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第五章 中文信息处理

第五章 中文信息处理. 汉字信息的表示. 5.2 中文信息在计算机内的表示. 在计算机内表示中文信息的最早在 IBM 、富士通、日立等计算机生产厂家的计算机中开始，但采用的编码形式互不兼容。 为了能使汉字能够在计算机中通行，国际标准组织（ ISO ）、国际电子电气工程师协会（ IEEE ）以及各个使用汉字的国家和地区，在计算机技术发展中，都制定了各种各样的汉字编码字符集。 ISO/IEC 2022 定义了七位代码和八位代码的空间及其代码空间扩充的技术。 绝大多数计算机系统所采用的字符集，都是以 ISO/IEC 2022 为基础的。

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第五章 中文信息处理

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  1. 第五章 中文信息处理 汉字信息的表示

  2. 5.2中文信息在计算机内的表示 • 在计算机内表示中文信息的最早在IBM、富士通、日立等计算机生产厂家的计算机中开始，但采用的编码形式互不兼容。 • 为了能使汉字能够在计算机中通行，国际标准组织（ISO）、国际电子电气工程师协会（IEEE）以及各个使用汉字的国家和地区，在计算机技术发展中，都制定了各种各样的汉字编码字符集。 • ISO/IEC 2022定义了七位代码和八位代码的空间及其代码空间扩充的技术。 • 绝大多数计算机系统所采用的字符集，都是以ISO/IEC 2022为基础的。 • 一般汉字在计算机内部的表示都是通过扩充编码长度实现的。

  3. 汉字的几种通行名称 • Hanzi,Hantsu,汉字 • Ideographic character,表意字符，中文字符 • Kanji-日文中的叫法 • Hanja-朝鲜文中的叫法 • CJK-中日韩通用字符集 • Unihan

  4. ISO/IEC 2022单八位代码空间图

  5. ISO/IEC 2022单八位代码空间图 • 00-31（十六进制为00H-1FH）为第一个控制字符集C0H的编码区域 • 32（十六进制为20H）为Space • 127（十六进制为7FH）为DELETE符; • 128-160（十六进制为80H-A0H）为第二个控制字符集C1的编码区域 • 33-126 ( GL ) 和161-254 (GR) 则是两个图形字符的编码区域

  6. 汉字在ISO/IEC 2022空间中的位置

  7. ISO/IEC 2022的体系结构特点 • 代码空间狭小，凡是C0, C1控制字符相关的空间都回避不用；汉字编码没有利用80 (十六进制) 以上的空间。 • 按国家/地区分别编码。 • 需要一整套复杂的指明/调用的控制功能来区分代码空间中的字汇。

  8. 汉字代码 • 汉字内码是真实世界的汉字信息在计算机系统中的最基本表示。 • 根据汉字信息在计算机内部使用的目的和存储的方式，汉字代码有各种不同的形式和称谓。 • 最常使用的有交换码和内码等。

  9. 汉字交换码 • 汉字交换码是用于信息交换的汉字代码。 • 可以用双字节、3字节和4字节表示。 • 汉字交换码一般不能直接用于信息处理。 • 例如，在GB2312中，“码”字的交换码为十六进制的42h/6Bh。无法与ASCII码的“Bk”相区别。 • 在实际使用中，交换码必须转换为机内码。 • 但是在国际标准ISO/IEC 10646和Unicode中，交换码与处理码可以是一致的，因为此时的ASCII码也采用双字节表示。

  10. 汉字区位码 • 汉字区位码是汉字交换码的另一种表示形式。 • 在GB2312中，汉字交换码所占的方阵大小为94×94，若纵向定义为区号（取值范围为十进制数的0-94），横向定义为位号（取值范围为十进制数的0-94），则两个坐标明确了一个汉字的位置。区号和位号的编号都是从1开始，到94结束。 • 例如，在GB2312-80中，“ 码”字所在的区号为“34”，位号为“75”，故其区位码为“3475”。

  11. 汉字区位码 GB2312-80汉字编码 • 国标交换码: • 问题：信息通信中，汉字的区位码与通信使用的控制码（00H～1FH）发生冲突。 • 解决方案：为了避免汉字区位码与通信控制码的冲突，ISO2022规定，每个汉字的区号和位号必须分别加上32（即二进制0010 0000）。 • 经过这样处理得到的代码称为汉字的“国标交换码”（简称交换码）。因此，“大”字的交换码是: 00110100 01110011。

  12. 汉字机内码 • 用于信息处理的汉字代码，也称汉字处理码。 • 汉字的内码长度可以不同，通常汉字内码是双字节。 • 对于单字节操作系统内核，汉字代码为了与ASCII码相区别，往往把两字节（至少把第一个字节）的最高位（Bit 7）置为1。

  13. 汉字机内码 GB2312-80汉字编码 • 机内码： • 问题：文本中的汉字与西文字符经常是混合在一起使用的，汉字信息如不予以特别的标识，它与单字节的标准ASCII码就会混淆不清。 • 解决方法：把一个汉字看作两个扩展ASCII码，使表示GB2312汉字的两个字节的最高位(b7)都等于“1”。这种高位为l的双字节(16位)汉字编码就称为GB2312汉字的“机内码”，又称内码。 如：“大”字的内码是：10110100 11110011（B4F3）

  14. 交换码、 区位码和内码关系 • 在GB2312-80中，交换码、 区位码、处理码之间存在着简单的转化关系。 • 设交换码为JH（J为高位，H为低位，为十六进数），区位码为QW（Q为区号，W为位号，为十进制数），处理码为CL（C为高位，L为低位，为十六进制数），则： • J=Q+32 --再转换为十六进制数 • H=W+32 --再转换为十六进制数 • C=J+80H • L=H+80H

  15. 汉字编码字符集 • 按照一组无歧义的规则而定义的汉字字汇的有序集合。其中每一个汉字与它的代码表示之间具有一一对应关系。 • 在信息处理技术中汉字编码字符集用于汉字信息的表示、交换、传输、处理、存储、输入及显示。 • 在国际标准化组织ISO的定义中，“无歧义的规则”很重要，制定这些规则的目的是为了确保编码的唯一性，避免重码。

  16. 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF GB2312 GBK-95 00 FF 00 FF 27484汉字 GB18030-2000 虚线外的汉字，4字节表示 汉字编码的关系 GB2312－80 6763汉字 2个扩充的汉字字符集 GB12345－90 GBK－95 20902汉字 GB18030－2000

  17. 常用汉字编码字符集

  18. 主要汉字(文字)编码标准与规范 • ASCII(英文) • GB2312 • GBK • GB13000 • GB18030 • BIG5 • Shift_JIS • ISO/IEC 10646 • Unicode

  19. ASCII码 • 美国信息交换标准编码(“美标”) • 用从0到127的128个数字来代表信息的规范编码 • 包括33个控制码，一个空格码，和94个形象码 • 形象码中包括了英文大小写字母，阿拉伯数字，标点符号等 • 国际上大部分电脑的通用编码

  20. 国标、区位 • 国标：中华人民共和国国家标准信息交换用汉字编码 • GB 2312 – 80(信息交换用汉字编码字符集 基本集（又称为GB0） • GB 13000 –93(信息技术 通用多八位编码字符集（UCS）第一部分) • GB 18030-2000 (信息技术 信息交换用汉字编码字符集 基本集的扩充 ) • 国标(GB2312-80)表（基本表）把七千余汉字、以及标点符号、外文字母等，排成一个94行、94列的方阵 • 每一横行叫一个“区”，每个区有九十四个“位” • 一个汉字在方阵中的坐标，称为该字的“区位码” • 例如“中”字在方阵中处于第５４区第４８位，它的区位码就是5448

  21. 区位码表 • 区位码来源于信息交换用汉字编码字符集（基本集）国家标准(GB2312-80)，该标准收汉字6763个，第一级3755个，位于16至55区，55区的最后5个字符没有定义；第二级3008个，位于56至87区 • 第一级汉字按照汉语拼音字母顺序排列，同音字以笔形顺序横（一）、直（丨）、撇（丿）、点（丶）、折（乙）为序。起笔相同按第二笔，依次类推。 • 第二级汉字按部首排序，本标准采用的部首与一般字典用的部首基本相同，略有改变。部首次序及同部首字按笔划数排列，同笔划数的字以笔形顺序横（一）、直（丨）、撇（丿）、点（丶）、折（乙）为序。起笔相同按第二笔，依次类推。 • 查表时先查区号，再查行、列，例如：“、”是0102，“蔼”是1610。

  22. 区位码表(GB2312-80) • 1-9区：682个符号（2、4、5、6、7、8、9区有空位164个） • 包括：一般符号（间隔、标点、运算、制表）202个 • 序号60个 • 数字22个 • 希腊字母48个 • 俄文字母66个 • 汉语拼音26个 • 拉丁字母52个 • 日文假名169个 • 汉语注音37个 • 10-15区：空 • 88-94区：空 • 16-87区：6763个汉字 • 16-55区：一级汉字3755个 • 55区有5个空位，从89-94 • 56-87区：二级汉字3008个 • 一级汉字按照音、笔形排列 • 二级汉字按照部首排列

  23. 例

  24. 例

  25. 例

  26. 例

  27. 例

  28. 例

  29. 国标、区位、“准国标”、机内码 • 94:美标中形象码的总数,33--126 • 汉字区、位码各加上32，就会与美标形象码的范围重合,称为该字的“国标码”,与其相对应的两个美标符号，为该字的“国标符” • 如何区分国标符与美标符：国标码的两个数字各加上128，称“准国标”或“机内码” • 机内码=（区位码）H + 8080H +2020H

  30. BIG-5 • Big5编码是台湾地区信息业常用的汉字编码字符集的一种代码空间，可直接用作处理码。 • 台湾、香港、澳门等地使用 • 取码范围： • 高位：0x81-0xfe • 低位：0x40-0x70,0xa1-0xfe • Big5编码空间在一个94*157的矩阵中。Big5有94个区，每个区有157个位，因此最多可以容纳14758个码元。 • Big5中收录了13494个字符（其中，13053个汉字和441个非汉字图形字符）。

  31. ISO/IEC 10646 • 一个国际标准编号,国际标准化组织（ISO）1993年正式颁布 • 英文全称：Information technology - Universal Multiple - Octet Coded Character Set,简称UCS • 中文全称：信息技术--通用多八位编码字符集，亦称大字符集 • 宗旨:全球所有文种统一编码

  32. Unicode • 英文Universal Code的缩略语 • 统一编码 • 是对国际标准ISO/IEC 10646编码的一种称谓 • 是一个企业联盟集团的名称,由美国的HP、Microsoft、IBM、Apple等几家知名的大型计算机企业所组成,成立该集团的宗旨就是要推进多文种的统一编码 • 就内容而言，Unicode和ISO/IEC 10646是一致的，并行的

  33. ISO10646/Unicode • ISO10646的第0群组第0字面（群和面的值都为00h）称为「基本多语种文字面」（Basic Multi-lingual Plane, BMP），其编码字元与Unicode相同。 • ISO10646的BMP和Unicode的编码字符。

  34. ISO/IEC 10646中CJK汉字组成 • CJK统一编码汉字（20902） • CJK扩充集A(6585) • CJK扩充集B(4万--)

  35. ISO 10646/Unicode的实现及其重要意义 • 在全球范围内建立起实时、无障碍的信息交换模式 • 推动了汉字典籍的数字化 • 为数字化图书馆的建立铺平了道路 • 为弘扬汉字文化提供了舞台 • Single Binary技术的诞生：同一套基本程序用于多个语言环境的技术 • 使汉字关联活起来：正-异关联、中-日关联、繁-简关联，正-讹关联以及古今、新旧字形关联

  36. GBK • 汉字内码扩展规范，Rules/Specifications defining the extensions of internal codes for Chinese ideograms • 为了推进Unicode的实施，同时也是为了向下兼容,由电子部与国家技术监督局联合颁布 • 在保持GB2312原貌的基础上，将其字汇扩充与ISO 10646中的CJK等量，同时也包容了台湾的工业标准Big5码汉字，此外还为用户留了1894个码位的自定义区 • 2字节汉字编码 • 在内码上兼容GB2312-80 • 在字汇上兼容GB13000/ISO10646 • 是GB2312向GB13000过渡的中间代码 • 收录21886个汉字和符号

  37. GB18030-2000 • 信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充 • 2000-3-17发布 • 2001年9月作为国家标准强制实施 • 2000年ISO发布了ISO 10646-1:2000（Unicode 同步定义为Unicode 3.0），主要是增加了称为中日韩统一汉字Extension A的6,582个字符。 • GB18030-2000编码标准就在原来的 GB2312-1980 编码标准和 GBK 编码标准的基础上进行扩充，增加了四字节（32位）部分的编码。 • 整合GBK的汉字后到达了27484个汉字，总编码空间超过150万个码位 • GB18030标准采用单字节、双字节和四字节三种方式对字符编码 • GBK的替代、超集

  38. GB18030-2000 • 完全包含CJK(Unihan) Extension A • 与GBK完全兼容(code- and character- compatible)的同时，为所有其它Unicode码点提供了空间 • 定义了4字节编码机制

  39. GB18030-2000码位范围分配表 • 2字节编码共23940个码位 • 4字节编码共超过150万个码位

  40. UTF • Unicode transformation format • UCS transformation format • 从Unicode码点到唯一字节序列的映射算法，一一映射，保证无损转换 • UTF-16 • UTF-8 • UTF-32

  41. 本 章 结 束

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