تحويل البيانات

تحويل البيانات هو تحويل بيانات الكمبيوتر من صيغة إلى أخرى. في جميع أنحاء بيئة الكمبيوتر، يتم ترميز البيانات بطرق متنوعة. على سبيل المثال، يتم بناء أجهزة الكمبيوتر على أساس معايير معينة، والتي تتطلب أن تحتوي البيانات، على سبيل المثال، على عمليات فحص بت التكافؤ . وبالمثل، يعتمد نظام التشغيل على معايير معينة للتعامل مع البيانات والملفات. علاوة على ذلك، يتعامل كل برنامج كمبيوتر مع البيانات بطريقة مختلفة. كلما تم تغيير أي من هذه المتغيرات، يجب تحويل البيانات بطريقة ما قبل أن تتمكن من استخدامها بواسطة كمبيوتر أو نظام تشغيل أو برنامج مختلف. حتى الإصدارات المختلفة من هذه العناصر تنطوي عادةً على هياكل بيانات مختلفة. على سبيل المثال، تغيير البتات من صيغة إلى أخرى، عادةً لغرض التشغيل البيني للتطبيق أو القدرة على استخدام ميزات جديدة، هو مجرد تحويل للبيانات. قد تكون تحويلات البيانات بسيطة مثل تحويل ملف نصي من نظام ترميز أحرف إلى آخر؛ أو أكثر تعقيدًا، مثل تحويل تنسيقات ملفات المكتب، أو تحويل تنسيقات الصور وتنسيقات ملفات الصوت .

هناك العديد من الطرق التي يتم بها تحويل البيانات داخل بيئة الكمبيوتر. وقد يكون هذا سلسًا، كما في حالة الترقية إلى إصدار أحدث من برنامج الكمبيوتر. أو قد يتطلب التحويل معالجة باستخدام برنامج تحويل خاص، أو قد يتضمن عملية معقدة من خلال المرور بمراحل وسيطة، أو يتضمن إجراءات "تصدير" و"استيراد" معقدة، والتي قد تتضمن التحويل من وإلى ملف نصي مفصول بعلامات جدولة أو مفصول بفواصل. في بعض الحالات، قد يتعرف البرنامج على العديد من تنسيقات ملفات البيانات في مرحلة إدخال البيانات ثم يكون قادرًا أيضًا على تخزين بيانات الإخراج بتنسيقات مختلفة متعددة. يمكن استخدام مثل هذا البرنامج لتحويل تنسيق ملف. إذا لم يتم التعرف على تنسيق المصدر أو تنسيق الهدف، فقد يتوفر في بعض الأحيان برنامج ثالث يسمح بالتحويل إلى تنسيق وسيط، والذي يمكن إعادة تنسيقه باستخدام البرنامج الأول. هناك العديد من السيناريوهات المحتملة.

أساسيات المعلومات

قبل إجراء أي تحويل للبيانات، يجب على المستخدم أو مبرمج التطبيق أن يضع في اعتباره بعض أساسيات الحوسبة ونظرية المعلومات . وتشمل هذه الأساسيات:

يمكن للكمبيوتر التخلص من المعلومات بسهولة، لكن إضافة المعلومات يتطلب جهدًا.
لا يمكن للكمبيوتر إضافة المعلومات إلا بطريقة قائمة على القواعد. ^{[ بحاجة لمصدر ]}
إن رفع عينة البيانات أو تحويلها إلى تنسيق أكثر ثراءً بالميزات لا يضيف أي معلومات؛ بل إنه يوفر مساحة فقط لتلك الإضافة، والتي عادةً ما يتعين على الإنسان القيام بها.
يمكن تعديل البيانات المخزنة بتنسيق إلكتروني وتحليلها بسرعة.

على سبيل المثال، يمكن تحويل صورة ملونة حقيقية بسهولة إلى تدرج الرمادي، في حين أن التحويل المعاكس هو عملية شاقة. يتضمن تحويل ملف نصي يونكس إلى ملف نصي مايكروسوفت (DOS/Windows) إضافة أحرف، لكن هذا لا يزيد من الإنتروبيا لأنه يعتمد على القواعد؛ في حين لا يمكن إجراء إضافة معلومات اللون إلى صورة تدرج الرمادي بشكل موثوق برمجيًا، حيث يتطلب إضافة معلومات جديدة، وبالتالي فإن أي محاولة لإضافة اللون تتطلب تقديرًا من قبل الكمبيوتر بناءً على المعرفة السابقة. لا يضيف تحويل PNG 24 بت إلى 48 بت معلومات إليه، بل إنه يملأ فقط قيم بكسل RGB الموجودة بالأصفار ^{[ بحاجة لمصدر ]} ، بحيث تصبح البكسل بقيمة FF C3 56، على سبيل المثال، FF00 C300 5600. يجعل التحويل من الممكن تغيير البكسل ليكون له قيمة، على سبيل المثال، FF80 C340 56A0، لكن التحويل نفسه لا يفعل ذلك، فقط المزيد من التلاعب بالصورة يمكن أن يفعل ذلك. إن تحويل صورة أو ملف صوتي بتنسيق ضائع (مثل JPEG أو Vorbis ) إلى تنسيق خالٍ من الضياع (مثل PNG أو FLAC ) أو غير مضغوط (مثل BMP أو WAV ) يؤدي فقط إلى إهدار المساحة، حيث تصبح نفس الصورة مع فقدان المعلومات الأصلية (آثار الضغط الضائع) هي الهدف. لا يمكن أبدًا استعادة صورة JPEG إلى جودة الصورة الأصلية التي تم إنشاؤها منها، بغض النظر عن مدى محاولة المستخدم استخدام ميزة " إزالة آثار JPEG " في برنامج معالجة الصور الخاص به.

من المحتمل أن يتطلب الاستعادة التلقائية للمعلومات التي فقدت من خلال عملية ضغط ضائعة تقدمًا مهمًا في مجال الذكاء الاصطناعي .

وبسبب هذه الحقائق المتعلقة بالحوسبة ونظرية المعلومات، فإن تحويل البيانات غالبًا ما يكون عملية معقدة وعرضة للخطأ وتتطلب مساعدة الخبراء.

تحويل محوري

يمكن أن يحدث تحويل البيانات مباشرة من تنسيق إلى آخر، ولكن العديد من التطبيقات التي تقوم بالتحويل بين تنسيقات متعددة تستخدم تمثيلًا وسيطًا يتم من خلاله تحويل أي تنسيق مصدر إلى تنسيقه المستهدف. ^[1] على سبيل المثال، من الممكن تحويل النص السيريلي من KOI8-R إلى Windows-1251 باستخدام جدول بحث بين الترميزين، ولكن النهج الحديث هو تحويل ملف KOI8-R إلى Unicode أولاً ومن ذلك إلى Windows-1251. هذا نهج أكثر قابلية للإدارة؛ بدلاً من الحاجة إلى جداول بحث لجميع أزواج ترميزات الأحرف الممكنة، يحتاج التطبيق إلى جدول بحث واحد فقط لكل مجموعة أحرف، والذي يستخدمه للتحويل من وإلى Unicode، وبالتالي تقليل عدد الجداول من مئات إلى بضع عشرات. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تُستخدم التحويلات المحورية على نحو مماثل في مجالات أخرى. تستخدم تطبيقات Office، عند استخدامها للتحويل بين تنسيقات ملفات Office، تنسيق الملف الداخلي الافتراضي كمحور. على سبيل المثال، قد يحول معالج الكلمات ملف RTF إلى ملف WordPerfect عن طريق تحويل RTF إلى OpenDocument ثم إلى تنسيق WordPerfect. لا يحول برنامج تحويل الصور صورة PCX إلى PNG مباشرة؛ بدلاً من ذلك، عند تحميل صورة PCX، يقوم بفك تشفيرها إلى تنسيق خريطة نقطية بسيط للاستخدام الداخلي في الذاكرة، وعند إصدار أمر بالتحويل إلى PNG، يتم تحويل صورة الذاكرة هذه إلى تنسيق الهدف. يقوم محول الصوت الذي يحول من FLAC إلى AAC بفك تشفير ملف المصدر إلى بيانات PCM خام في الذاكرة أولاً، ثم يقوم بضغط AAC مع فقدان البيانات على صورة الذاكرة هذه لإنتاج الملف الهدف.

تحويل البيانات المفقودة وغير الدقيقة

الهدف من تحويل البيانات هو الحفاظ على كافة البيانات، وأكبر قدر ممكن من المعلومات المضمنة. ولا يمكن القيام بذلك إلا إذا كان التنسيق المستهدف يدعم نفس الميزات وهياكل البيانات الموجودة في الملف المصدر. إن تحويل مستند معالجة النصوص إلى ملف نص عادي ينطوي بالضرورة على فقدان معلومات التنسيق، لأن تنسيق النص العادي لا يدعم هياكل معالجة النصوص مثل تمييز كلمة بخط عريض. ولهذا السبب، نادرًا ما يتم إجراء التحويل من تنسيق إلى آخر لا يدعم ميزة مهمة للمستخدم، على الرغم من أنه قد يكون ضروريًا للتوافق، على سبيل المثال تحويل ملف من إصدار واحد من Microsoft Word إلى إصدار سابق لتمكين النقل والاستخدام من قبل مستخدمين آخرين ليس لديهم نفس الإصدار الأحدث من Word مثبتًا على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم.

يمكن التخفيف من فقدان المعلومات عن طريق التقريب في التنسيق المستهدف. لا توجد طريقة لتحويل حرف مثل ä إلى ASCII ، نظرًا لأن معيار ASCII يفتقر إليه، ولكن يمكن الاحتفاظ بالمعلومات عن طريق تقريب الحرف إلى ae . بالطبع، هذا ليس الحل الأمثل، ويمكن أن يؤثر على العمليات مثل البحث والنسخ؛ وإذا كانت اللغة تميز بين ä و ae ، فإن هذا التقريب ينطوي على فقدان المعلومات.

يمكن أن تعاني عملية تحويل البيانات أيضًا من عدم الدقة، نتيجة التحويل بين التنسيقات المختلفة مفهوميًا. يعد نموذج WYSIWYG ، الموجود في معالجات الكلمات وتطبيقات النشر المكتبي ، مقابل النموذج الوصفي الهيكلي، الموجود في SGML و XML والعديد من التطبيقات المشتقة منها، مثل HTML و MathML ، أحد الأمثلة. يؤدي استخدام محرر HTML WYSIWYG إلى دمج النموذجين، والنتيجة هي ملفات HTML ذات كود غير مثالي، إن لم يكن غير قياسي. في نموذج WYSIWYG، يشير كسر السطر المزدوج إلى فقرة جديدة، حيث أن هذه هي الإشارة المرئية لمثل هذا البناء، ولكن محرر HTML WYSIWYG سيحول عادةً مثل هذا التسلسل إلى <BR><BR>، وهو ليس فقرة جديدة على الإطلاق من الناحية الهيكلية. كمثال آخر، يعد التحويل من تنسيق PDF إلى تنسيق معالج النصوص القابل للتحرير مهمة شاقة، لأن تنسيق PDF يسجل المعلومات النصية مثل النقش على الحجر، مع إعطاء كل حرف موضعًا ثابتًا وعلامات كسر الأسطر مشفرة مسبقًا، في حين تستوعب تنسيقات معالج النصوص إعادة تدفق النص. لا يعرف تنسيق PDF حرف المسافة بين الكلمات - فالمسافة بين حرفين والمسافة بين كلمتين تختلف فقط في الكمية. لذلك، فإن العنوان الذي يحتوي على مسافة كافية بين الأحرف للتأثير سينتهي به الأمر عادةً بمسافات في ملف معالج النصوص، على سبيل المثال INTRODUCTION بمسافة 1 em مثل INTRODUCTION على معالج النصوص.

المواصفات المفتوحة والسرية

يتطلب تحويل البيانات بنجاح معرفة شاملة بكيفية عمل كل من تنسيقي المصدر والهدف. وفي حالة عدم معرفة مواصفات التنسيق، فسوف تكون هناك حاجة إلى الهندسة العكسية لإجراء التحويل. ويمكن للهندسة العكسية تحقيق تقريب وثيق للمواصفات الأصلية، ولكن قد تحدث أخطاء وميزات مفقودة.

الالكترونيات

يمكن أيضًا أن يتم تحويل تنسيق البيانات في الطبقة المادية لنظام الاتصالات الإلكترونية. ويمكن إجراء التحويل بين أكواد الخطوط مثل NRZ و RZ عند الضرورة.

انظر أيضا

مراجع

^ Dragos-Anton Manolescu; Markus Voelter; James Noble (2006). Pattern Languages of Program Design 5. Addison-Wesley Professional. ص 271–. ISBN 978-0-321-32194-7.

مانوليسكو، فيرست نيم (2006). لغات الأنماط في تصميم البرامج 5. أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: أديسون ويسلي. رقم ISBN 0321321944.

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[ManolescuVoelter2006-1] Dragos-Anton Manolescu; Markus Voelter; James Noble (2006). Pattern Languages of Program Design 5. Addison-Wesley Professional. ص 271–. ISBN 978-0-321-32194-7.