تحويل البيانات

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

تحويل البيانات هو عملية تحويل بيانات الحاسوب من تنسيق إلى آخر. في بيئة الحاسوب، تُشفّر البيانات بطرق متنوعة. على سبيل المثال، تُبنى مكونات الحاسوب المادية وفقًا لمعايير محددة، مما يتطلب أن تحتوي البيانات، على سبيل المثال، على فحوصات بتات التكافؤ . وبالمثل، يعتمد نظام التشغيل على معايير محددة لمعالجة البيانات والملفات. علاوة على ذلك، يتعامل كل برنامج حاسوبي مع البيانات بطريقة مختلفة. عند تغيير أي من هذه المتغيرات، يجب تحويل البيانات بطريقة ما قبل أن يتمكن حاسوب أو نظام تشغيل أو برنامج آخر من استخدامها. حتى الإصدارات المختلفة لهذه العناصر عادةً ما تتضمن هياكل بيانات مختلفة. على سبيل المثال، يُعد تغيير البتات من تنسيق إلى آخر، عادةً لغرض التوافق بين التطبيقات أو القدرة على استخدام ميزات جديدة، مجرد تحويل للبيانات. قد يكون تحويل البيانات بسيطًا مثل تحويل ملف نصي من نظام ترميز أحرف إلى آخر؛ أو أكثر تعقيدًا، مثل تحويل تنسيقات ملفات Office، أو تحويل تنسيقات الصور وملفات الصوت .

تتعدد طرق تحويل البيانات داخل بيئة الحاسوب. قد يكون هذا التحويل سلسًا، كما في حالة الترقية إلى إصدار أحدث من برنامج حاسوبي. أو قد يتطلب معالجة باستخدام برنامج تحويل خاص، أو قد ينطوي على عملية معقدة تمر بمراحل وسيطة، أو إجراءات معقدة للتصدير والاستيراد، والتي قد تشمل التحويل من وإلى ملف نصي مفصول بعلامات جدولة أو فواصل. في بعض الحالات، قد يتعرف البرنامج على عدة تنسيقات لملفات البيانات في مرحلة إدخال البيانات، ثم يكون قادرًا على تخزين بيانات الإخراج بتنسيقات مختلفة. يمكن استخدام هذا البرنامج لتحويل تنسيق ملف. إذا لم يتم التعرف على تنسيق المصدر أو الهدف، فقد يتوفر برنامج ثالث يسمح بالتحويل إلى تنسيق وسيط، والذي يمكن إعادة تنسيقه لاحقًا باستخدام البرنامج الأول. هناك العديد من السيناريوهات المحتملة.

أساسيات المعلومات

قبل إجراء أي عملية تحويل للبيانات، ينبغي على المستخدم أو مبرمج التطبيق مراعاة بعض أساسيات الحوسبة ونظرية المعلومات . وتشمل هذه الأساسيات ما يلي:

  • يمكن للكمبيوتر التخلص من المعلومات بسهولة، لكن إضافة المعلومات تتطلب جهداً.
  • لا يستطيع الحاسوب إضافة المعلومات إلا بطريقة تعتمد على القواعد.
  • إن زيادة حجم البيانات أو تحويلها إلى تنسيق أكثر ثراءً بالميزات لا يضيف معلومات؛ إنه ببساطة يفسح المجال لتلك الإضافة، والتي عادة ما يتعين على الإنسان القيام بها.
  • يمكن تعديل البيانات المخزنة بتنسيق إلكتروني وتحليلها بسرعة.

على سبيل المثال، يمكن تحويل صورة ملونة حقيقية بسهولة إلى صورة رمادية ، بينما يُعدّ التحويل العكسي عملية شاقة. يتضمن تحويل ملف نصي من نظام يونكس إلى ملف نصي من مايكروسوفت (DOS/Windows) إضافة أحرف، لكن هذا لا يزيد من العشوائية لأنه يعتمد على قواعد محددة؛ في حين أن إضافة معلومات لونية إلى صورة رمادية لا يمكن إجراؤها برمجيًا بشكل موثوق، لأنها تتطلب إضافة معلومات جديدة، لذا فإن أي محاولة لإضافة لون تتطلب تقديرًا من الحاسوب بناءً على معرفة مسبقة. لا يُضيف تحويل صورة PNG ذات 24 بت إلى صورة ذات 48 بت أي معلومات إليها، بل يُضيف فقط أصفارًا إلى قيم بكسل RGB الموجودة ، بحيث يصبح بكسل بقيمة FF C3 56، على سبيل المثال، FF00 C300 5600. يُتيح التحويل تغيير قيمة بكسل إلى قيمة، على سبيل المثال، FF80 C340 56A0، لكن التحويل نفسه لا يُحقق ذلك، بل يتطلب الأمر مزيدًا من معالجة الصورة. إن تحويل ملف صورة أو صوت من صيغة مضغوطة مع فقدان للبيانات (مثل JPEG أو Vorbis ) إلى صيغة غير مضغوطة (مثل PNG أو FLAC ) أو غير مضغوطة (مثل BMP أو WAV ) لا يؤدي إلا إلى إهدار المساحة، لأن الصورة نفسها، مع فقدانها للمعلومات الأصلية (آثار الضغط مع فقدان البيانات)، تصبح هي الهدف. لا يمكن استعادة جودة صورة JPEG إلى جودة الصورة الأصلية التي أُنشئت منها، مهما حاول المستخدم استخدام خاصية إزالة آثار JPEG في برنامج معالجة الصور.      

من المحتمل أن يتطلب الاستعادة التلقائية للمعلومات التي فُقدت من خلال عملية ضغط مع فقدان البيانات تقدماً هاماً في مجال الذكاء الاصطناعي .

بسبب هذه الحقائق المتعلقة بالحوسبة ونظرية المعلومات، فإن تحويل البيانات غالباً ما يكون عملية معقدة وعرضة للأخطاء تتطلب مساعدة الخبراء.

التحول المحوري

يمكن تحويل البيانات مباشرةً من تنسيق إلى آخر، لكن العديد من التطبيقات التي تُحوّل بين تنسيقات متعددة تستخدم تمثيلاً وسيطاً يتم من خلاله تحويل أي تنسيق مصدر إلى تنسيقه الهدف. [ 1 ] على سبيل المثال، من الممكن تحويل نص سيريل من KOI8-R إلى Windows-1251 باستخدام جدول بحث بين الترميزين، لكن الأسلوب الحديث هو تحويل ملف KOI8-R إلى Unicode أولاً، ثم منه إلى Windows-1251. هذا أسلوب أسهل في الإدارة؛ فبدلاً من الحاجة إلى جداول بحث لجميع أزواج ترميزات الأحرف الممكنة، يحتاج التطبيق إلى جدول بحث واحد فقط لكل مجموعة أحرف، يستخدمه للتحويل من وإلى Unicode، مما يقلل عدد الجداول من المئات إلى بضع عشرات.

يُستخدم التحويل المحوري بشكل مشابه في مجالات أخرى. فعند استخدام تطبيقات Office للتحويل بين تنسيقات ملفات Office، فإنها تستخدم تنسيق الملف الافتراضي الداخلي الخاص بها كمحور. على سبيل المثال، قد يقوم معالج النصوص بتحويل ملف RTF إلى ملف WordPerfect عن طريق تحويل RTF إلى OpenDocument ثم تحويله إلى تنسيق WordPerfect. أما برنامج تحويل الصور، فلا يقوم بتحويل صورة PCX إلى PNG مباشرةً؛ بل يقوم، عند تحميل صورة PCX، بفك تشفيرها إلى تنسيق صورة نقطية بسيط للاستخدام الداخلي في الذاكرة، وعند طلب تحويلها إلى PNG، يتم تحويل صورة الذاكرة إلى التنسيق المطلوب. ويقوم محول الصوت الذي يحول من FLAC إلى AAC بفك تشفير الملف المصدر إلى بيانات PCM خام في الذاكرة أولاً، ثم يُجري ضغط AAC مع فقدان البيانات على صورة الذاكرة لإنتاج الملف المطلوب.

تحويل البيانات المفقودة وغير الدقيقة

يهدف تحويل البيانات إلى الحفاظ على جميع البيانات، وأكبر قدر ممكن من المعلومات المضمنة. ولا يمكن تحقيق ذلك إلا إذا كان تنسيق الملف المستهدف يدعم نفس الميزات وهياكل البيانات الموجودة في الملف المصدر. يستلزم تحويل مستند معالجة نصوص إلى ملف نص عادي فقدان معلومات التنسيق، لأن تنسيق النص العادي لا يدعم خصائص معالجة النصوص مثل تمييز الكلمات بخط غامق. لهذا السبب، نادرًا ما يتم التحويل من تنسيق إلى آخر لا يدعم ميزة مهمة للمستخدم، مع أنه قد يكون ضروريًا لضمان التوافق، مثل تحويل ملف من إصدار معين من مايكروسوفت وورد إلى إصدار أقدم لتمكين نقله واستخدامه من قبل مستخدمين آخرين لا يملكون نفس الإصدار الأحدث من وورد مثبتًا على أجهزتهم.

يمكن التخفيف من فقدان المعلومات عن طريق التقريب في التنسيق المستهدف. لا توجد طريقة لتحويل حرف مثل ä إلى ASCII ، لأن معيار ASCII لا يدعم ذلك، ولكن يمكن الاحتفاظ بالمعلومات عن طريق تقريب الحرف إلى ae . بالطبع، هذا ليس حلاً مثالياً، وقد يؤثر على عمليات مثل البحث والنسخ؛ وإذا كانت اللغة تميز بين ä و ae ، فإن هذا التقريب ينطوي على فقدان بعض المعلومات.

قد يعاني تحويل البيانات أيضًا من عدم الدقة، نتيجةً للتحويل بين تنسيقات مختلفة من حيث المفهوم. ومن الأمثلة على ذلك نموذج WYSIWYG ، الموجود في معالجات النصوص وتطبيقات النشر المكتبي ، مقابل نموذج الوصف البنيوي، الموجود في SGML و XML والعديد من التطبيقات المشتقة منهما، مثل HTML و MathML . يؤدي استخدام محرر HTML من نوع WYSIWYG إلى دمج النموذجين، مما ينتج عنه ملفات HTML ذات شفرة غير مثالية، إن لم تكن غير قياسية. في نموذج WYSIWYG، يشير فاصل الأسطر المزدوج إلى فقرة جديدة، كونه المؤشر المرئي لهذا التركيب، لكن محرر HTML من نوع WYSIWYG عادةً ما يحول هذا التسلسل إلى <BR><BR> ، وهو ليس فقرة جديدة من الناحية البنيوية. كمثال آخر، يُعدّ تحويل ملف PDF إلى صيغة قابلة للتعديل في معالج النصوص مهمة شاقة، لأن PDF يسجّل المعلومات النصية كما لو كانت محفورة على حجر، حيث يُعطى كل حرف موضعًا ثابتًا وتُبرمج فواصل الأسطر مسبقًا، بينما تدعم صيغ معالجات النصوص إعادة تدفق النص. لا يتعرف PDF على حرف المسافة بين الكلمات - فالمسافة بين حرفين والمسافة بين كلمتين تختلفان فقط في الكمية. لذلك، عادةً ما ينتهي الأمر بعنوان ذي مسافات واسعة بين الأحرف لإضفاء تأثير معين بوجود مسافات في ملف معالج النصوص، على سبيل المثال، كلمة "مقدمة" بمسافة 1 em ستظهر كـ "مقدمة" في معالج النصوص.

المواصفات المفتوحة مقابل المواصفات السرية

يتطلب تحويل البيانات بنجاح معرفة دقيقة بآلية عمل كل من تنسيقات المصدر والهدف. في حال عدم معرفة مواصفات التنسيق، يلزم اللجوء إلى الهندسة العكسية لإجراء التحويل. يمكن للهندسة العكسية تحقيق تقريب دقيق للمواصفات الأصلية، ولكن قد ينتج عنها أخطاء ونقص في بعض الميزات.

الإلكترونيات

يمكن أيضًا إجراء تحويل تنسيق البيانات على مستوى الطبقة الفيزيائية لنظام الاتصالات الإلكترونية. ويمكن إجراء التحويل بين رموز الخطوط مثل NRZ و RZ عند الضرورة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ دراغوس-أنتون مانوليسكو؛ ماركوس فولتر؛ جيمس نوبل (2006). لغات أنماط تصميم البرامج 5. أديسون-ويسلي بروفيشنال. ص  271–. ISBN 978-0-321-32194-7.
  • مانوليسكو، الاسم الأول (2006). لغات أنماط تصميم البرامج 5. أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: أديسون-ويسلي. ISBN 0321321944.