Конверсия данных

Преобразование данных - это преобразование компьютерных данных из одного формата в другой. В компьютерной среде данные кодируются различными способами. Например, компьютерное оборудование построено на основе определенных стандартов, которые требуют, чтобы данные содержали, например, проверку битов четности . Аналогично операционная системаоснован на определенных стандартах обработки данных и файлов. Кроме того, каждая компьютерная программа обрабатывает данные по-разному. Каждый раз, когда любая из этих переменных изменяется, данные должны быть каким-то образом преобразованы, прежде чем они могут быть использованы другим компьютером, операционной системой или программой. Даже разные версии этих элементов обычно включают разные структуры данных. Например, изменение битов из одного формата в другой, обычно с целью обеспечения взаимодействия приложений или возможности использования новых функций, представляет собой просто преобразование данных. Преобразование данных может быть таким же простым, как преобразование текстового файла из одной системы кодировки символов в другую; или более сложные, такие как преобразование форматов офисных файлов илипреобразование форматов изображений и аудио форматов .

Существует много способов преобразования данных в компьютерной среде. Это может быть незаметно, как в случае обновления до более новой версии компьютерной программы. В качестве альтернативы преобразование может потребовать обработки с использованием специальной программы преобразования, или оно может включать сложный процесс прохождения промежуточных этапов или сложных процедур «экспорта» и «импорта», которые могут включать преобразование в вкладку и из вкладки. -delimited или разделенный запятыми текстовый файл. В некоторых случаях программа может распознавать несколько форматов файлов данных на этапе ввода данных, а затем также может сохранять выходные данные в нескольких различных форматах. Такую программу можно использовать для преобразования формата файла. Если исходный или целевой формат не распознается,тогда иногда может быть доступна третья программа, которая позволяет преобразование в промежуточный формат, который затем может быть переформатирован с использованием первой программы. Есть много возможных сценариев.

Основы информации [ править ]

Перед выполнением любого преобразования данных пользователь или прикладной программист должен иметь в виду некоторые основы теории вычислений и информации . Они включают:

• Компьютер может легко отбросить информацию, но добавление информации требует усилий.
• Компьютер может добавлять информацию только на основе правил. ^{[ необходима цитата ]}
• Повышающая дискретизация данных или преобразование в более многофункциональный формат не добавляет информации; он просто освобождает место для этого дополнения, что обычно и должен делать человек.
• Данные, хранящиеся в электронном формате, можно быстро изменять и анализировать.

Например, полноцветное изображение можно легко преобразовать в оттенки серого, а обратное преобразование - кропотливый процесс. Преобразование текстового файла Unix в текстовый файл Microsoft (DOS / Windows) включает добавление символов, но это не увеличивает энтропию, поскольку оно основано на правилах; в то время как добавление информации о цвете к изображению в градациях серого невозможно выполнить программно, поскольку только человек ^{[ необходима цитата ]} знает, какие цвета необходимы для каждого участка изображения - нет правил, которые можно было бы использовать для автоматизации этого процесса. Преобразование 24-битного PNG в 48-битный не добавляет к нему информации, а только дополняет существующий RGB.значения пикселей с нулями ^{[ необходима ссылка ]} , так что пиксель со значением FF C3 56, например, становится FF00 C300 5600. Преобразование позволяет изменить пиксель, чтобы он имел значение, например, FF80 C340 56A0 , но само преобразование этого не делает, только дальнейшие манипуляции с изображением. Преобразование изображения или аудиофайла в формате с потерями (например, JPEG или Vorbis ) в формат без потерь (например, PNG или FLAC ) или несжатый (например, BMP или WAV).) формат только тратит впустую пространство, так как то же изображение с потерей исходной информации (артефакты сжатия с потерями) становится целью. Изображение JPEG никогда не может быть восстановлено до качества исходного изображения, из которого оно было создано, независимо от того, как много пользователь пытается использовать функцию «Удаление артефакта JPEG » своей программы обработки изображений.

Автоматическое восстановление информации, которая была потеряна в процессе сжатия с потерями , вероятно, потребует важных достижений в области искусственного интеллекта .

Из-за этих реалий теории вычислений и информации преобразование данных часто является сложным и подверженным ошибкам процессом, требующим помощи экспертов.

Основная конверсия [ править ]

Преобразование данных может происходить непосредственно из одного формата в другой, но многие приложения, которые выполняют преобразование между несколькими форматами, используют промежуточное представление, посредством которого любой исходный формат преобразуется в целевой. ^[1] Например, можно преобразовать кириллический текст из KOI8-R в Windows-1251 с помощью таблицы поиска между двумя кодировками, но современный подход заключается в преобразовании файла KOI8-R в Unicode.сначала и потом до Windows-1251. Это более управляемый подход; вместо того, чтобы нуждаться в таблицах поиска для всех возможных пар кодировок символов, приложению требуется только одна таблица поиска для каждого набора символов, которую оно использует для преобразования в Unicode и из него, тем самым уменьшая количество таблиц с сотен до нескольких десятков. ^{[ необходима цитата ]}

Сводное преобразование аналогично используется в других областях. Приложения Office, когда они используются для преобразования между форматами офисных файлов, используют свой внутренний формат файла по умолчанию в качестве основы. Например, текстовый процессор может преобразовать файл RTF в файл WordPerfect , преобразовав RTF в OpenDocument, а затем в формат WordPerfect. Программа преобразования изображений не преобразует изображение PCX в PNG напрямую; вместо этого при загрузке изображения PCX он декодирует его в простой растровый формат для внутреннего использования в памяти, а при получении команды на преобразование в PNG это изображение памяти преобразуется в целевой формат. Аудиоконвертер, конвертирующий из FLAC в AACсначала декодирует исходный файл в необработанные данные PCM в памяти, а затем выполняет сжатие AAC с потерями для этого образа памяти для создания целевого файла.

Преобразование утерянных и неточных данных [ править ]

Цель преобразования данных - сохранить все данные и как можно больше встроенной информации. Это можно сделать только в том случае, если целевой формат поддерживает те же функции и структуры данных, что и в исходном файле. Преобразование текстового редактора в простой текстовый файл обязательно влечет за собой потерю информации о форматировании, поскольку простой текстовый формат не поддерживает конструкции текстового редактора, такие как выделение слова полужирным шрифтом. По этой причине преобразование из одного формата в другой, который не поддерживает функцию, которая важна для пользователя, выполняется редко, хотя это может быть необходимо для взаимодействия, например, преобразование файла из одной версии Microsoft Word. к более ранней версии, чтобы разрешить передачу и использование другими пользователями, у которых на компьютере не установлена ​​такая же более поздняя версия Word.

Потеря информации может быть уменьшена путем приближения в целевом формате. Невозможно преобразовать такой символ, как ä, в ASCII , поскольку в стандарте ASCII он отсутствует, но информация может быть сохранена путем аппроксимации символа как ae . Конечно, это не оптимальное решение и может повлиять на такие операции, как поиск и копирование; и если язык делает различие между ä и ae , то это приближение действительно влечет за собой потерю информации.

Преобразование данных также может страдать неточностью, результатом преобразования между форматами, которые концептуально различаются. WYSIWYG парадигма, сохранившаяся в текстовых процессорах и настольных издательские системы приложений, в зависимости от структурно-описательных парадигм, найденная в SGML , XML и многих приложениях , полученная из них, как HTML и MathML, это один из примеров. Использование редактора WYSIWYG HTML объединяет две парадигмы, и в результате получаются файлы HTML с субоптимальным, если не нестандартным, кодом. В парадигме WYSIWYG двойной разрыв строки означает новый абзац, поскольку это визуальная подсказка для такой конструкции, но редактор WYSIWYG HTML обычно преобразует такую ​​последовательность в <BR> <BR>, что по своей структуре вообще не является новым абзацем. . В качестве другого примера конвертируем из PDFв редактируемый формат текстового процессора - сложная задача, потому что PDF записывает текстовую информацию, такую ​​как гравировка на камне, с фиксированной позицией каждого символа и жестко закодированными переносами строк, тогда как форматы текстовых процессоров позволяют переформатировать текст. PDF не знает символа пробела - пробел между двумя буквами и пробел между двумя словами различаются только количеством. Поэтому заголовок с достаточным буквенным интервалом для эффекта, как правило , в конечном итоге с пробелами в процессорном слове файла, например ВВЕДЕНИЕ с шагом 1 ют , как введение в текстовом процессоре.

Открытые и секретные спецификации [ править ]

Для успешного преобразования данных необходимо доскональное знание работы как исходного, так и целевого форматов. В случае, если спецификация формата неизвестна, для выполнения преобразования потребуется обратный инжиниринг . Обратный инжиниринг может обеспечить близкое приближение к исходным спецификациям, но все же могут возникнуть ошибки и отсутствующие функции.

Электроника [ править ]

Преобразование формата данных также может происходить на физическом уровне системы электронной связи. При необходимости может быть выполнено преобразование между линейными кодами, такими как NRZ и RZ .

См. Также [ править ]

• Кодировка символов
• Сравнение языков программирования (базовые инструкции) # Преобразование данных
• Перенос данных
• Преобразование данных
• Обработка данных
• Транскодирование
• Распределенная архитектура управления данными (DDM)
• Преобразование кода (вычисления)
• Перевод из источника в источник
• Уровень представления

Ссылки [ править ]

Манолеску, Имя (2006). Шаблонные языки разработки программ 5 . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Аддисон-Уэсли. ISBN 0321321944.