمة الكبيرة | عدم التوافق مع ASCII |
| دعم عمليات الأعمال | تعقيد في الترميز |
3. نظام BCD (Binary Coded Decimal)
الخصائص الأساسية
- المبدأ: تمثيل كل رقم عشري بـ4 بت
- الاستخدام: الأنظمة المالية والعلمية
جدول ترميز BCD
| الرقم | الترميز |
|---|---|
| 0 | 0000 |
| 1 | 0001 |
| ... | ... |
| 9 | 1001 |
تمثيل العدد 539
- 5 → 0101
- 3 → 0011
- 9 → 1001
- التمثيل الكلي: 0101 0011 1001
الفرق بين BCD والثنائي العادي
العدد 12:
- ثنائي عادي: 1100 (غير مباشر)
- BCD: 0001 0010 (1 و2 منفصلان)
إيجابيات وسلبيات
| المميزات | العيوب |
|---|---|
| دقة في الحسابات المالية | هدر في المساحة (4 بت لكل رقم) |
| سهولة التحويل للإنسان | عمليات حسابية معقدة |
4. نظام Excédent-3 (Excess-3)
الخصائص الأساسية
- المبدأ: BCD + 3 (لتحسين العمليات الحسابية)
- الصيغة: Excess-3 = BCD + 0011
جدول الترميز
| الرقم | BCD | Excédent-3 |
|---|---|---|
| 0 | 0000 | 0011 |
| 1 | 0001 | 0100 |
| ... | ... | ... |
| 9 | 1001 | 1100 |
مثال
العدد 4:
- BCD: 0100
- Excédent-3: 0111 (0100 + 0011)
فوائد Excédent-3
- تبسيط عمليات الطرح (باستخدام متممات)
- تجنب بعض مشاكل BCD في الحسابات
II. التطبيق النهائي: مقارنة وتحليل
جدول مقارنة شامل
| المعيار | ASCII | EBCDIC | BCD | Excédent-3 |
|---|---|---|---|---|
| الحجم | 7/8 بت | 8 بت | 4 بت/رقم | 4 بت/رقم |
| الاستخدام | عام | أنظمة IBM | مالي | حسابي |
| الدعم اللغوي | محدود | واسع | أرقام فقط | أرقام فقط |
| كفاءة المساحة | عالية | متوسطة | منخفضة | منخفضة |
| التوافق | واسع | محدود | متخصص | متخصص |
التمارين العملية
التمرين العملي 1
حول العبارة التالية إلى جميع الأنظمة الممكنة:
- النص: "IBM 2023"
- الأنظمة: ASCII، EBCDIC (افتراضي)، BCD للأرقام
التمرين العملي 2
قم بإجراء العملية الحسابية التالية في BCD وExcédent-3:
7 + 6
قارن النتائج وحدد أي النظام كان أدق.
التمرين العملي 3
صمم جدول تحويل بين:
- BCD
- Excédent-3
للأرقام من 0 إلى 9، مع إعطاء مثال على فائدة Excédent-3 في الطرح.
الخاتمة
- ASCII: المعيار العالمي للتبادل الأساسي
- EBCDIC: متخصص لأنظمة IBM
- BCD: الدقة في التطبيقات المالية
- Excédent-3: تحسين للأداء الحسابي
نصيحة أخيرة: عند العمل على أنظمة مالية أو علمية، يُفضل استخدام BCD أو Excédent-3 لتجنب أخطاء التقريب.