Кодировка (или кодирование) – это процедура преобразования данных и сигналов из формы представления, удобной для восприятия человеком, в форму, которую распознает электронное устройство. Прием, позволяющий подготовить информацию для обработки, передачи, а также дальнейшего хранения.
Получаемые данные будут обрабатываться в виде логических единиц и нулей – в двоичной системе. Если числовые символы можно перевести в такую форму представления без проблем, то с кириллицей и другими буквами ситуация обстоит иначе. Буквы не поддерживают перевод в двоичный код. Вместо этого записи сначала преобразовываются в числа по специальной таблице символов. Далее компьютер считывает полученные данные и выдает результат.
В истории сложилось так, что были созданы несколько таблиц символов. Связано это с большим количеством национальных алфавитов, а также разными позициями относительно их написания.
Статья расскажет о существующих кодировках, а также поможет понять, как выразить символы кириллицы в UTF-8 и UTF-16.
Виды кодировок
Кодировать символы можно разными способами. Ситуация напрямую зависит от того, какая кодировка используется в системе. Существуют различные ее виды. Основные:
- ASCII;
- CP866;
- KOI8-R;
- Windows 251;
- Unicode.
Чаще всего встречаются первая и последняя кодировки. Не все они распознают буквы русского алфавита. Далее каждый вариант будет рассмотрен более подробно. А еще предстоит выяснить, что делать, если при попытке закодировать кириллицу на экране появляются непонятные записи.
ASCII – базовая кодировка
ASCII – American Standard Code for Information Interchange. В русском языке произносится как «Аски». Базовая кодировка для работы устройств. Первые 128 ее символов являются наиболее используемыми. Они включают в себя:
- латинские буквы;
- цифры (арабские);
- служебные компоненты;
- знаки препинания.
Для кодировки используется один байт. Это привело к тому, что у ASCII появились расширенные версии. Изначально данные таблицы не предоставляли возможность работы с кириллицей и русскими символами. Вместо них на экране появлялись непонятные записи – «кракозябры».
Выше представлены стандартные таблицы ASCII. В них русского алфавита нет – он не предусмотрен действующими правилами.
Расширенные ASCII
ASCII положила начало развития актуальных современных таблиц кодирования информации. Изначально она содержала 128 составляющих, но в расширенной версии их стало 256. Это дало возможность добавления новых алфавитов для корректного распознавания информации и ее дальнейшего отображения на дисплее устройства.
Первая расширенная версия ASCII – это CP866. В ней реализована первая таблица кодировки русских букв. Верхняя часть CP866 полностью совпадает с базовым «Аски», а нижняя позволяет закодировать кириллицу и некоторые символы, которых нет на клавиатуре.
Выше расположена кодовая таблица CP866. Она распространялась компанией IBM и использовалась преимущественно в DOS-системах.
Кириллица с момента образования CP866 стала активно использоваться к компьютерной технике. Это привело к созданию совершенно новых кодировок с русскими символами. Пример – KOI8-R.
Здесь каждый символ тоже кодируется одним байтом. Первая часть соответствует классической ASCII. Во второй располагаются специальные записи, которых нет на клавиатуре, а также русские буквы.
KOI8-R отличается тем, что буквы в русского языка в ней располагаются не в алфавитном порядке. Они располагаются по принципу созвучия с латиницей. Данный прием предпринят для того, чтобы было удобнее переходить с кириллицы на латинские буквы, отбрасывая всего один бит.
Windows 1251
Дальнейшее развитие кодировок связано с появлением графических операционных систем. Для отображения информации на экране псевдографика стала ненужной. Так возникли группы, которые выступали в качестве расширенных версий ASCII, но являлись более совершенными. Псевдографика в них отсутствовала. Они получили название ANSI.
Наглядный и весьма распространенный вариант такой кодировки – это Windows 1251. Он отличается от предшественников следующими особенностями:
- Вместо псевдографики здесь располагаются недостающие символы кириллицы и русской типографики. Знак ударения – единственное исключение. Его там нет.
- На замену псевдографики пришли элементы, приближенные к кириллице – буквы славянских языков.
- Первые 32 элемента отведены под операции, перевод строки и пробел.
- До 127 элемента расположены интернациональные компоненты, латинский алфавит, знаки препинания и математических действий, цифры.
- Оставшееся «пространство» выделено под национальные элементы. Именно они отображают различные мировые алфавиты.
Кодовая таблица, представленная выше – часть Windows 1251, отведенная под кириллицу и иные элементы.
Unicode
Unicode – кодировка, которая пользуется наибольшим спросом в современных компьютерных устройствах. Этот стандарт включает в себя почти все знаки существующих письменных языков. Он преобладает в Интернете. Был создан в 1991 году.
Unicode является многоязычным стандартом, базирующимся на ASCII. Он включает не только кириллицу, но и азиатские иероглифы. Выступает в качестве универсальной кодировки. Включает в себя несколько стандартов.
UTF-32
Первая вариация Unicode. Для кодирования одного элемента здесь используются 32 бита или 4 байта. Данная особенность приводит к тому, что закодированный кириллический символ в UTF-32 будет иметь вес в 4 раза больше, чем в ASCII. Несмотря на соответствующий недостаток, система стала предлагать закодировать знаки в количестве 232.
Все символы в UTF-32 непосредственно индексируемы. Найти тот или иной знак по номеру его позиции в файле удается очень быстро. Это привело к быстрой обработке операций по замене символьных данных.
UTF-16
UTF-16 – новый, более совершенный стандарт Unicode. После появления стала выступать базовым пространством для всех используемых печатных элементов. Кириллическая таблица в ней тоже есть.
Коды символов в UTF-16 содержатся в 16-ричной системе счислений. Увидеть их можно, если перейти в раздел Windows «Таблица символов». Она располагается в меню «Пуск»–«Программы»–«Стандартные»–«Служебные».
При помощи UTF-16 можно закодировать 65 536 элементов. Это число стало базовым для Unicode. Расширенное пространство включает в себя миллион дополнительных символьных записей.
При переходе с ASCII на UTF-16 размер исходного кода документа увеличивается уже не в 4, а в 2 раза. Связано это с использованием 2 байтов для кодирования одного и того же символа или шестнадцать бит.
UTF-8
Со временем был разработан стандарт UTF-8. В нем тоже есть кириллическая кодовая таблица. Носит название переменной длины. Несмотря на то, что в названии стандарта стоит 8, она действительно меняется. Каждый элемент может получить код длиной от 1 до 6 байт включительно. Практически стандартом используются компоненты до 4 байт. Латинские буквы здесь содержатся в одном байте, как и в ASCII.
В UTF-8 русские символы занимают по 2 байта, а грузинские – по 3. Текущий стандарт предусматривает возможность печати не только букв, но и смайликов. С UTF-8 хорошо работают даже системы, которые не ориентированы на Unicode. Связано это с тем, что базовая часть ASCII перешла в новый стандарт Юникода.
Блоки кириллицы
Unicode, начиная с версии 9.0, для кириллицы отвел пять различных блоков:
| Как называется | Диапазон кодов типа hex | Версия Unicode | |
| Cyrillic | Стандартная кириллица | От 0400 до 04FF | 1.1 |
| Cyrillic Supplement | Дополнения | От 0500 до 052F | 3.2 |
| Cyrillic Extended-A | Расширенная кириллица–А | От 2DE0 до 2DFF | 5.1 |
| Extended-B | Кириллица расширенного типа–B | От A640 до A69F | |
| Extended-C | Кириллица расширенная–C | От 1C80 до 1C8F | 9.0 |
Эти 4 раздела содержатся в кодовом пространстве Unicode 448 позиций. Из них 22 не определены.
Все символы кириллицы можно разбить на несколько групп:
- славянские алфавиты;
- исторические буквы и старославянский (церковный славянский) алфавит;
- дополнительные буквы для различных языков, использующих кириллицу;
- церковнославянские буквотипы;
- дополнительные буквы и символы для церковнославянского языка;
- элементы для старой орфографии Абхазии;
- старые формы представления кириллицы.
Несмотря на относительное совершенство Unicode, при использовании кодировок кириллицы в UTF-8 и других возникают некоторые проблемы. Пример – неоднозначность относительно кодирования некоторых букв. Для того, чтобы привести текст к единому стилю и корректному отображению, приходится определять каждым конкретным стандартом форму нормализации информации.
Непонятные символы на экране – исправление
Любая страница данных может быть закодирована не только в ASCII, но и в Unicode. Главное правильно выбрать кодировку для русского текста. Если на экране вместо нормальных текстовых данных отображаются «кракозябры» (или непонятные надписи), значит возникла проблема перекодирования.
Для редактирования и создания новых текстовых документов можно использовать различные приложения, поддерживающие работу не только с Unicode. Тогда вероятность возникновения ошибок отображения информации будет сведена к минимуму. Пример – Notepad++. Он умеет подсвечивать синтаксис сотен языков программирования и разметки, что станет особо полезным при программировании проектов.
Чтобы страница, содержащая текст, была приведена от одного стандарта к другому, потребуется:
- Выделить текст в Notepad++.
- Нажать на кнопку «Кодировка» на верхней панели инструментов.
- Выбрать подходящий вариант. Пример – «Преобразовать в UTF-8».
Желательно выбирать вариант кодировки UTF-8 без BOM для русского языка, отображаемого на странице в документе или на сайте. Этот прием поможет сохранить данные без сигнатуры (добавления лишних трех байтов в самое начало документов).
Десятичная система
При преобразовании информации из одной системы счисления (и кодировки) в другую, могут потребоваться ее десятичные значения. Такой вариант используется в ASCII и UTF-32. При помощи него можно перевести символ в удобную для восприятия компьютером форму. А еще – выполнить дальнейшую перекодировку в те или иные системы счисления.
Десятичная система помогает в Windows вводить различные символы при помощи сочетания с Alt. Для перевода кириллицы в UTF-8 format поможет таблица ниже.
В Unicode transformation символьных записей производится при помощи целых чисел без знаков. Необходимые преобразования помогут выполнить специализированные сайты-конвертеры. Самостоятельно такие операции практически не используются. Таблицы соответствия и конвертеры сильно облегчают эту задачу.
Как освоить кодирование информации
Русская кодировка может некорректно отображаться в некоторых приложениях, а также операционных системах. Связано это с тем, что не все стандарты кодирования данных имеют коды для соответствующих элементов.
Чтобы лучше разобраться в программировании, а также грамотном использовании стандартов кодирования и переводе текста из одной системы в другую, рекомендуется закончить дистанционные онлайн курсы. Они предлагают:
- постоянное кураторство;
- домашние задания и интересные практические задачи;
- возможность освоить инновационные профессии и направления в мире IT в сжатые сроки;
- помощь в формировании портфолио;
- разнообразие направлений – есть предложения как для новичков, так и для взрослых.
По завершении курса обучения ученик получит сертификат в электронной форме, подтверждающий приобретенный спектр знаний и умений.
Хотите стать профессионалом в сфере обработки данных? Добро пожаловать на курсы в Otus:
