Karakterkódolás

Napjainkban a betüket, számokat egyre inkább szeretnénk saját nyelvünkön, ékezetesen látni. Sőt az utóbbi évtizedben az is igényként merült fel, hogy egyazon szöveges állomány több nyelv betűit is tartalmazhassa. Ezért érdekes kérdés a karakterkódolások összehasonlítása.

Az ugyanazon szövegben bármely nyelv alkalmazására csak a Unicode illetve az azt kódoló UTF-8 alapú rendszerek képesek.

ASCII karakterek

Szabványos ASCII karakterei

Az ASCII az American Standard Code for Information Interchange (Amerikai szabvány kód az információcseréhez) talán a leg ismertebb karakter kódolás, a mai számítástechnikának az alapja.

Jellemzői:

• Első negyede terminál vezérlő karakterekből áll. Lásd bekeretezett részt. Ilyen például a TAB (tabulátor) vagy CR (kocsivissza) és LF (újsor). Érdekes, hogy a Microsoft cég a sorvéget CRLF-el jelölte, a Unixok esetén az LF, mint sor vége terjedt el. Terminál esetén az ENTER gomb CR jelet küld.
• 16-os számrendszerben szisztematikus felépítésű
• Kisbetű, számok, minimalizált - írógépes világból származó - írásjelek.
• Csak angol nyelvterület igényeit elégíti ki.

Kiterjesztett karakterkészlet

A kiterjesztett karakterkészlet a 8 bites számítástechnika kínálta 1 bitnyi lehetőség kihasználása volt. Segítségével az adott nyelv karakterei ábrázolhatóvá váltak. Később minden nyelv saját kódlapot alakított ki. Ilyen volt magyar nyelvre a CP852.

Az ábrán az alapértelmezett amerikai kibővített karakterkészlet látható.

ISO-8859-x család

A következő komoly mérföldkő az ISO-8859-x karakter kódolás család, amelyben szabványosították a 128-255 közé eső karaktereket. Első körben Nyugat-Európára, majd rá kellett döbbenni, hogy a kelet-közép-európai tagállamoknak vannak még érdekes karakterei.

Így az ISO-8859 karakterkészlet alvariánsokra szakadt. Magyar nyelvre az ISO-8859-2 alvariáns felel meg.

Unicode és az UTF-8

A Unicode az ASCII 7 bites, illetve az ISO-8859-x adott nyelvre adoptált újabb 128 karaktere helyett 16 biten ábrázolja a karakterkészletet. Ez azt jelenti, hogy az ASCII 128 (0..127) karaktere további 65408 betűvel lett kiegészítve.

A unicode karakterek a karakter képével együtt a http://www.unicode.org/charts/ oldalon található meg.

Az UTF-8 kódolás

Kepzeljük el azt az esetet, hogy 8-nál több bitet szeretnénk átvinni, azonban nem szeretnénk okvetlen 16 bites számot felhasználni. Ezt megtehetjük úgy is, hogy egy 8 bites szám felső 1-es bitjeinek száma a legelső 0-ig azt mutatja, hogy van még utána az egyesek számának megfelelő byte, ami ugyanennek a sok bites értéknek a bitjeit adja.

Alább az x-ek jelzik az összerakható biteket, a többi a fix értékű biteket. Ezek szerint:

Byte-ok száma:	7 byte	6 byte	5 byte	4 byte	3 byte	2 byte	1 byte
Bitenkénti kinézete:	1111 110x	1111 10xx	1111 0xxx	1110 xxxx	110x xxxx	10xx xxxx	0xxx xxxx
Ennyi bit többletet ad:	1	2	3	4	5	6	7
Összes hasznos bit:	28	27	25	22	18	13	7

A gyakorlatban a 16 bites Unicodot választották a karakter elrendezés alapjának, amely 65536 különböző karakter megjelenítésére képes az ASCII szabvanyos 128 (0...0x7F) illetve az ISO8859-2 256 karakterével szemben.

Ez azt is jelenti, hogy a 7 bites (0..0x7F) ASCII átviteléhez továbbra is elegendő az 1 byte-os 0xxx xxxx forma. Ez alapvető tervezési szempont volt. Azonban ha 127 feletti értéket szeretnénk átvinni, pontosabban a 128 és 8191 (0x80..0x1FFF) közöttit, akkor ezt 2 byte felhasználásával tudjuk megtenni.

Ugyanis ekkor az információ az alábbiak szerint helyezkedik el:

Felső byte	Alsó byte
10xx xxxx	0xxx xxxx

A fenti ábrában az x-ek a hasznos bitek.

8192-65535-ig (0x1FFF-0xFFFF) pedig 3 byte-ba kódolt karakterek következnek. Érdekességképp ilyen 3 byte-os a magyar also 99 ( „ ) és a felso 99 ( ” ) alakú idezőjel is. A Unicode táblában a 8222 illetve 8221 számértéket viseli. Mindeközben a számítástechnikai macskaköröm ( " ) mindössze 1 byte-os, mert az eredeti ASCII kódkészlet tartozéka.