[1]Область техники, к которой относится изобретение
[2]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.
[4]В современных цифровых устройствах для хранения и использования даты и времени применяются различные внутренние форматы данных. Для преобразования из внутреннего формата во внешний и наоборот требуется проведение ряда вычислений и операций кодирования/декодирования.
[5]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).
[6]Таким образом, дата может храниться в виде целого числа и минимально занимать 2 байта (16 бит).
[7]Для прямого преобразования даты по григорианскому календарю в содержимое ячейки памяти может использоваться следующий алгоритм [3]:
[11]J=D+(153×m+2)div 5+365×y+у div 4-у div 100+у div 400-32075,
[12]где а, у, m - промежуточные переменные целого типа;
[13]M - месяц года, от 1 (январь) до 12 (декабрь);
[14]D - день месяца, от 1 до 31;
[15]Y - год григорианского календаря.
[16]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
[20]с=(dg div 36524+1)×3 div 4,
[24]a=(db div 365+1) × 3 div 4,
[27]m=(da×5+308) div 153-2,
[28]d=da-(m+4)×153 div 5+122,
[29]Y=y-4800+(m+2) div 12,
[32]где b, c, d, j, g, da, db, dc, dg - промежуточные переменные целого типа.
[33]Недостатками известного способа являются необходимость проводить ряд сложных вычислений и большой занимаемый объем хранимых данных.
[34]В ряде цифровых устройств возникает необходимость использования только даты, включающей год, месяц и день, что позволяет снизить объем хранимых данных и упростить вычисления.
[35]Для таких устройств может быть использован известный способ кодирования даты [4], заключающийся в том, что
[36]- выделяют для хранения данных о дате, включающей год, месяц и день, целое число длиной К бит;
[37]- устанавливают для отсчета фиксированную дату как первое января определенного года Y0;
[38]- вводят значения текущего года Y, месяца М, дня D;
[39]- вычисляют целое число N для хранения данных о дате по формуле
[40]N=D+(М-1)*32+(Y-Y0)*384;
[41]- сохраняют число N в двоичном формате;
[42]- вычисляют при необходимости дату по формулам
[44]M=(N div 32) div 12+1,
[46]где div - операция целочисленного деления (деления с отбрасыванием дробной части);
[47]mod - операция взятия остатка от целочисленного деления.
[48]Описанный способ принят за прототип.
[49]Недостатком известного способа является ограничение диапазона хранимых дат. Несмотря на то что способ выигрывает в простоте вычисления и компактности данных, часть возможных значений не используется.
[50]Для сравнения рассмотрим возможный диапазон хранимых дат. В качестве первоначальной даты Y0 возьмем 01.01.1900 (1 января 1900 г. ). Размер даты 2 байта (16 бит).
[51]Если использовать способ компании Microsoft, когда дата вычисляется в днях от первоначальной даты, получаем конечную дату 06.06.2079. Если учитывать только полностью входящие годы, то 31.12.2078. Таким образом, данный способ обеспечивает максимально возможный диапазон в 179 лет.
[52]Если использовать способ, принятый за прототип, то получаем максимальную дату 30.08.2070. Если учитывать только полностью входящие годы, то получаем 31.12.2069. В результате, обеспечивается диапазон в 170 лет. Данный способ содержит меньше вычислений, но приходится жертвовать частью значений, поэтому диапазон становится короче на 9 лет.
[53]Раскрытие изобретения
[54]Техническим результатом является увеличение диапазона возможных значений даты.
[55]Для этого предлагается способ, заключающийся в том, что
[56]- выделяют для хранения данных о дате, включающей год, месяц и день, целое число длиной K бит;
[57]- устанавливают для отсчета фиксированную дату как первое января определенного года Y0;
[58]- вводят значения текущего года Y, месяца М, дня D;
[59]- вычисляют целое число N для хранения данных о дате по формуле
[60]N=D+М*31+(Y-Y0)*372-32;
[61]- сохраняют число N в двоичном формате;
[62]- вычисляют при необходимости дату по формулам
[63]D=((N mod 372) mod 31)+1,
[64]M=((N mod 372) div 31)+1,
[66]где div - операция целочисленного деления (деления с отбрасыванием дробной части);
[67]mod - операция взятия остатка от целочисленного деления.
[68]В предложенном способе вычисляют целое число N для хранения данных о дате по формуле
[69]N=D-1+(M-1)*31+(Y-Y0)*372.
[70]Значение N представляет собой количество дней от первоначальной даты.
[71]При вычислении N по приведенной формуле в качестве количества дней в любом месяце берется максимально возможное значение 31. Таким образом, каждая дата внутри года будет иметь свой постоянный порядковый номер от 1 (1 января) до 31*12=372 (31 декабря) независимо от того, был ли год високосный или нет. Смещение же между одним и тем же днем текущего и последующего месяца будет равно 31, а между датой текущего года и такой же датой последующего года будет равно 31 * 12=372. Лишние значения дней 30 февраля, 31 февраля или же 29 февраля для года, не являющегося високосным, не используются.
[72]Сокращая запись для N, получаем окончательно
[73]N=D+М*31+(Y-Y0)*372-32.
[74]Количество байт для хранения числа N остается таким же, как в прототипе (2 байта = 16 бит). Соответственно, максимально N содержит 216 = 65536 значений в диапазоне от 0 до 65535.
[75]Если Y0=01.01.1900, то получаем
[76]- при N=0 дату 01.01.1900,
[77]- при N=1 - 02.01.1900,
[78]- при N=31 - 01.02.1900,
[79]- при N=372 - 01.01.1901 и т.д.
[80]Используя данный метод для первоначальной даты Y0=01.01.1900, получаем максимальную дату 02.03.2076. Если брать только полностью входящие годы - 31.12.2075. В результате, обеспечивается диапазон в 176 лет, что на 6 лет больше, чем у известного способа, принятого за прототип, при сравнимой скорости вычислений.
[81]Для рассмотренного варианта, когда за первоначальную дату берется Y0=01.01.1900, максимальная дата по способу от Microsoft получается 06.06.2079 (покрывается диапазон в 65536 дней, обозначим как i), по способу прототипа - 30.08.2070 (62334 дня, обозначим как р), по предложенному способу - 02.03.2076 (64345 дня, обозначим как v). Таким образом, способ прототипа обеспечивает p/i=62334/65536≈95.11%, а предложенный способ v/i=64345/65536≈98,18%, от максимально возможного. При этом, если способ прототипа теряет около 5% значений от максимально возможного, то предложенный способ - только около 2%.
[82]Таким образом, предложенный способ позволяет увеличить диапазон значений даты при сравнимой простоте и скорости вычислений, а также компактности хранения данных.
[83]Осуществление изобретения
[84]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.
[85]Для реализации способа достаточно реализовать выполнение предложенных операций на каком-либо языке программирования.
[86]Например, на языке С# реализация может выглядеть следующим образом: 
[87]
[88]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.
[89]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 штрих-кода. В этом случае каждый сэкономленный бит имеет значение.
[90]Эффективно также применение способа в системах и базах данных, в которых имеется большой объем данных с датами, в этом случае может достигаться значительная экономия объема хранения.
[92]1. Дата и время (Transact-SQL), статья по адресу
[93]https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms 187819(%D 1%83=sq1.90).aspx
[94]2. Datetime (Transact-SQL), статья по адресу
[95]https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms 187819(%D 1%83=sq1. 110).aspx
[96]3. Julian day, статья по адресу
[97]http://en.wikipedia.org/wiki/Julian_day
[98]4. Патент РФ №2543961, приоритет от 16.01.2013 г.
