字符编码
美国(国家)信息交换标准(代)码,一种使用7个或8个二进制位进行编码的方案,最多可以给256个字符(包括字母、数字、标点符号、控制字符及其他符号)分配(或指定)数值。
ASCII码于1961年提出,用于在不同计算机硬件和软件系统中实现数据传输标准化,在大多数的小型机和全部的个人计算机都使用此码。ASCII码划分为两个集合:128个字符的标准ASCII码和附加的128个字符的扩充和ASCII码。比较EBCDIC。其中95个字符可以显示。另外33个不可以显示。 标准ASCII码为7位,扩充为8位。
目前使用最广泛的西文字符集及其编码是 ASCII 字符集和 ASCII 码( ASCII 是 American Standard Code for Information Interchange 的缩写),它同时也被国际标准化组织( International Organization for Standardization, ISO )批准为国际标准。
基本的 ASCII 字符集共有 128 个字符,其中有 96 个可打印字符,包括常用的字母、数字、标点符号等,另外还有 32 个控制字符。标准 ASCII 码使用 7 个二进位对字符进行编码,对应的 ISO 标准为 ISO646 标准。下表展示了基本 ASCII 字符集及其编码:
字母和数字的 ASCII 码的记忆是非常简单的。我们只要记住了一个字母或数字的 ASCII 码(例如记住 A 为 65 , 0 的 ASCII 码为 48 ),知道相应的大小写字母之间差 32 ,就可以推算出其余字母、数字的 ASCII 码。
虽然标准 ASCII 码是 7 位编码,但由于计算机基本处理单位为字节( 1byte = 8bit ),所以一般仍以一个字节来存放一个 ASCII 字符。每一个字节中多余出来的一位(最高位)在计算机内部通常保持为 0 (在数据传输时可用作奇偶校验位)。
由于标准 ASCII 字符集字符数目有限,在实际应用中往往无法满足要求。为此,国际标准化组织又制定了 ISO2022 标准,它规定了在保持与 ISO646 兼容的前提下将 ASCII 字符集扩充为 8 位代码的统一方法。 ISO 陆续制定了一批适用于不同地区的扩充 ASCII 字符集,每种扩充 ASCII 字符集分别可以扩充 128 个字符,这些扩充字符的编码均为高位为 1 的 8 位代码(即十进制数 128~255 ),称为扩展 ASCII 码。
在显示器上看见的文字、图片等信息在电脑里面其实并不是我们看见的样子,即使你知道所有信息都存储在硬盘里,把它拆开也看不见里面有任何东西,只有些盘片。假设,你用显微镜把盘片放大,会看见盘片表面凹凸不平,凸起的地方被磁化,凹的地方是没有被磁化;凸起的地方代表数字1,凹的地方代表数字0。硬盘只能用0和1来表示所有文字、图片等信息。那么字母”A”在硬盘上是如何存储的呢?可能小张计算机存储字母”A”是1100001,而小王存储字母”A”是11000010,这样双方交换信息时就会误解。比如小张把1100001发送给小王,小王并不认为1100001是字母”A”,可能认为这是字母”X”,于是小王在用记事本访问存储在硬盘上的1100001时,在屏幕上显示的就是字母”X”。也就是说,小张和小王使用了不同的编码表。小张用的编码表是ASCII,ASCII编码表把26个字母都一一的对应到2进制1和0上;小王用的编码表可能是EBCDIC,只不过EBCDIC编码与ASCII编码中的字母和01的对应关系不同。一般地说,开放的操作系统(LINUX 、WINDOWS等)采用ASCII 编码,而大型主机系统(MVS 、OS/390等)采用EBCDIC 编码。在发送数据给对方前,需要事先告知对方自己所使用的编码,或者通过转码,使不同编码方案的两个系统可沟通自如。
ASCII码使用7位2进制数表示一个字符,7位2进制数可以表示出2的7次方个字符,共128个字符。EBCDIC码使用8位,可以表示出2的8次方个字符,256个字符。
无论是ASCII码还是EBCDIC码,都无法对拥有几万个的汉字进行编码。因为上面已经提过,7位2进制数最多对应上128个字符,8位最多对应上256个字符。
0~31及127(共33个)是控制字符或通信专用字符(其余为可显示字符),如控制符:LF(换行)、CR(回车)、FF(换页)、DEL(删除)、BS(退格)、BEL(振铃)等;通信专用字符:SOH(文头)、EOT(文尾)、ACK(确认)等;ASCII值为8、9、10和13分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有特定的图形显示,但会依不同的应用程序而对文本显示有不同的影响。
为了扩充ASCII编码,以用于显示本国的语言,不同的国家和地区制定了不同的标准,由此产生了 GB2312, BIG5, JIS 等各自的编码标准。这些使用 2 个字节来代表一个字符的各种汉字延伸编码方式,称为 ANSI 编码,又称为"MBCS(Muilti-Bytes Character Set,多字节字符集)"。在简体中文系统下,ANSI 编码代表 GB2312 编码,在日文操作系统下,ANSI 编码代表 JIS 编码,所以在中文 windows下要转码成gb2312,gbk只需要把文本保存为ANSI 编码即可。 不同 ANSI 编码之间互不兼容,当信息在国际间交流时,无法将属于两种语言的文字,存储在同一段 ANSI 编码的文本中。一个很大的缺点是,同一个编码值,在不同的编码体系里代表着不同的字。这样就容易造成混乱。导致了unicode码的诞生。
其中每个语言下的ANSI编码,都有一套一对一的编码转换器,Unicode变成所有编码转换的中间介质。所有的编码都有一个转换器可以转换到Unicode,而Unicode也可以转换到其他所有的编码。
GB2312 也是ANSI编码里的一种,对ANSI编码最初始的ASCII编码进行扩充,为了满足国内在计算机中使用汉字的需要,中国国家标准总局发布了一系列的汉字字符集国家标准编码,统称为GB码,或国标码。其中最有影响的是于1980年发布的《信息交换用汉字编码字符集 基本集》,标准号为GB 2312-1980,因其使用非常普遍,也常被通称为国标码。GB2312编码通行于我国内地;新加坡等地也采用此编码。几乎所有的中文系统和国际化的软件都支持GB 2312。
GB 2312是一个简体中文字符集,由6763个常用汉字和682个全角的非汉字字符组成。其中汉字根据使用的频率分为两级。一级汉字3755个,二级汉字3008个。由于字符数量比较大,GB2312采用了二维矩阵编码法对所有字符进行编码。首先构造一个94行94列的方阵,对每一行称为一个“区”,每一列称为一个“位”,然后将所有字符依照下表的规律填写到方阵中。这样所有的字符在方阵中都有一个唯一的位置,这个位置可以用区号、位号合成表示,称为字符的区位码。如第一个汉字“啊”出现在第16区的第1位上,其区位码为1601。因为区位码同字符的位置是完全对应的,因此区位码同字符之间也是一一对应的。这样所有的字符都可通过其区位码转换为数字编码信息。GB2312字符的排列分布情况见表1-4。
表1-4 GB2312 字符编码分布表
分区范围
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符号类型
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第01区
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中文标点、数学符号以及一些特殊字符
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第02区
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各种各样的数学序号
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第03区
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全角西文字符
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第04区
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日文平假名
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第05区
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日文片假名
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第06区
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希腊字母表
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第07区
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俄文字母表
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第08区
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中文拼音字母表
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第09区
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制表符号
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第10-15区
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无字符
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第16-55区
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一级汉字(以拼音字母排序)
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第56-87区
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二级汉字(以部首笔画排序)
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第88-94区
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无字符
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GB2312字符在计算机中存储是以其区位码为基础的,其中汉字的区码和位码分别占一个存储单元,每个汉字占两个存储单元。由于区码和位码的取值范围都是在1-94之间,这样的范围同西文的存储表示冲突。例如汉字‘珀’在GB2312中的区位码为7174,其两字节表示形式为71,74;而两个西文字符‘GJ’的存储码也是71,74。这种冲突将导致在解释编码时到底表示的是一个汉字还是两个西文字符将无法判断。
为避免同西文的存储发生冲突,GB2312字符在进行存储时,通过将原来的每个字节第8bit设置为1同西文加以区别,如果第8bit为0,则表示西文字符,否则表示GB2312中的字符。实际存储时,采用了将区位码的每个字节分别加上A0H(160)的方法转换为存储码,计算机存储规则是此编码的补码,而且是位码在前,区码在后。例如汉字‘啊’的区位码为1601,其存储码为B0A1H,其转换过程为:
区位码
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区码转换
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位码转换
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存储码
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1001H
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10H+A0H=B0H
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01H+A0H=A1H
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B0A1H
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GB2312编码用两个字节(8位2进制)表示一个汉字,所以理论上最多可以表示256×256=65536个汉字。但这种编码方式也仅仅在中国行得通,如果您的网页使用的GB2312编码,那么很多外国人在浏览你的网页时就可能无法正常显示,因为其浏览器不支持GB2312编码。当然,中国人在浏览外国网页(比如日文)时,也会出现乱码或无法打开的情况,因为我们的浏览器没有安装日文的编码表。
GBK即汉字内码扩展规范,K为扩展的汉语拼音中“扩”字的声母。英文全称Chinese Internal Code Specification。GBK编码标准兼容GB2312,共收录汉字21003个、符号883个,并提供1894个造字码位,简、繁体字融于一库。GB2312码是中华人民共和国国家汉字信息交换用编码,全称《信息交换用汉字编码字符集——基本集》,1980年由国家标准总局发布。基本集共收入汉字6763个和非汉字图形字符682个,通行于中国大陆。新加坡等地也使用此编码。GBK是对GB2312-80的扩展,也就是CP936字码表 (Code Page 936)的扩展(之前CP936和GB 2312-80一模一样)。
基本简介
GB 2312的出现,基本满足了汉字的计算机处理需要,但对于人名、古汉语等方面出现的罕用字,GB 2312不能处理,这导致了后来GBK及GB 18030汉字字符集的出现。
GBK采用双字节表示,总体编码范围为8140-FEFE,首字节在81-FE 之间,尾字节在40-FE 之间,剔除 xx7F一条线。总计23940 个码位,共收入21886个汉字和图形符号,其中汉字(包括部首和构件)21003 个,图形符号883 个。P-Windows3.2和苹果OS以GB2312为基本汉字编码, Windows 95/98则以GBK为基本汉字编码。
计算公式
编码方式
在台湾、香港与澳门地区,使用的是繁体中文字符集。而1980年发布的GB2312面向简体中文字符集,并不支持繁体汉字。在这些使用繁体中文字符集的地区,一度出现过很多不同厂商提出的字符集编码,这些编码彼此互不兼容,造成了信息交流的困难。为统一繁体字符集编码,1984年,台湾五大厂商宏碁、神通、佳佳、零壹以及大众一同制定了一种繁体中文编码方案,因其来源被称为五大码,英文写作Big5,后来按英文翻译回汉字后,普遍被称为大五码。
大五码是一种繁体中文汉字字符集,其中繁体汉字13053个,808个标点符号、希腊字母及特殊符号。大五码的编码码表直接针对存储而设计,每个字符统一使用两个字节存储表示。第1字节范围81H-FEH,避开了同ASCII码的冲突,第2字节范围是40H-7EH和A1H-FEH。因为Big5的字符编码范围同GB2312字符的存储码范围存在冲突,所以在同一正文不能对两种字符集的字符同时支持。
Big5编码的分布如表1-5所示,Big5字符主要部分集中在三个段内:标点符号、希腊字母及特殊符号;常用汉字;非常用汉字。其余部分保留给其他厂商支持。
表1-5 Big5字符编码分布表
编码范围
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符号类别
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8140H-A0FEH
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保留(用作造字区)
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A140H-A3BFH
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标点符号、希腊字母及特殊符号
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A3C0H-A3FEH
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保留(未开放用于造字区)
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A440H-C67EH
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常用汉字(先按笔划,再按部首排序)
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C6A1H-C8FEH
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保留(用作造字区)
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C940H-F9D5H
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非常用汉字(先按笔划,再按部首排序)
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F9D6H-FEFEH
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保留(用作造字区)
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Big5编码推出后,得到了繁体中文软件厂商的广泛支持,在使用繁体汉字的地区迅速普及使用。目前,Big5编码在台湾、香港、澳门及其他海外华人中普遍使用,成为了繁体中文编码的事实标准。在互联网中检索繁体中文网站,所打开的网页中,大多都是通过Big5编码产生的文档。