字符是各種文字和符號的總稱,包括各國家文字、標點符號、圖形符號、數字等。字符集是多個字符的集合,字符集種類較多,每個字符集包含的字符個數不同,常見字符集名稱:ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、 GB 18030字符集、Unicode字符集等。計算機要準確的處理各種字符集文字,需要進行字符編碼,以便計算機能夠識別和存儲各種文字。
中文文字數目大,而且還分為簡體中文和繁體中文兩種不同書寫規則的文字,而計算機最初是按英語單字節字符設計的,因此,對中文字符進行編碼,是中文信息交流的技術基礎。本文將按照字符集的時間順序討論幾種典型的字符集,選取幾種代表性的中文字符集,研究歷史由來、特點、技術特征。
ASCII 字符集
1.名稱的由來
ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美國信息互換標準代碼)是基于羅馬字母表的一套電腦編碼系統。
2.特點
它主要用于顯示現代英語和其他西歐語言。它是現今最通用的單字節編碼系統,并等同于國際標準ISO 646。
3.包含內容
控制字符:回車鍵、退格、換行鍵等。
可顯示字符:英文大小寫字符、阿拉伯數字和西文符號
4.技術特征
7位(bits)表示一個字符,共128字符
5.ASCII擴展字符集
7位編碼的字符集只能支持128個字符,為了表示更多的歐洲常用字符對ASCII進行了擴展,ASCII擴展字符集使用8位(bits)表示一個字符,共256字符。
ASCII擴展字符集比ASCII字符集擴充出來的符號包括表格符號、計算符號、希臘字母和特殊的拉丁符號。
GB2312 字符集
?1.名稱的由來
GB2312又稱為GB2312-80字符集,全稱為《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》,由原中國國家標準總局發布,1981年5月1日實施。
2.特點
GB2312是中國國家標準的簡體中文字符集。它所收錄的漢字已經覆蓋99.75%的使用頻率,基本滿足了漢字的計算機處理需要。在中國大陸和新加坡獲廣泛使用。
3.包含內容
GB2312收錄簡化漢字及一般符號、序號、數字、拉丁字母、日文假名、希臘字母、俄文字母、漢語拼音符號、漢語注音字母,共 7445 個圖形字符。其中包括6763個漢字,其中一級漢字3755個,二級漢字3008個;包括拉丁字母、希臘字母、日文平假名及片假名字母、俄語西里爾字母在內的682個全角字符。
4.技術特征
(1)分區表示:
GB2312中對所收漢字進行了“分區”處理,每區含有94個漢字/符號。這種表示方式也稱為區位碼。
各區包含的字符如下:01-09區為特殊符號;16-55區為一級漢字,按拼音排序;56-87區為二級漢字,按部首/筆畫排序;10-15區及88-94區則未有編碼。
(2)雙字節表示
兩個字節中前面的字節為第一字節,后面的字節為第二字節。習慣上稱第一字節為“高字節” ,而稱第二字節為“低字節”。
“高位字節”使用了0xA1-0xF7(把01-87區的區號加上0xA0),“低位字節”使用了0xA1-0xFE(把01-94加上0xA0)。
5.編碼舉例
以GB2312字符集的第一個漢字“啊”字為例,它的區號16,位號01,則區位碼是1601,在大多數計算機程序中,高字節和低字節分別加0xA0得到程序的漢字處理編碼0xB0A1。計算公式是:0xB0=0xA0+16, 0xA1=0xA0+1。
BIG5 字符集
1.名稱的由來
又稱大五碼或五大碼,1984年由臺灣財團法人信息工業策進會和五間軟件公司宏碁 (Acer)、神通 (MiTAC)、佳佳、零壹 (Zero One)、大眾 (FIC)創立,故稱大五碼。
Big5碼的產生,是因為當時臺灣不同廠商各自推出不同的編碼,如倚天碼、IBM PS55、王安碼等,彼此不能兼容;另一方面,臺灣政府當時尚未推出官方的漢字編碼,而中國大陸的GB2312編碼亦未有收錄繁體中文字。
2.特點
Big5字符集共收錄13,053個中文字,該字符集在中國臺灣使用。耐人尋味的是該字符集重復地收錄了兩個相同的字:“兀”(0xA461及0xC94A)、“嗀”(0xDCD1及0xDDFC)。
3.字符編碼方法
Big5碼使用了雙字節儲存方法,以兩個字節來編碼一個字。第一個字節稱為“高位字節”,第二個字節稱為“低位字節”。高位字節的編碼范圍0xA1-0xF9,低位字節的編碼范圍0x40-0x7E及0xA1-0xFE。
各編碼范圍對應的字符類型如下:0xA140-0xA3BF為標點符號、希臘字母及特殊符號,另外于0xA259-0xA261,存放了雙音節度量衡單位用字:兙兛兞兝兡兣嗧瓩糎;0xA440-0xC67E為常用漢字,先按筆劃再按部首排序;0xC940-0xF9D5為次常用漢字,亦是先按筆劃再按部首排序。
4.Big5 的局限性
盡管Big5碼內包含一萬多個字符,但是沒有考慮社會上流通的人名、地名用字、方言用字、化學及生物科等用字,沒有包含日文平假名及片假名字母。
例如臺灣視“著”為“著”的異體字,故沒有收錄“著”字。康熙字典中的一些部首用字(如“亠”、“疒”、“辵”、“癶”等)、常見的人名用字(如“堃”、“煊”、“栢”、“喆”等) 也沒有收錄到Big5之中。
GB18030 字符集
1.名稱的由來
GB 18030的全稱是GB18030-2000《信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴充》,是我國政府于2000年3月17日發布的新的漢字編碼國家標準,2001年8月31日后在中國市場上發布的軟件必須符合本標準
2.特點
GB 18030字符集標準的出臺經過廣泛參與和論證,來自國內外知名信息技術行業的公司,信息產業部和原國家質量技術監督局聯合實施。
GB 18030字符集標準解決漢字、日文假名、朝鮮語和中國少數民族文字組成的大字符集計算機編碼問題。該標準的字符總編碼空間超過150萬個編碼位,收錄了27484個漢字,覆蓋中文、日文、朝鮮語和中國少數民族文字。滿足中國大陸、香港、臺灣、日本和韓國等東亞地區信息交換多文種、大字量、多用途、統一編碼格式的要求。并且與Unicode 3.0版本兼容,填補Unicode擴展字符字匯“統一漢字擴展A”的內容。并且與以前的國家字符編碼標準(GB2312,GB13000.1)兼容。
3.編碼方法
GB 18030標準采用單字節、雙字節和四字節三種方式對字符編碼。單字節部分使用0×00至0×7F碼(對應于ASCII碼的相應碼)。雙字節部分,首字節碼從0×81至0×FE,尾字節碼位分別是0×40至0×7E和0×80至0×FE。四字節部分采用GB/T 11383未采用的0×30到0×39作為對雙字節編碼擴充的后綴,這樣擴充的四字節編碼,其范圍為0×81308130到0×FE39FE39。其中第一、三個字節編碼碼位均為0×81至0×FE,第二、四個字節編碼碼位均為0×30至0×39。
4.包含的內容
雙字節部分收錄內容主要包括GB13000.1全部CJK漢字20902個、有關標點符號、表意文字描述符13個、增補的漢字和部首/構件80個、雙字節編碼的歐元符號等。 四字節部分收錄了上述雙字節字符之外的,包括CJK統一漢字擴充A在內的GB 13000.1中的全部字符。
Unicode字符集
1.名稱的由來
Unicode字符集編碼是Universal Multiple-Octet Coded Character Set 通用多八位編碼字符集的簡稱,是由一個名為 Unicode 學術學會(Unicode Consortium)的機構制訂的字符編碼系統,支持現今世界各種不同語言的書面文本的交換、處理及顯示。該編碼于1990年開始研發,1994年正式公布,最新版本是2005年3月31日的Unicode 4.1.0。
2.特征
Unicode是一種在計算機上使用的字符編碼。它為每種語言中的每個字符設定了統一并且唯一的二進制編碼,以滿足跨語言、跨平臺進行文本轉換、處理的要求。
3.編碼方法
Unicode 標準始終使用十六進制數字,而且在書寫時在前面加上前綴“U+”,例如字母“A”的編碼為 004116 和字符“?”的編碼為 20AC16。所以“A”的編碼書寫為“U+0041”。
4.UTF-8 編碼
UTF-8是Unicode的其中一個使用方式。 UTF是 Unicode Translation Format,即把Unicode轉做某種格式的意思。
UTF-8便于不同的計算機之間使用網絡傳輸不同語言和編碼的文字,使得雙字節的Unicode能夠在現存的處理單字節的系統上正確傳輸。
UTF-8使用可變長度字節來儲存 Unicode字符,例如ASCII字母繼續使用1字節儲存,重音文字、希臘字母或西里爾字母等使用2字節來儲存,而常用的漢字就要使用3字節。輔助平面字符則使用4字節。
5.UTF-16 和 UTF-32 編碼
UTF-32、UTF-16 和 UTF-8 是 Unicode 標準的編碼字符集的字符編碼方案,UTF-16 使用一個或兩個未分配的 16 位代碼單元的序列對 Unicode 代碼點進行編碼;UTF-32 即將每一個 Unicode 代碼點表示為相同值的 32 位整數