ASCII、Unicode和UTF-8等常见字符编码格式介绍

信息存储在计算机中是转换成二进制来存储的,二进制的发明据说是来源于中国阴阳八卦。后德国数理哲学大师莱布尼茨是最早接触中华文化的欧洲人之一,曾经从一些曾经前往中国传教的教士那里接触到中国文化,后德国数理哲学大师莱布尼茨从从他的传教士朋友鲍威特寄给他的拉丁文译本《易经》中,读到了八卦的组成结构,惊奇地发现其基本素数0和1。在莱布尼茨眼中,“阴”与“阳”基本上就是他的二进制的中国版。他曾断言言:“二进制乃是具有世界普遍性的、最完美的逻辑、最先进语言”

计算机存储单位一般用bit、B、KB、MB、GB、TB……来表示,它们之间的关系是:

位 bit (比特)(Binary Digits):存放一位 二进制数,即 0 或 1,最小的存储单位。[英文缩写:b(固定小写)]
字节byte:8个二进制位为一个字节(B),最常用的单位。换算关系如下:
1 Byte(B) = 8 bit
1 Kilo Byte(KB) = 1024B
1 Mega Byte(MB) = 1024 KB
1 Giga Byte (GB)= 1024 MB
1 Tera Byte(TB)= 1024 GB
 
什么是字符编码?
 
计算机只能处理数字,如果要处理文本,就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),如果要表示更大的整数,就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是 65535,4个字节可以表示的最大整数是 4294967295

ASCII编码:

  由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字母被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母 的编码是65,小写字母 的编码是122

  但是要处理中文显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。

  全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码。

Unicode编码:

  因此,Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。Unicode标准也在不断发展,但最常用的是用两个字节表示一个字符(如果要用到非常偏僻的字符,就需要4个字节)。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。

UTF-8编码:

  新问题的出现:如果统一成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果你写的文本基本上全部是英文的话,用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间,在存储和传输上就十分不划算。

  因此,又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节,常用的英文字母被编码成1个字节,汉字通常是3个字节,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间。

      unicode和ascii是一种编码方式,而UTF-8,UTF-16等是一种存储方式,在存储和传输上节约空间、提高性能的一种编码形式。

计算机系统通用的字符编码工作方式:

  在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。

  用记事本编辑的时候,从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里,编辑完成后,保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件:

  浏览网页的时候,服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器:

  

 

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