Защо буквите не са подредени в EBCDIC?

Стандартът ASCII е приет през 1963 г. и сега едва ли някой използва кодиране, чиито първи 128 знака се различават от ASCII. Въпреки това, до края на миналия век активно се използва EBCDIC - стандартното кодиране за IBM мейнфрейми и техните съветски клонинги EC компютри. EBCDIC остава основното кодиране в z/OS, стандартната операционна система за модерни IBM Z мейнфрейми.

Това, което веднага хваща окото ви, когато гледате EBCDIC е, че буквите не са в един ред: между I и J и между R и S имаше неизползвани позиции (на ES компютъра за тези интервали разпределени знаци на кирилица). Кой би си помислил да кодира букви с неравни интервали между съседни букви?

Самото име EBCDIC („Разширен BCDIC“) подсказва, че това кодиране - за разлика от ASCII - не е създадено от нулата, а въз основа на шест-битовото BCDIC кодиране, което се използва от IBM 704 (1954):

Няма незабавна обратна съвместимост: удобна функция на BCDIC, която беше загубена при прехода към EBCDIC, беше, че числата 0-9 отговарят на кодове 0-9. Между тях обаче има пропуски от седем кода I и J и в осем кода между тях R и S вече са били в BCDIC. Откъде са дошли?

Историята на (E)BCDIC започва едновременно с историята на IBM - много преди електронните компютри. IBM е създадена в резултат на сливането на четири компании, от които най-напредналата в технологично отношение е Tabulating Machine Company, основана през 1896 г. от Херман Холерит, изобретателят табулатор. Първите табулатори просто преброяват броя на перфорираните карти на определено място; но през 1905 г. Hollerith започва производство десетичен знак табулатори. Всяка карта за десетичния табулатор се състоеше от полета с произволна дължина и числата, записани в тези полета в обичайната десетична форма, бяха сумирани за цялата колода. Разбивката на картата на полета беше определена чрез свързване на проводниците на пач панела на табулатора. Например, на тази перфокарта на Hollerith, съхранени в Библиотеката на Конгреса номерът 23456789012345678 е ясно подпечатан, неизвестен като разделен на полета:

Най-внимателните може би са забелязали, че на картата на Холерит има 12 реда за дупки, въпреки че десет са достатъчни за числа; и в BCDIC, за всяка стойност на най-значимите два бита, се използват само 12 кода от 16 възможни.

Разбира се, това не е случайно. Първоначално Холерит предвиди допълнителни редове за „специални белези“, които не се сумират, а просто се броят - както в първите табулатори. (Днес бихме ги нарекли „битови полета“.) В допълнение, сред „специалните знаци“ беше възможно да се зададат групови индикатори: ако табулирането изисква не само крайните суми, но и междинните, тогава табулаторът ще спре, когато той откри промяна в който и да е от индикаторите на групата и операторът трябваше да пренапише междинните суми от дигиталните табла на хартия, да нулира таблото и да възобнови таблицата. Например, когато се изчисляват счетоводни салда, група от карти може да съответства на една дата или един контрагент.

През 1920 г., когато Холерит вече се пенсионира, се използват „табулатори за въвеждане“, които са свързани с телетайп и могат сами да отпечатват междинни суми, без да е необходима намеса на оператор. Трудността сега беше да се определи за какво се отнася всяко от отпечатаните числа. През 1931 г. IBM решава да използва „специални знаци“ за обозначаване на букви: знак на 12-ия ред показва буквата от A до I, в 11-ти - от J до R, при нула - от S до Z. Новият "азбучен табулатор" може да отпечата името на всяка група карти заедно с междинните суми; в този случай непрекъснатата колона се превърна в интервал между знаците. Моля, имайте предвид, че S се обозначава с комбинация от дупки 0+2, а комбинацията 0+1 не е използвана първоначално от страх, че две дупки една до друга в една и съща колона ще причинят механични проблеми в четеца.

Сега можете да погледнете BCDIC таблицата от малко по-различен ъгъл:

С изключение на това, че 0 и интервалът са обърнати, най-значимите два бита определят "специалния знак", който е бил перфориран в перфокартата за съответния знак от 1931 г.; и най-малко значимите четири бита определят цифрата, пробита в основната част на картата. Поддръжка на символи & - / е добавен към табулаторите на IBM през 1930-те години на миналия век и BCDIC кодирането на тези знаци съответства на комбинациите от дупки, пробити за тях. Когато беше необходима поддръжка за още по-голям брой знаци, ред 8 беше пробит като допълнителен „специален знак“ - по този начин можеше да има до три дупки в една колона. Този формат на перфокарти остава практически непроменен до края на века. В СССР те оставиха кодирането на латиница и пунктуация на IBM, а за буквите на кирилица пробиха няколко „специални знака“ наведнъж в редове 12, 11, 0 - без да се ограничават до три дупки в една колона.

Когато компютърът IBM 704 е създаден, те не са мислили дълго за кодирането на символите за него: те са взели кодирането, което вече се използва в перфокартите по това време, и само са го „поставили на мястото му“. През 0 г., по време на прехода от BCDIC към EBCDIC, четирите бита от нисък ред на всеки символ бяха оставени непроменени, въпреки че битовете от висок ред бяха малко разбъркани. По този начин форматът на перфорираната карта, избран от Холерит в началото на миналия век, повлия на архитектурата на всички IBM компютри, до и включително IBM Z.

Източник: www.habr.com