1.2.4　常见的信息编码

计算机中的信息是指二进制数所表达的具体内容。在计算机中，数据以二进制数的形式存在，同样，文字、声音、图像等信息也都以二进制数的形式存在，但是人们习惯使用十进制数，因此就出现了一些转换码，可以对二进制数和十进制数进行转换。

1. 数字编码

数字编码是用二进制数码按照一定规律来描述十进制数的一种编码，其中最常见的是8421码，或称BCD（Binary Coded Decimal，二进制编码的十进制）码。它利用4位二进制数进行编码，从高至低的位权分别为23、22、21、20，即8、4、2、1，用来表示一位十进制数。表1-3列出了十进制数码与BCD码的对应关系。

表1-3　十进制数码与BCD码的对应关系

根据这种对应关系，我们可以将任何十进制数与BCD码进行转换。

例：(52)₁₀=(01010010)_BCD

(1001010010000101)_BCD=(9485)₁₀

2. 西文字符编码

计算机除处理数字外，还需要把符号、文字等用二进制数表示，这样的二进制数被称为字符编码。

计算机中常用的西文字符编码有两种：EBCDIC（Extended Binary Coded Decimal Interchange Code，扩充的二进制编码的十进制交换码）和ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准码）。EBCDIC是IBM公司为其大型计算机开发的8位字符编码，微型计算机则通常采用ASCII。下面主要介绍ASCII。

ASCII是被国际标准化组织（International Standardization Organization，ISO）采纳的、计算机中普遍采用的一种字符编码。计算机中常用的基本字符包括十进制数码0～9、大写英文字母A～Z、小写英文字母a～z，以及运算符号、标点符号、控制符等，它们都能被转换成二进制编码形式，以便被计算机识别。表1-4列出的就是ASCII。

表1-4　ASCII

在ASCII中，每个字符都可以用二进制编码表示。例如，要确定字符A的ASCII，可以从表1-4中查到字符A的高位是0100，低位是0001，将高位和低位拼起来就是A的ASCII，即01000001，十六进制形式记作41H。在计算机中用1字节（8位）来存储一个字符的ASCII，其中低7位二进制数对应字符的编码，每字节的最高位一般置0，在数据传输时该位可用作奇偶校验位。

3. 汉字的编码

汉字在计算机中也采用二进制的数字化信息编码。汉字的数量大，常用的汉字也有几千个，因此汉字编码比ASCII要复杂得多，只用1字节（8位）来存储是不够的。目前的汉字编码方案有2字节、3字节甚至4字节的。在汉字信息处理系统中，输入、内部处理、输出这3个过程对汉字的要求不同，所用代码也不尽相同，主要有用于汉字输入的输入码、机内处理和存储等的机内码、用于显示及打印的字形码。由于不同过程使用的代码不同，汉字信息处理系统在处理汉字时，要进行输入码、机内码、字形码等一系列的汉字代码转换，具体转换过程如图1-2所示。

图1-2　汉字代码的转换过程

（1）输入码（外码）

由于汉字的数量大，键盘上的键位无法与每个汉字一一对应。要解决汉字与键位的对应问题，就需要用到输入码。

输入码是指通过各种输入设备，以不同方式将汉字输入计算机所使用的代码。每一种输入码都与相应的输入编码规则有关。根据输入编码规则，输入码一般可分为数字码、音码、音形码等，例如五笔字型输入法就是一种典型的字形码输入法。

（2）机内码（内码）

机内码用以将输入时使用的多种输入码进行统一转换并存储，以方便机内的汉字处理。目前，机内码有几种不同的编码方式，如简体的GB/T 2312—1980，繁体的BIG5、GB/T 13000—2010、Unicode等。

GB/T 2312—1980是由中国国家标准总局在1980年发布，1981年5月1日开始实施的国家标准汉字编码集，即《信息交换用汉字编码字符集　基本集》，基本集中共有7445个字符符号，其中，非汉字符号682个，汉字符号6763个（包含一级汉字3755个，二级汉字3008个）。

（3）字形码（输出码）

汉字的字形码是表示汉字字形信息的编码，它与汉字内码一一对应。每个汉字的字形码是预先存放在计算机内的，字形码的集合被称为字库。当输出汉字时，计算机根据内码，在字库中查到其字形码，得知其字形信息，然后就可以显示或打印输出了。

描述汉字字形的方法主要有点阵字模法和轮廓字模法两种。点阵字模法用黑白点阵列来表现字形，该方法简单，但放大后会出现锯齿现象。轮廓字模法则采用数学方法来描述汉字笔画的轮廓，如中文Windows系统采用的TrueType字库；运用这种方法的优点是字形精度高，缺点是输出前要经过复杂的数学运算处理。

案例1-1使用Windows系统自带的计算器进行不同数制的转换

常用进制数的转换通过手工计算是比较烦琐的。而使用Windows系统自带的计算器组件，可以方便地将十进制数转换为二进制数、八进制数和十六进制数，或者将二进制数转换为十进制数、八进制数和十六进制数。

步骤1 单击Windows 10桌面左下角的“开始”按钮，在弹出的菜单中选择“计算器”。

步骤2 在“计算器”窗口中，单击左上角的按钮，在菜单中选择“程序员”，如图1-3所示。

步骤3 默认的输入状态为十进制（DEC）数，这里输入65，可以看到，已经自动显示出了对应的二进制（BIN）数01000001、八进制（OCT）数101、十六进制（HEX）数41，如图1-4所示。

图1-3　选择“程序员”

图1-4　将十进制数转换为其他进制数

步骤4 单击进制列表中的BIN，切换到二进制数输入状态，输入1101101，可以看到，已经自动显示出了对应的八进制数155、十进制数109、十六进制数6D，如图1-5所示。

图1-5　将二进制数转换为其他进制数