Способ кодирования и вычисления даты с использованием упрощенного формата в цифровых устройствах


 


Владельцы патента RU 2543961:

Открытое акционерное общество "Информационные технологии и коммуникационные системы" (RU)

Изобретение относится к способам кодирования и преобразования даты для хранения. Технический результат заключается в снижении необходимого объема памяти для хранения даты. Выделяют для хранения данных о дате, включающей год, месяц и день, целое число длиной К бит. Устанавливают для отсчета фиксированную дату как первое января определенного года Y0. Вводят значения текущего года Y, месяца М, дня D. Вычисляют целое число N для хранения данных о дате по формуле N=D+(М-1)*32+(Y-Y0)*384. Сохраняют число N в двоичном формате. Вычисляют, при необходимости, дату по формулам D=N mod 32, M=(N div 32) div 12+1, Y=Y0+(N div 384), где div - операция целочисленного деления (деления с отбрасыванием дробной части), mod - операция взятия остатка от целочисленного деления.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к вычислительной технике и, в частности, к способам кодирования и преобразования даты для хранения и использования в цифровых устройствах: компьютерах, терминалах и пр.

Уровень техники

В цифровых устройствах для даты и времени используются внутренние форматы данных, которые отличаются от внешнего формата, т.е. от представления даты и времени в понятном для человека (пользователя) виде.

Это связано с тем, что принятых форматов (в разных странах), с одной стороны, много и, с другой стороны, все эти форматы избыточны с точки зрения объема хранимой информации. Для преобразования из внутреннего формата во внешний и наоборот требуется проведение ряда вычислений и проведение операций кодирования/декодирования.

В настоящее время известен ряд способов кодирования и преобразования даты и времени во внутренние форматы представления данных. Далее в описываемых технических решениях будут рассмотрены только способы, относящиеся непосредственно к датам, включающим год, месяц и день.

Так, известен способ кодирования и преобразования даты в программном обеспечении (ПО) SQL Server 2005 и SQL Server 2012 компании Microsoft [1, 2].

Для хранения даты и времени отводится два 4-байтовых целых числа (всего используется 8 байт). Первые 4 байта используются для хранения собственно даты и содержат количество дней до или после даты отсчета, в качестве которой выбрано 1 января 1900 года (для типа данных datetime; вторые 4 байта содержат текущее значение времени, представленного в виде трехсотых долей секунды, прошедших после полуночи).

Используется также хранение даты и времени с меньшей точностью. В этом варианте даты хранятся в виде 2-байтового целого числа, представляющего количество дней, прошедших с 1 января 1900 года (для типа данных smalldatetime; в двух следующих байтах хранится количество минут, прошедших после полуночи).

Таким образом, дата может храниться в виде целого числа и минимально занимать 2 байта (16 бит).

Для прямого преобразования даты по григорианскому календарю в целое число N может использоваться ряд последовательных преобразований и вычислений [3]

a(M-14)div 12,

y=Y+4800-a,

m=M+12*a-3,

J=D+(153*m+2) div 5+365*y+y div 4 - y div 100+y div 400-32075,

где a, y, m - промежуточные переменные целого типа;

M - месяц года, от 1 (январь) до 12 (декабрь);

D - день месяца, от 1 до 31;

Y - год григорианского календаря.

После этого для получения N из полученного значения J (номер юлианского дня для исходной даты) вычитают константу J0, которая зависит от стартовой даты и является номером юлианского дня для стартовой даты.

Однако для обратного преобразования целого числа N в дату используется еще большее количество преобразований и вычислений, сначала получают номер юлианского дня J, прибавляя константу J0, далее вычисляют

j=J+32044,

g=j div 146097,

dg=j mod 146097,

c=(dg div 36524+1)×3 div 4,

dc=dg-с×36524,

b=dc div 1461,

db=dc mod 1461,

a=(db div 365+1)×3 div 4,

da=db-a×365,

y=g×400+c×100+b×4+a,

m=(da×5+308)div 153-2,

d=da-(m+4)×153 div 5+122,

Y=y-4800+(m+2)div 12,

M=(m+2)mod 12+1,

D-d+1,

где b, с, d, j, g, da, db, dc, dg - промежуточные переменные целого типа.

В результате, несмотря на компактность хранения даты, известный способ содержит ряд сложных вычислений, учитывающих наличие високосных годов и способных занимать определенный ресурс вычислительной системы, что является недостатком известного способа.

Известен также способ кодирования и преобразования даты в ПО системы управления базами данных (СУБД) Oracle 7 компании Oracle [4].

Данные даты хранятся в фиксированных полях длиной 4 байта, соответствующих веку, году, месяцу, дню (еще 3 байта отведены для часа, минут и секунд). Соответственно, используемый способ позволяет хранить даты в диапазоне от 1 января 4712 года до н.э. до 31 декабря 4712 года нашей эры.

Номер юлианского дня позволяет датировать события от общей точки (эта точка принимается за 1 января 4712 г. до н.э. по юлианскому календарю). Для представления номера юлианского календаря используются целые числа. Метод, используемый в СУБД Oracle, представляет дату в виде семизначного числа (для наиболее часто используемых дат), так, например, 8 апреля 1991 года будет представлено в виде 2448355. Для преобразования даты во внутренний формат и наоборот используются специально созданные внутренние системные функции.

Такой метод позволяет упростить вычисления даты. Если значения байт принять N1, N2, N3, N4, тогда

D=N4,

M=N3,

Y=N1*100+N2.

Прямое преобразование даты в целое число N из 4 байт также несложно:

N1=Y div 100,

N2=Y mod 100,

N3=M,

N4=D.

Описанный способ принят за прототип.

Однако этот известный способ также имеет недостаток. Необходимость выделения для хранения каждой даты 4 байт приводит к очевидной избыточности и, как следствие, к ощутимому расходу памяти для хранения дат, что может быть неприемлемо для работы цифровых устройств, имеющих ограниченный ресурс памяти и производительности процессора.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является снижение необходимого объема памяти для хранения даты при сохранении простоты преобразований, свойственной прототипу.

Для этого предлагается способ, заключающийся в том, что

- выделяют для хранения данных о дате, включающей год, месяц и день, целое число длиной К бит;

- устанавливают для отсчета фиксированную дату как первое января определенного года Y0;

- вводят значения текущего года Y, месяца М, дня D;

- вычисляют целое число N для хранения данных о дате по формуле

N=D+(М-1)*32+(Y-Y0)*384.

Вычисление N по приведенной формуле означает, что:

- первые 5 бит двоичного представления числа N выделяют для дня месяца хранимой даты;

- оставшиеся К - 5 бит двоичного представления числа N выделяют для числа месяцев, прошедших после фиксированной даты. Затем сохраняют число N в двоичном формате. При необходимости обратного преобразования вычисляют дату по формулам

D=N mod 32,

M=(N div 32)mod 12+1,

Y=Y0+(N div 384),

где div - операция целочисленного деления (деления с отбрасыванием дробной части);

mod - операция взятия остатка от целочисленного деления.

В известных способах дата хранится в виде количества минимальных квантов изменения даты, т.е. дней, начиная с фиксированной даты, либо каждая компонента даты, то есть день месяца, месяц года и год, хранится в своем наборе бит, которые затем объединяются.

В предложенном способе оба этих подхода комбинируются: день месяца хранится в своем наборе бит, а оставшаяся часть данных хранится в виде числа месяцев - не минимальных квантов изменения даты, прошедших со стартовой даты. Очевидным эффектом предложенного способа является компактность представления - максимальное число дней в месяце (31 день) весьма близко к степени числа два (25=32), поэтому информационная избыточность предложенного способа хранения всего около 0,3 бита (log2(12*32/365)). Поскольку информационная избыточность меньше одного бита, то для существенной части требуемых диапазонов дат требуемое число бит будет минимально возможным.

Сложность преобразований при этом оказывается такой же, как и для раздельного хранения компонент даты, т.е. минимальной.

Таким образом, минимально необходимый объем для хранения даты по предложенному способу снижается по сравнению с прототипом, при сохранении простоты вычислений и кодирования даты в число и обратно.

Можно показать преимущество предложенного способа на следующем примере.

Пусть требуется представление даты, покрывающее диапазон в 150 лет. Такой диапазон часто требуется в практических приложениях, где требуется представлять год рождения человека и обеспечить работоспособность выбранного представления минимум на 30 лет. Поэтому выберем начальную дату 01 января 1900 года (как в способе компании Microsoft) - требуем пригодность способа минимум до 2050 года.

Для предложенного способа потребуется 16 бит: 5 бит на представление дня месяца, остается 11 бит, что соответствует максимальному хранимому значению месяцев 2048(=211), что соответствует чуть более 169 годам. Таким образом, пригодность способа при стартовой дате 1 января 1900 года - до 2069 года.

В известном способе компании Oracle, принятом за прототип, для кодирования даты потребуется 4 байта (32 бита) - по байту на день месяца, месяц года, год столетия и столетие, что в 2 раза больше, чем в предложенном способе.

Даже если модифицировать этот способ, но все компоненты даты хранить в своих наборах бит - 5 на день месяца, 4 - месяц года и оставшиеся биты для хранения года, для хранения года (не менее 150) потребуется не менее 8 бит:

27=128<150<28=256.

Итого в сумме получаем 17 бит, что на один бит хуже, чем в предлагаемом способе.

В известном способе компании Microsoft, в котором используется число дней, прошедших с фиксированной даты, потребуется представить не менее 150*365=54750 дней, на что потребуется не менее 16 бит:

215=32768<54750<216=65536.

Однако сложность и объем вычислений в способе компании Microsoft, как указано выше, значительно выше.

Предложенный способ может сократить объем хранимой информации, что будет особенно значимым в системах, обрабатывающих данные о датах и имеющих ограничения на объем памяти и ресурсы процессора или микроконтроллера.

Осуществление изобретения

Реализация предложенного способа может быть осуществлена в вычислительной системе, способной производить операции целочисленного деления, т.е. практически в любой, включая системы, работающие, например, под управлением операционной системы MS Windows.

Для реализации способа достаточно реализовать выполнение предложенных операций на каком-либо языке программирования.

Например, на языке C++ при использовании boost типов реализация может выглядеть следующим образом.

#include<boost/cstdint.hpp>

const int StartYear=1900; // В качестве стартовой даты берем 1 января 1900 г.

// Внутреннее представление даты

typedef boost::uint16_t InternalDate;

// Внешнее представление даты - отдельно год, месяц и день.

typedef struct {int year; int month; int day;} ExternalDate;

// Получаем внутреннее представления по внешнему

InternalDate PackDate (const ExternalDate & date)

{return date.day+(date.year-StartYear)·384+(date.month -1)*32;

}

// Получаем внешнее представление по внутреннему

void UnpackDate (InternalDate n, ExternalDate & date)

{date.year=StartYear+n/384;

date.month=(n/32)% 12+1;

date.day=n% 32;

}

Приведенная программная реализация операций не предусматривает проверку входных данные на правильность. Соответствующие операции проверки могут быть добавлены к конкретной реализации при необходимости.

Реализовать действия предложенного способа в составе программы или функции может специалист в области программирования (программист).

Наибольший эффект применение предложенного способа может дать в системах, обрабатывающих данные о датах и имеющих сильные ограничения на объем памяти и аппаратные ресурсы, а также передающие информацию о датах в условиях ограничения на объем передаваемой информации.

Примерами таких систем могут служить системы, хранящие и/или передающие различную информацию, в том числе и даты (например, даты рождения человека, дата отправки груза, дата отправления поезда и т.п.) в виде штрихкода. В этом случае каждый сэкономленный бит имеет значение. Часто с этим сопряжена задача обработки информации на микроконтроллерных устройствах. Простота кода в таких случаях немаловажна.

Источники информации

1. Дата и время (Transact-SQL), статья по адресу

http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms187819(v=sql.90)aspx.

2. Datetime (Transact-SQL), статья по адресу

http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms187819(у=sql.110). Aspx.

3. Julian day, статья по адресу

http://en.wikipedia.org/wiki/Julian_day.

4. Руководство разработчика приложений (Server Application Developer's Guide), 1992, перевод по адресу

http://www.interface.ru/fset.asp?Url=/oracle/ora7/ora7a03a.htm.

Способ кодирования даты в цифровых устройствах, заключающийся в том, что
выделяют для хранения данных о дате, включающей год, месяц и день, целое число длиной K бит;
устанавливают для отсчета фиксированную дату как первое января определенного года Y0;
вводят значения текущего года Y, месяца М, дня D;
вычисляют целое число N для хранения данных о дате по формуле
N=D+(М-1)*32+(Y-Y0)*384;
сохраняют число N в двоичном формате;
вычисляют, при необходимости, дату по формулам
D=N mod 32,
M=(N div 32) div 12+1,
Y=Y0+(N div 384),
где div - операция целочисленного деления (деления с отбрасыванием дробной части);
mod - операция взятия остатка от целочисленного деления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к картам электронного контроля доступа. Технический результат - создание карты электронного доступа с высокой прочностью.

Материал содержит множество намагничиваемых участков на нем, при этом намагничиваемые участки содержат по меньшей мере одно пятно на упаковку, которая должна быть сформирована из упаковочного многослойного материала, и магнитную метку, обеспечивающую картину силовых линий магнитного поля на по меньшей мере одном намагничиваемом участке и выровненную с подготовительным элементом, связанным с операцией, выполняемой для завершающей обработки упаковок.

Материал содержит множество намагничивающихся участков, выполненных в виде, по меньшей мере, одного пятна на упаковку, подлежащую формированию из материала. При этом пятна содержат намагничивающиеся частицы, намагниченные в области пятна, которая на, по меньшей мере, 3 мм короче в направлении длины и на, по меньшей мере, 3 мм уже в направлении ширины общей площади, по меньшей мере, одного пятна.

Полотнообразный или листообразный упаковочный материал, преобразуемый в трубу, запечатываемую на одном конце, заполняемую содержимым, запечатываемую снова для заключения содержимого, обрезаемую и формируемую в упаковку, имеет множество намагничиваемых участков на ней, содержащих по меньшей мере одно пятно на каждую упаковку.

Изобретение относится к пьезохромному защитному элементу. Технический результат заключается в создании пьезохромного элемента с повышенными свойствами механической гибкости и упругости структуры поверхности.

Материал содержит множество напечатанных на нем намагничивающихся участков, содержащих, по меньшей мере, одно пятно на упаковку, образованную из материала. Упаковка имеет нижнюю и верхнюю части, при этом, по меньшей мере, один из намагничивающихся участков обеспечивает магнитную метку, несущую рисунок силовых линий магнитного поля, содержащий первый пик магнитного поля, имеющий первую полярность, и второй пик магнитного поля, имеющий вторую противоположную полярность, а материал имеет продольное направление, определяемое параллельно трубе или соединению, соединяющему нижнюю и верхнюю части упаковки, поперечное направление, перпендикулярное продольному направлению, и мнимую линию между средней точкой первого пика и второго пика рисунка силовых линий магнитного поля.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для управления процессом сборки многокомпонентных изделий. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет реализации проверки соблюдения заданной последовательности присоединения идентифицированных компонентов.

Изобретение относится к способу и устройству для генерирования визуального кода, а также к способу передачи информации. Техническим результатом является обеспечение возможности непосредственной и визуальной передачи человеку сообщения и косвенной передачи человеку информации, отличной от сообщения, посредством использования устройства, имеющего функцию оптического считывания.

Изобретение относится к средствам маркировок для идентификации изделий. Технический результат заключается в повышении защищенности маркировки при установлении их подлинности.

Материал содержит множество намагничиваемых участков, по меньшей мере по два пятна на формируемую из упаковочного материала упаковку. На каждой упаковке по меньшей мере один намагничиваемый участок является первой магнитной меткой, несущей рисунок силовых линий магнитного поля, а другой является второй магнитной меткой, несущей рисунок силовых линий магнитного поля.

Изобретение относится к контейнеру для лекарств со штрихкодом для кодирования информации, относящейся к контейнеру или содержимому контейнера. Техническим результатом является обеспечение возможности надежного и легкого считывания информации со штрихкода. Контейнер (2) для лекарств содержит круговой штрихкод (1) для кодирования информации, относящейся к по меньшей мере одному из: контейнера или содержимого контейнера. Штрихкод (1) окружает центральную точку (14) и сконфигурирован так, чтобы информация, закодированная штрихкодом (1), могла быть считана вдоль замкнутой линии (15), окружающей центральную точку (14). Круговой штрихкод (1) расположен на передней поверхности (20) контейнера для лекарств (2) так, чтобы информация, закодированная штрихкодом (1), могла быть считана при рассмотрении контейнера (2) для лекарств спереди. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию носителя информации или группы таких носителей информации, которые позволяют осуществлять точную корреляцию информации, к использованию таких носителей информации, а также к созданию считывающего устройства, при помощи которого носитель информации благодаря своему структурированному информационному слою может быть связан с действием системы обработки данных или может запускать такое действие. Технический результат - получение плоского носителя информации с четким назначением, обеспечивающего возможность введения дополнительных оптических функций в зависимости от выбора назначения. Настоящее изобретение имеет отношение к созданию системы игральных карт, которая изучает уникальные игровые характеристики игроков и позволяет производить обработку других связанных с игрой данных, причем указанная система предусматривает использование игральных карт и/или коллекционных карт как через Internet (в режиме онлайн), так и через локальную систему обработки данных (в автономном режиме); таким образом, настоящее изобретение имеет отношение к особенно предпочтительному варианту комбинирования классической коммерческой игры в карты с компьютером и видеоиграми. В частности, настоящее изобретение также преимущественно может быть использовано как система доступа к картам и к дебетным картам для игровых систем, в которых используют носитель информации с уникальным кодом, считываемым при помощи считывающего устройства. 9 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Материал содержит множество намагничиваемых участков на нем, содержащих по меньшей мере одно пятно на упаковку, подлежащую образованию в устройстве для образования, наполнения и уплотнения упаковки из упаковочного слоистого материала, и по меньшей мере один подготовительный элемент улучшения окончательной отделки упаковок, причем подготовительный элемент и метка магнитного поля в намагничиваемом участке выровнены друг с другом. При этом магнитную метку устанавливают во время изготовления материала, а данные о позиции хранятся в устройстве для образования упаковок. Изобретение обеспечивает повышение производительности и качества. 10 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к картам и, в частности, к подлежащим ламинированию основам карт (например, смарт-карт, идентификационных карт, кредитных карт, банковских карт с наименованием некоммерческой организации, связанной с банком-эмитентом и т.д.) и способу выполнения таких подлежащих ламинированию основ. Технический результат - создание подлежащей ламинированию основы, которая может быть самостоятельным продуктом, обеспечивающим возможность его поставки в компании-производители карт для включения в различные электронные карты. А также создание подлежащей ламинированию основы, способной к внедрению в электронные карты посредством обычного оборудования для производства карт, где печатные оверлеи и ламинат могут быть нанесены на подлежащую ламинированию основу. Достигается тем, что подлежащая ламинированию основа содержит электронный элемент или неэлектронный элемент, нижний покрывающий лист, верхний покрывающий лист и слой полимерного термореактивного материала между верхним и нижним покрывающими листами. Подлежащую ламинированию основу можно использовать при изготовлении карт, используя обычное оборудование для нанесения верхнего и нижнего накладных слоев на подлежащую ламинированию основу. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к средствам формирования потокового точечного изображения. Технический результат заключается в повышении качества указанного изображения, формируемого на поверхностях изогнутых объектов. Способ включает этапы: расположения множества опорных точек линейно согласно предопределенному правилу, расположения информационной точки в конечной точке вектора, выраженного с одной из множества виртуальных опорных точек в качестве начальной точки, информация которой определена расстоянием и направлением от виртуальных опорных точек. В способе виртуальные опорные точки располагают на второй виртуальной опорной линии. 12 н. и 46 з.п. ф-лы, 35 ил.

Полотно упаковочного материала содержит по меньшей мере два намагничиваемых участка на нем для каждой упаковки, формируемой из этого материала. При этом каждый из по меньшей мере двух намагничиваемых участков обеспечивает магнитную метку, несущую картину силовых линий магнитного поля, обеспечивающую информацию о положении и ориентации, относящуюся к получению конечной упаковки. Способ получения конечных упаковок из полотна упаковочного материала, описанного выше, содержит этапы: считывание с магнитных меток информации о положении, разрезание полотна на части, формирование эти частей в трубчатый промежуточный продукт, заполнение упаковки содержимым и ее запечатывание, причем выполняют эти операции на основании информации о положении. Изобретение обеспечивает повышение качества упаковки и упрощение ее изготовления. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к кодированию цифровой информации на поверхности, в частности двухмерных структур. Технический результат заключается в повышении защищенности изделий. Структура для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности, содержащая определенную компоновку (Р1) множества символов, принадлежащих набору символов (ENS1), и каждый символ в компоновке предназначен для кодирования части упомянутого цифрового информационного элемента, причем каждый символ состоит по меньшей мере из одной дифференциальной пары элементов (E1, E2), расположенных определенным образом, каждый элемент характеризуется параметром, параметр первого элемента каждой дифференциальной пары имеет первое значение, и параметр второго элемента каждой дифференциальной пары имеет второе значение, отличающееся от первого значения. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу изготовления и/или упаковки сигарет, в производственной установке. Осуществляется подача и упаковка в производственном узле (13) упаковочных единиц более низкого уровня (15) в упаковочные единицы более высокого уровня (14). Упаковочные единицы (14) включают в себя одну или несколько упаковочных единиц (15). Камера (20g) снимает изображения упаковок упаковочных единиц (15). Камера (20f, 20m) снимает изображения упаковок соотнесенных с упаковочными единицами (15) упаковочных единиц (14). С отснятыми изображениями упаковок соотнесенных друг с другом упаковочных единиц (14) и (15) соотносят общий идентификатор. Идентификатор является внутримашинным порядковым номером узла (13). Изображения сохраняют в накопителе данных. Обеспечивается упрощение и ускорение производства и упаковки сигарет и повышение эффективности отслеживания упакованных в различные упаковочные единицы изделий. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу изготовления вставок, оснащенных электронным модулем (44), содержащим микросхему и антенну (43). Технический результат - повышение технологичности изготовления плоских электронных вставок. Для достижения результата обеспечивают листовые подложки (46) для нескольких вставок, при этом подложки имеют полости для последующей установки электронного модуля в каждую полость; обеспечивают антенну для каждой вставки; обеспечивают по меньшей мере один слой адгезива; обеспечивают электронный модуль для каждой вставки; накладывают друг на друга и собирают посредством ламинирования нижнюю листовую подложку (46), первый слой адгезива, несколько антенн (43), второй слой адгезива и верхнюю листовую подложку (46); ламинированную сборку разрезают таким образом, чтобы получить вставки, каждая из которых имеет антенну; электронные модули (44) устанавливают в полости после этапа ламинирования листовых подложек (46), антенн (43) и слоев адгезива и дополнительно на внутреннюю сторону по меньшей мере одной из листовых подложек (46) печатным способом наносят слой компенсации толщины за пределами зоны подложки (46), предназначенной для размещения антенны. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх