รหัสแทนข้อมูลในคอมพิวเตอร์

รหัสแทนข้อมูลในคอมพิวเตอร์

ความหมายของรหัสแทนข้อมูล

รหัสแทนข้อมูล  หมายถึง รหัสที่ใช้แทนตัวอักขระ ซึ่งประกอบด้วยตัวอักษร ตัวเลข หรือสัญลักษณ์พิเศษอื่น ๆ ที่ใช้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพราะว่าข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะแทนด้วยรหัสเลขฐานสองที่มีเลข ๐ กับ ๑ วางเรียงกัน

ซึ่งรหัสข้อมูลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้ คือ

1. รหัสภายนอกเครื่อง (External Code) หมายถึง รหัสที่ใช้สำหรับการบันทึกข้อมูลที่อยู่ภายนอกเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น การบันทึกข้อมูลบนบัตรเจาะรู โดยใช้สัญลักษณ์การเจาะรูแต่ละแถวแทนข้อมูล 1 ตังอักษร
2. รหัสภายในเครื่อง (Internal Code) หมายถึง รหัสที่ใช้แทนข้อมูลที่ถูกอ่านและบันทึกอยู่ในหน่วยความจำของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งรหัสที่ใช้แทนข้อมูลภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหลายรูปแบบ ดังนี้

รหัสบีซีดี               รหัสแอบซีดิก                     รหัสแอสกี้                            รหัสยูนิโคด

รหัสแอสกี้ (ASCII) รหัส ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

รหัสแอสกี เป็นรหัสที่นิยมใช้กันมาก จนสามมารถนับได้ว่าเป็นรหัสมาตรฐานที่ใช้ใน การสื่อสารข้อมูล (Data Communications) แทนสัญลักษณ์ต่าง ๆ ได้ ๒๕๖ ตัว เมื่อใช้แทนตัวอักษรภาษาอังกฤษแล้วยังมีเหลืออยู่ สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม หรือ สมอ. ได้กำหนดรหัสภาษาไทยเพิ่มลงไปเพื่อให้ใช้งานร่วมกันได้ ตามตารางที่  ๔.๑  การแทนค่าแทนค่าด้วยตัวเลขแนวตั้ง(b๗ – b๔)ก่อน แล้วตามด้วยตัวเลขแนวนอน(b๓ – b๐) เช่น   ก ๑๐๑๐๐๐๐๑   และ  A ๐๑๐๐๐๐๐๑    บิตที่ ๔ ถึง ๗ เป็นส่วนที่ใช้กำหนดประเภทของตัวอักขระ ๐๐๑๐ เครื่องหมายต่าง ๆ ๐๐๑๑ ตัวเลขและเครื่องหมายต่างๆ ๐๑๐๐ A-O ๐๑๐๑ P-Z และเครื่องหมายต่าง ๆ ๐๑๑๐ a-o ๐๑๑๐ p-z และเครื่องหมายต่าง ๆ บิตที่ ๐ ถึง ๓ เป็นรหัสแทนอักขระแต่ละตัวในกลุ่มนั้น ตารางที่ ๔.๑  รหัส ASCII  แทนตัวอักษรภาษาอังกฤษและภาษาไทย b7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 b6 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 b5 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 b4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 b3 b2 b1 b0 0 0 0 0 @ P ` p ฐ ภ ะ เ ๐ 0 0 0 1 ! A Q a q ก ฑ ม ั แ ๑ 0 0 1 0 " B R b r ข ฒ ย า โ ๒ 0 0 1 1 # C S c s ฃ ณ ร ำ ใ ๓ 0 1 0 0 $ D T d t ค ด ฤ ิ ไ ๔ 0 1 0 1 % E U e u ฅ ต ล ี ๅ ๕ 0 1 1 0 & F V f v ฆ ถ ฦ ึ ๆ ๖ 0 1 1 1 ' G W g w ง ท ว ื ็ ๗ 1 0 0 0 ( H X h x จ ธ ศ ุ ่ ๘ 1 0 0 1 ) I Y i y ฉ น ษ ู ้ ๙ 1 0 1 0 * J Z j z ช บ ส ฺ ๊ ๚ 1 0 1 1 + K [ k { ซ ป ห ๋ ๛ 1 1 0 0 , L \ l | ฌ ผ ฬ ์ 1 1 0 1 - M ] m } ญ ฝ อ ํ 1 1 1 0 . N ^ n ~ ฎ พ ฮ ๎ 1 1 1 1 / O _ o ฏ ฟ ฯ ฿ ๏

รหัสเอ็บซีดิก (EBCDIC)

          รหัสเอ็บซีดิก (EBCDIC) เป็นคำย่อมาจาก Extended Binary Coded Decimal Interchange Code พัฒนาและใช้งานโดยบริษัทไอบีเอ็ม เครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรมของไอบีเอ็มยังคงใช้รหัสนี้

การแทนข้อมูลในหน่วยความจำ
          หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์เป็นที่เก็บข้อมูลและคำสั่งในขณะประมวลผล การเก็บข้อมูลในหน่วยความจำเป็นการเก็บรหัสตัวเลขฐานสอง ข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลทั้งตัวเลขหรือตัวอักษรจะได้รับการแทนเป็นตัวเลขฐานสอง แล้วเก็บไว้ในหน่วยความจำ เช่น ข้อความว่า BANGKOK เก็บในคอมพิวเตอร์จะแทนเป็นรหัสเรียงกันไป ดังนี้

	หน่วยความจำ
B	01000010
A	01000001
N	01001110
G	01000111
K	01001011
O	01001111
K	01001011

รูป แสดงตัวอย่างการแทนข้อความในหน่วยความจำ

**หน่วยความจำของไมโครคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันอยู่ในขณะนี้ มีขนาดความกว้าง 8 บิต และเก็บข้อมูลเรียงกันไป โดยมีการกำหนดตำแหน่งซึ่งเรียกว่า เลขที่อยู่ (address)***       

เพื่อให้ข้อมูลที่เก็บมีความถูกต้อง การเขียนหรืออ่านทุกครั้งจึงต้องตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล วิธีที่ง่ายและนิยมใช้กันคือการเพิ่มอีก 1 บิต เรียกว่า บิตพาริตี (parity bit) บิตพาริตีที่เพิ่มเติมเข้าไปจะทำให้ข้อมูลทั้งหมดในส่วนนั้นมีเลข 1 เป็นจำนวนคู่ หรือจำนวนคี่ เช่น ในไมโครคอมพิวเตอร์เพิ่มอีก 1 บิต เพื่อทำให้เลขหนึ่งเป็นจำนวนคู่ เรียกว่าพาริตีคู่ (even parity) บิตพาริตีที่เติมสำหรับข้อมูลตัวอักษร A และ E เป็นดังนี้

          A 01000001 0 <-- บิตพาริตี

          E 01000101 1 <-- บิตพาริตี

          ข้อมูล A มีเลข 1 สองตัว ซึ่งเป็นจำนวนคู่อยู่แล้ว ดังนั้นจึงใส่บิตพาริตีเป็นเลข 0
          ข้อมูล E มีเลข 1 เป็นจำนวนคี่ จึงใส่บิตพาริตีเป็น 1 เพื่อให้มีเลข 1 เป็นจำนวนคู่

**ตัวอย่าง**  ข้อความ BANGKOK เมื่อเก็บในหน่วยความจำหลักของไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีบิตพาริตีด้วยจะเป็นดังรูป

	หน่วยความจำ	บิตพาริตี
B	01000010	0
A	01000001	0
N	01001110	0
G	01000111	0
K	01001011	0
O	01001111	1
K	01001011	0

รูปที่ แสดงตัวอย่างการแทนข้อความในหน่วยความจำแบบมีบิตพาริตี

การแทนคำสั่งในหน่วยความจำ
          หน่วยควบคุมของคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในซีพียู ทำการอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตาม คำสั่งคอมพิวเตอร์พื้นฐานที่สุดเรียกว่า ภาษาเครื่อง (machine langauge) ภาษาเครื่องมีลักษณะเป็นรหัสที่ใช้ตัวเลขฐานสอง ตัวเลขฐานสองเหล่านี้แทนชุดรหัสคำสั่ง คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งมีคำสั่งที่ใช้ได้หลายร้อยคำสั่ง แต่ละคำสั่งจะมีความหมายเฉพาะ เช่น คำสั่งนำข้อมูลที่มีค่าเป็น 3 จากหน่วยความจำตำแหน่งที่ 8000 มาบวกกับข้อมูลที่มีค่าเป็น 5 ในตำแหน่งที่ 8001 ผลลัพธ์ที่ได้ให้เก็บไว้ในหน่วยความจำตำแหน่งที่ 8002 เมื่อเขียนคำสั่งเป็นภาษาเครื่องจะมีลักษณะเป็นตัวเลขฐานสองเรียงต่อกันเป็นจำนวนมาก ซึ่งเข้าใจได้ยาก จึงมักใช้ตัวอักษรแทนรหัสภาษาเครื่องเหล่านี้ ดังตัวอย่าง

แอสเซมบลี	ภาษาเครื่อง
LD A,(8000)	00111010,00000000,10000000
LD B,A	01000111
LD A,(8001)	00111010,00000001,10000000
ADD A,B	10000000
LD (8002),A	00110010,00000010,10000000

รูป แสดงตัวอย่างการแทนคำสั่งภาษาเครื่อง

รหัสภาษาเครื่องเมื่อเก็บอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะมีลักษณะเรียงต่อกันไป สมมติให้ส่วนของโปรแกรมเก็บในหน่วยความจำตำแหน่งเริ่มจาก 1000 และข้อมูลเก็บไว้ที่ตำแหน่งเริ่มจาก 8000 ดังรูป

แอสแซมบลี	ตำแหน่ง	หน่วยความจำ	บิตพาริตี
LD A,(8000)	1000	00111010	0
	1001	00000000	0
	1002	10000000	1
LD B,A	1003	01000111	0
LD A,(8001)	1004	00111010	0
	1005	00000001	1
	1006	10000000	1
ADD A,B	1007	10000000	1
LD (8002),A	1008	00110010	1
	1009	00000010	1
	1010	10000000	1
	.	.	.
	.	.	.
	.	.	.
ข้อมูล	8000	00000011	0
	8001	00000101	0
ผลลัพธ์	8002	00001000	1

รูป การเก็บข้อมูลและคำสั่งลงในหน่วยความจำด้วยรหัสเลขฐานสอง

          ภาษาสั่งการพื้นฐานที่ใช้รหัสตัวเลขฐานสองนี้เรียกว่า ภาษาเครื่อง คอมพิวเตอร์ที่ใช้ซีพียูต่างตระกูลกันจะมีภาษาเครื่องที่ต่างกัน เช่น เครื่องที่ใช้ซีพียูเพนเทียมกับซีพียูที่ใช้ในเครื่องแมกอินทอช มีรหัสคำสั่งต่างกัน

รหัสบีซีดี (Binary Coded Decimal: BCD)

รหัสบีซีดี (Binary Coded Decimal: BCD) เป็นรหัสที่ใช้เลขฐานสองแทนเลขฐานสิบ ใช้จำนวน 6 บิต เพื่อแทนข้อมูล 1 อักขระ ดังนั้นรหัสบีซีดีจึงสามารถสร้างรหัสที่มีความแตกต่างกันได้ 64 รหัส (64 = 26) การกำหนดรหัสบีซีดีสำหรับ 1 อักขระนี้ ทำได้โดยแบ่งจำนวน 6 บิต ออกเป็น 2  ส่วน คือ
Zone Bit ใช้ 2 บิตแรก
Digit Bit ใช้ 4 บิตหลัง
รหัสบีซีดี 64 รหัส สามารถใช้แทนข้อมูลที่เป็นตัวเลข ตัวอักษร และสัญลักษณ์พิเศษต่าง ๆ ดังนี้ข้อมูลที่เป็นตัวเลขการแทนข้อมูลที่เป็นตัวเลขด้วยรหัสบีซีดี ส่วนที่เป็น Zone Bit จะถูกกำหนดเป็น 00 เท่านั้นส่วนที่เป็น Digit Bit ใช้บันทึกค่าของตัวเลขนั้น ๆ ในระบบฐานสอง กรณีที่ตัวเลขมีค่ามากกว่า 1 หลัก สามารถกำหนดเป็นรหัสบีซีดี โดยแยกกำหนดครั้งละ 1 หลักข้อมูลที่เป็นตัวอักษรการแทนข้อมูลที่เป็นตัวอักษรด้วยรหัสบีซีดี ทำได้ดังนี้ คือ

ข้อมูล	Zone Bit	Digit Bit
ตัวอักษร A-I	11	ค่าของข้อมูลนั้นในระบบเลขฐานสอง
ตัวอักษร J-R	10
ตัวอักษร S-Z	00

รหัสยูนิโคด (Unicode)

       

รหัสยูนิโคด (Unicode) เนื่องจากรหัสแทนข้อมูลที่กล่าวมาแล้วทั้ง 3 รูปแบบนั้น เพียงพอสำหรับการใช้งานในภาษาอังกฤษเท่านั้น กรณีที่ต้องการแทนตัวอักษรของประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกนั้นรหัสแทนข้อมูล 3 รูปแบบนั้นไม่เพียงพอต่อการใช้งาน

ดังนั้นจึงมีการกำหนดรหัสแทนข้อมูลแบบยูนิโคดขึ้นมา โดยใช้จำนวน 16 บิต เพื่อแทนข้อมูล1 อักขระ ซึ่งสามารถสร้างรหัสที่มีความแตกต่างกันได้ 65,536 รหัส
**ปัจจุบันรหัสยูนิโคด ได้ใช้แทนค่าของข้อมูลภาษาต่าง ๆ มากกว่า 34,000 รหัส โดยที่รหัส 256 ตัวแรกจะตรงกับรหัสแอสกี**