最小的单元是位(bit),接着是字节(Byte),一个字节=8位,英语表示是1 byte=8 bits 。机器语言的单位Byte。接着是KB,1 KB=1024 Byte; 接着是MB,1 MB=1024 KB; 接着是GB,1 GB=1024 MB ;接着是TB, 1TB=1024 GB。
接着是进制:二进制0和1,8进制0-7, 十进制不用说,16进制0-9后面是A,B,C,D,E,F 他们关系如下:
Binary Octal Decimal Hex
0 0 0 0
1 1 1 1
10 2 2 2
11 3 3 3
100 4 4 4
101 5 5 5
110 6 6 6
111 7 7 7
1000 10 8 8
1001 11 9 9
1010 12 10 A
1011 13 11 B
1100 14 12 C
1101 15 13 D
1110 16 14 E
1111 17 15 F
ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息互换标准代码)是基于罗马字母表的一套电脑编码系统,它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统,并等同于国际标准ISO 646。
0 00 NUL (’\0’)
1 01 SOH
2 02 STX
3 03 ETX
4 04 EOT
5 05 ENQ
6 06 ACK
7 07 BEL (’\a’)
8 08 BS (’\b’)
9 09 HT (’\t’)
10 0A LF (’\n’)
11 0B VT (’\v’)
12 0C FF (’\f’)
13 0D CR (’\r’)
14 0E SO
15 0F SI
16 10 DLE
17 11 DC1
18 12 DC2
19 13 DC1
20 14 DC4
21 15 NAK
22 16 SYN
23 17 ETB
24 18 CAN
25 19 EM
26 1A SUB
27 1B ESC
28 1C FS
29 1D GS
30 1E RS
31 1F US
32 20 (space,空格)
33 21 !
34 22 "
35 23 #
36 24 $
37 25 %
38 26 &
39 27 ’
40 28 (
41 29 )
42 2A *
43 2B +
44 2C ,
45 2D -
46 2E .
47 2F /
48 30 0
49 31 1
50 32 2
51 33 3
52 34 4
53 35 5
54 36 6
55 37 7
56 38 8
57 39 9
58 3A :
59 3B ;
60 3C <
61 3D =
62 3E >
63 3F ?
64 40 @
65 41 A
66 42 B
67 43 C
68 44 D
69 45 E
70 46 F
71 47 G
72 48 H
73 49 I
74 4A J
75 4B K
76 4C L
77 4D M
78 4E N
79 4F O
80 50 P
81 51 Q
82 52 R
83 53 S
84 54 T
85 55 U
86 56 V
87 57 W
88 58 X
89 59 Y
90 5A Z
91 5B [
92 5C \ (’\\’)
93 5D ]
94 5E ^
95 5F _
96 60 `
97 61 a
98 62 b
99 63 c
100 64 d
101 65 e
102 66 f
103 67 g
104 68 h
105 69 i
106 6A j
107 6B k
108 6C l
109 6D m
110 6E n
111 6F o
112 70 p
113 71 q
114 72 r
115 73 s
116 74 t
117 75 u
118 76 v
119 77 w
120 78 x
121 79 y
122 7A z
123 7B {
124 7C |
125 7D }
126 7E ~
127 7F DEL
GB2312 字符集
GB2312收录简化汉字及一般符号、序号、数字、拉丁字母、日文假名、希腊字母、俄文字母、汉语拼音符号、汉语注音字母,共 7445 个图形字符。其中包括6763个汉字,其中一级汉字3755个,二级汉字3008个;包括拉丁字母、希腊字母、日文平假名及片假名字母、俄语西里尔字母在内的682个全角字符。
GBK字符集是GB2312的扩展(K),GBK1.0收录了21886个符号,它分为汉字区和图形符号区,汉字区包括21003个字符。GBK字符集主要扩展了繁体中文字的支持。
BIG5 字符集
GB18030 字符集
GB 18030标准采用单字节、双字节和四字节三种方式对字符编码。单字节部分使用0×00至0×7F码(对应于ASCII码的相应码)。双字节部分,首字节码从0×81至0×FE,尾字节码位分别是0×40至0×7E和0×80至0×FE。四字节部分采用GB/T 11383未采用的0×30到0×39作为对双字节编码扩充的后缀,这样扩充的四字节编码,其范围为0×81308130到0×FE39FE39。其中第一、三个字节编码码位均为0×81至0×FE,第二、四个字节编码码位均为0×30至0×39。
UTF-8是Unicode的其中一个使用方式。 UTF是 Unicode Translation Format,即把Unicode转做某种格式的意思。
UTF-32、UTF-16 和 UTF-8 是 Unicode 标准的编码字符集的字符编码方案,UTF-16 使用一个或两个未分配的 16 位代码单元的序列对 Unicode 代码点进行编码;UTF-32 即将每一个 Unicode 代码点表示为相同值的 32 位整数
问题:使用Windows记事本的“另存为”,可以在ANSI、GBK、Unicode、Unicode big endian和UTF-8这几种编码方式间相互转换。同样是txt文件,Windows怎样识别编码方式的呢?
我很早前就发现Unicode、Unicode big endian和UTF-8编码的txt文件的开头会多出几个字节,分别是FF、FE(Unicode),FE、FF(Unicode big endian),EF、BB、BF(UTF-8)。但这些标记是基于什么标准呢?
标准的 Unicode 称为UTF-16(UTF:UCS Transformation Format )。后来为了双字节的Unicode能够在现存的处理单字节的系统上正确传输,出现了UTF-8,使用类似MBCS的方式对Unicode进行编码。(Unicode字符集有多种编码形式)
例如"连通"两个字的Unicode标准编码UTF-16 (big endian)为:DE 8F 1A 90
而其UTF-8编码为:E8 BF 9E E9 80 9A
检测文件头标识,提示用户选择,根据一定的规则猜测
最标准的途径是检测文本最开头的几个字节,开头字节 Charset/encoding,如下表:
EF BB BF UTF-8
FE FF UTF-16/UCS-2, little endian
FF FE UTF-16/UCS-2, big endian
FF FE 00 00 UTF-32/UCS-4, little endian.
00 00 FE FF UTF-32/UCS-4, big-endian.
1、big endian和little endian
big endian和little endian是CPU处理多字节数的不同方式。例如“汉”字的Unicode编码是6C49。那么写到文件里时,究竟是将6C写在前面,还是将49写在前面?如果将6C写在前面,就是big endian。还是将49写在前面,就是little endian。
“endian”这个词出自《格列佛游记》。小人国的内战就源于吃鸡蛋时是究竟从大头(Big-Endian)敲开还是从小头(Little-Endian)敲开,由此曾发生过六次叛乱,其中一个皇帝送了命,另一个丢了王位。
我们一般将endian翻译成“字节序”,将big endian和little endian称作“大尾”和“小尾”。
字符必须编码后才能被计算机处理。计算机使用的缺省编码方式就是计算机的内码。早期的计算机使用7位的ASCII编码,为了处理汉字,程序员设计了用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。
GB2312(1980年)一共收录了7445个字符,包括6763个汉字和682个其它符号。汉字区的内码范围高字节从B0-F7,低字节从A1-FE,占用的码位是72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。
GB2312支持的汉字太少。1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号,它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括21003个字符。2000年的GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。该标准收录了27484个汉字,同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。现在的PC平台必须支持GB18030,对嵌入式产品暂不作要求。所以手机、MP3一般只支持GB2312。
从ASCII、GB2312、GBK到GB18030,这些编码方法是向下兼容的,即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码,后面的标准支持更多的字符。在这些编码中,英文和中文可以统一地处理。区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。按照程序员的称呼,GB2312、GBK到GB18030都属于双字节字符集 (DBCS)。
有的中文Windows的缺省内码还是GBK,可以通过GB18030升级包升级到GB18030。不过GB18030相对GBK增加的字符,普通人是很难用到的,通常我们还是用GBK指代中文Windows内码。
这里还有一些细节:
GB2312的原文还是区位码,从区位码到内码,需要在高字节和低字节上分别加上A0。
在DBCS中,GB内码的存储格式始终是big endian,即高位在前。
GB2312的两个字节的最高位都是1。但符合这个条件的码位只有128*128=16384个。所以GBK和GB18030的低字节最高位都可能不是1。不过这不影响DBCS字符流的解析:在读取DBCS字符流时,只要遇到高位为1的字节,就可以将下两个字节作为一个双字节编码,而不用管低字节的高位是什么。
前面提到从ASCII、GB2312、GBK到GB18030的编码方法是向下兼容的。而Unicode只与ASCII兼容(更准确地说,是与ISO-8859-1兼容),与GB码不兼容。例如“汉”字的Unicode编码是6C49,而GB码是BABA。
UTF-8以字节为编码单元,没有字节序的问题。UTF-16以两个字节为编码单元,在解释一个UTF-16文本前,首先要弄清楚每个编码单元的字节序。例如收到一个“奎”的Unicode编码是594E,“乙”的Unicode编码是4E59。如果我们收到UTF-16字节流“594E”,那么这是“奎”还是“乙”?
Unicode规范中推荐的标记字节顺序的方法是BOM。BOM不是“Bill Of Material”的BOM表,而是Byte Order Mark。BOM是一个有点小聪明的想法:
在UCS编码中有一个叫做"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"的字符,它的编码是FEFF。而FFFE在UCS中是不存在的字符,所以不应该出现在实际传输中。UCS规范建议我们在传输字节流前,先传输字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"。
这样如果接收者收到FEFF,就表明这个字节流是Big-Endian的;如果收到FFFE,就表明这个字节流是Little-Endian的。因此字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"又被称作BOM。
UTF-8不需要BOM来表明字节顺序,但可以用BOM来表明编码方式。字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"的UTF-8编码是EF BB BF(读者可以用我们前面介绍的编码方法验证一下)。所以如果接收者收到以EF BB BF开头的字节流,就知道这是UTF-8编码了。
Windows就是使用BOM来标记文本文件的编码方式的。
写到这里对编码有了大致的了解了,就可以理解网上一些文章的话了,比如有一篇很流行的文章《URL编码与SQL注射》里面有一段是这么说的:
这得从ASCII说起,扩展的ASCII字符集采用8bit255个字符显然不够用,于是各个国家纷纷制定了自己的文字编码规范,其中中文的文字编码规范叫做“GB2312-80”(就是GB2312),它是和ASCII兼容的一种编码规范,其实就是用扩展ASCII没有真正标准化这一点,把一个中文字符用两个扩展ASCII字符来表示。文中说的的中文ASCII码实际上就是简体中文的编码2312GB!它把ASCII又扩充了一个字节,由于高位的第一位是0,所以会出现负数的形式,url编码就是将汉字的这个GB2312编码转化成UTF-8的编码并且每8位即一个字节前面加上%符号表示。
00000000-0000007F的字符,用单个字节来表示;
看看编码之多:ANSI,AscII,GB2312,GBK,BIG5,GB18030,Unicode,UCS(就是unicode)Utf-8,utf-16,utf-32 整整10种编码~,算是够复杂了
可是这还仅仅是个开始,应用方面变化无穷,不过现在看到这些东西起码再不会头大了!呼呼~
哦,漏了一个加密的base64编码。
1.是否加密?
2.加密算法复杂程度和效率
3.如何处理传输?
基于这个目的加密算法的复杂程度和效率也就不能太大和太低。和上一个理由类似,MIME协议等用于发送Email的协议解决的是如何收发Email,而并不是如何安全的收发Email。因此算法的复杂程度要小,效率要高,否则因为发送Email而大量占用资源,路就有点走歪了。
基于以上的一些主要原因产生了Base64编码。