Karakterkódolás
Napjainkban a betüket, számokat egyre inkább saját nyelvünkön, ékezetesen írva akarjuk látni. Sőt az utóbbi évtizedben az is igényként merült fel, hogy egyazon szöveges állomány több nyelv betűit is tartalmazhassa. Az egyanazon szövegben bármely nyelv vegyes alkalmazására csak a Unicode illetve az azt optimálisabban kódoló UTF-8 alapú rendszerek képesek. Ezért globalizálódó világunkban a jövő az UTF-8 kódolással átvitt Unicode karakterkészleté.
Tartalomjegyzék
ASCII karakterek
Az alábbi részekben a karakterkódolási technikák lényegesebb mérföldkövei lesznek összefoglalva, megemlítve, hogy a régi szoftverek használata és azokkal való kompatibilitás miatt az alábbiak mindegyike használatban van még napjainkban.
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.
„Repülőékezet”
Mivel a kezdeti időkben nem volt ékezetes írásra szabványos lehetőség (7 bites ASCII rendszerek), ezért ki kellett találni valamit az ékezetek továbbítására. Először a TAAVIRATOZAASBAN elterjedt kódolással próbálkoztak. Hamar kiderült, hogy ennél a módszernél jobban olvasható a REPU:LO" E'KEZETES (aposztrófos) írás. A repülőékezet mind a beviteli eszköz (billentyűzet) hiányosságai, a megjelenítő eszköz (monitor) illetve a nyomtató hiányossága miatt egyaránt fontos volt. Továbbá az Internet hajnalán a levéltovábbításnál nem volt lehetőség illetve a rádióamatőr csomagrádió esetén még ma sincs lehetőség, csak szabványos ASCII karakterek továbbítására. Legalábbis ha azt akartuk, hogy a túloldalon levő felhasználó biztosan el tudja olvasni. Ezért az alábbi repüőékezetes kódolással a mai napig találkozhatunk:
| „Repülő ékezet” | a' | a: néha a~ | e' | i' | o' | o: néha o~ | o" | u' | u: néha u~ | u" |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ábrázolt betű | á | ä | é | í | ó | ö | ő | ú | ü | ű |
Példamondat: Minden hiba's sor egy korso' so:r.
Néhány szoftver ékezetes karakter beviteli megoldása:
- A csomagrádió üzemmódhoz készült DigiCom 6 (DC6) programban is használhattunk ékezetes karaktereket. Ez szintén repülőékezettel történt. Az ä, ö, ü karaktereket a ritkábban használt ~ karakteres módszerrel hozta elő.
- A LaTeX szövegformázó (wordprocessor) rendszer pedig előrehozva szereti az aposztrófokat, ráadásul a C nyelvből ismert \ „escape” szekvenciával, azonban az ő és ű betűket \H -val jelzi \" helyett, mivel ez utóbbit a hullámos ékezetű betűkre tartogatja: \'Arv\'izt\H ur\H o t\"uk\"orf\'ur\'o\g\'ep. Az inputenc csomag használatával azonban a valós cp852, iso8859-2 illetve utf8 kódolású karaktereket automatikusan fordítja, tehát ezen csomag felhasználásakor a felhasználó nem szembesül a fent leírtakkal.
- VIM szövegszerkeztő (texteditor) digraph mód bekapcsolásával (:set digraph) az alábbiak szerint kezeli az ékezetet: leírjuk az alapbetűt, például az e-t, majd visszatöröljük (backspace) és leütjük a '-t. Ekkor é-t kapunk. A fenti táblázat szerint, az ä, ö, ü kettősponttal. Továbbá a német ß-t például s<visszatörlés>s paranccsal hozhatjuk elő. Az összes így előhozható karakterről a :dig parancs tájékoztat.
Kiterjesztett karakterkészlet - kódlapok használatával
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.
| Kódolás | Nyelvi környezet |
| cp437 | USA, Kanada |
| cp737 | Görög |
| cp775 | Baltic Rim |
| cp850 | Európa (nyugat) |
| cp852 | Közép/Kelet-Európa, magyar |
| cp855 | Cirill |
| cp857 | Török |
| cp860 | Portugál |
| cp861 | Izland |
| cp862 | Héber |
| cp863 | Kanadai francia |
| cp864 | Arab |
| cp865 | Norvég, dán |
| cp866 | Cirill/orosz |
| cp869 | Görög |
| cp936 | Egyszerűsített kínai |
| cp949 | Kóreai |
| cp874 | Thai |
| cp1255 | Héber |
| Windows CP1250 | Szláv/közép-európai nyelvekre |
| Windows CP1251 | Bolgár, belorusz |
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.
| Kódolás | Megjegyzés | |
| ISO 8859-1 | Latin 1 | Nyugat-Európa |
| ISO 8859-2 | Latin 2 | Szláv/Közép-Európa, magyar |
| ISO 8859-3 | Latin 3 | Eszperantó, Galician, máltai, török |
| ISO 8859-4 | Latin 4 | old Baltic |
| ISO 8859-5 | Cyrill | |
| ISO 8859-6 | Arab | |
| ISO 8859-7 | Modern görög | |
| ISO 8859-8 | Héber | |
| ISO 8859-9 | Latin 5 | török |
| ISO 8859-13 | Latin 7 | Baltic |
| ISO 8859-14 | Latin 8 | Celtic |
| ISO 8859-15 | Latin 9 | Nyugat-európai az Euro szimbólummal |
Unicode és az UTF-8
Az internet előretörésével egyre erősebb lett arra az igény, hogy a fenti sok-sok karakterkódolás helyett egyetlen univerzális karakterkódolást alkalmazzanak, amit minden szoftver ugyanúgy képes kezelni. Azaz például egy magyar „árvíztűrő” szót egy Kínában használt levelezőszoftver vagy egyéb szoftver képes legyen ugyanígy megjeleníteni, illetve a nálunk használt szoftverek is a kínai karaktereket. Az universal character encoding kifejezésből képzett mozaikszóval, unicode-nak nevezték el ezt a karakter ábrázolást. Az unicode múltja 1987-re tekint vissza, és 1992 júniusában jelent meg az 1.0-ás verziója.
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. Így lehetővé vált a bolygónk összes nyelvének a betűit úgy kódolni, hogy akár egyetlen szöveges (text) állományban is továbbíthassuk.
A unicode karakterek a karakter képével együtt a http://www.unicode.org/charts/ oldalon található meg.
Az Unicode hátránya, hogy 2 byte-ot használ fel egyetlen karakter ábrázolására, ami miatt egy újabb trükkel való ötvözése kellett az elterjedéséhez.
Megjegyzés: HTML szövegformázó nyelvben például karakterkódolástól függetlenül az &#SZÁM; szintaktikával tetszóleges Unicode karakter beilleszthető.
Az UTF-8 kódolás
Az UTF-8 története 1992 szeptemberére nyúlik vissza. Ekkor lett először alkalmazva a Plan 9 operációs rendszerben, majd 1993 januárjában lett szélesebb körben ismertetve.
Az UTF-8 a 8-bit Unicode Transformation Format (8 bites Unicode átalakítási formátum). Feladata, hogy az előzőekben ismertetett 16 bites Unicode karakterkészletet változó hosszúságban átvigye, azaz csak akkor használjon több byte-os kódot, ha olyan karaktert kívánunk átvinni, amely az ASCII kódtáblában nem szerepel.
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: | Felső | Középső | Alsó |
| Bitenkénti kinézete: | 110x xxxx | 10xx xxxx | 0xxx xxxx |
| Ennyi bit többletet ad: | 5 | 6 | 7 |
| Összes hasznos bit: | 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.
Ne felejtsük el, hogy a statisztika szerint a legtöbbet az angol ABC betűit használjuk, és csak sokkal ritkábban használjuk a több byte-ot foglaló ékezeteket illetve speciális karaktereket. Ezáltal végeredményként byte-okat spórolunk meg az átvitt illetve tárolt szövegben, miközben bármely nyelv karakterkészletéből lehetőségünk nyílik karaktert beilleszteni a szövegbe.
Az UTF-8 felhasználása
Az UTF-8 előnyös tulajdonsága miatt a jövőben várhatólag mindenhol UTF-8 kódolással fogunk találkozni. Ezáltal a klasszikus TXT fájl is UTF-8 alapú lesz, a fájlnevek is UTF-8 alapon lesznek kódolva, továbbá a terminálkapcsolatok esetén is az UTF-8 karakterkódolás fogja biztosítani, hogy bármely nyelvű szimbólum átvihető, megjeleníthető legyen.
Napjainkban a Unix rendszerek egyre inkább UTF-8 kódolásra térnek át, a Microsoft Windows-XP -től felfelé is az UTF-8 előretörése figyelhető meg. Ezért gyakorlatilag ISO-8859-2 -ben már hosszabb távon nem érdemes gondolkodni.
Karakterkódolások közötti konverzió
ISO-8859-2 -es terminálon UTF-8 karakterek (és fordítva) az ékezetes karakterek helyett ákom-bákom jelenik meg. A POSIX rendszereknél (Linux, BSD, Solaris, stb.) az iconv nevű programmal konvertálhatunk a leg egyszerűbben. Egy példa állománynevek ISO-8859-2 -ről UTF-8-ba konvertálásra:
<HIGHLIGHTSYNTAX language="bash">for i in *.jpg; do uj=`echo "$i" | iconv -f iso8859-2 -t utf-8`; mv "$i" "$uj"; done</HIGHLIGHTSYNTAX>
Illetve egy másik, amikor nem az állomány nevét, hanem a tartalmát szeretnénk iso8859-2 -ről utf-8-ba konvertálni például Linux alatt:
<HIGHLIGHTSYNTAX language="bash">for i in *.txt; do iconv -f iso8859-2 -t utf-8 < "$i" > "$i.tmp"; mv "$i.tmp" "$i"; done</HIGHLIGHTSYNTAX>
POSIX rendszerek esetén a terminál átkapcsolása UTF-8 kódolásról például ISO8859-2-re: LC_CTYPE környezeti változó értékét változtassuk át hu_HU.utf8 -ról hu_HU-ra. Például xterm indításához:
<HIGHLIGHTSYNTAX language="bash">LC_CTYPE=hu_HU xterm</HIGHLIGHTSYNTAX>
És az így elindított xterm ISO8859-2 karakterkódolással és annak korlátaival fog rendelkezni, ezáltal a visszafelé kompatibilis biztosítható, amely a régi vagy Windows alól szerkesztett szövegállományokhoz jöhet jól, amit még onnan is akarnak olvasni.
Tesztszövegek magyar ékezetes betűk ellenőrzéséhez
Alább olyan szövegeket olvashatunk, amely minden magyar ékezetes betűt tartalmaz:
| Kisbetűvel | Nagybetűvel |
|---|---|
| árvíztűrő tükörfúrógép | ÁRVÍZTŰRŐ TÜKÖRFÚRÓGÉP |
| különc művésztől túlzó írás | KÜLÖNC MŰVÉSZTŐL TÚLZÓ ÍRÁS |
| lányért síró önző nyúlfülű | LÁNYÉRT SÍRÓ ÖNZŐ NYÚLFÜLŰ |
| tüskéshátú kígyóbűvölő | TÜSKÉSHÁTÚ KÍGYÓBŰVÖLŐ |
