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  • 预习非数值数据的编码方式

    1.非数值数据的编码方式:
    用逻辑值表示:是逻辑数据的表示,只能参加逻辑运算。
    用西文字符表示:由拉丁字母,数字,标点符号以及一些特殊符号表示,他们统称字符
    用汉字字符表示:包括汉字的输入码,和码,以及字符集。
    2.非数值数据的类型:
    逻辑数据,字符数据,汉字数据,图像数据,声音数据,等等,不是表示数字的数据都是非数值数据。
    3.编码的区别

    ASCII编码:ASCII 码使用指定的7 位或8 位二进制数组合来表示128 或256 种可能的字符。标准ASCII 码也叫基础ASCII码,使用7 位二进制数(剩下的1位二进制为0)来表示所有的大写和小写字母,数字0 到9、标点符号, 以及在美式英语中使用的特殊控制字符。

    GBK编码:由于ASCII编码不支持中文,因此,当中国人用到计算机时,就需要寻求一种编码方式来支持中文。于是,国人就定义了一套编码规则:当字符小于127位时,与ASCII的字符相同,但当两个大于127的字符连接在一起时,就代表一个汉字,第一个字节称为高字节(从0xA1-0xF7),第二个字节为低字节(从0xA1-0xFE),这样大约可以组合7000多个简体汉字。这个规则叫做GB2312。

    Unicode编码:因为世界国家很多,每个国家都定义一套自己的编码标准,结果相互之间谁也不懂谁的编码,就无法进行很好的沟通交流,所以及时的出现了一个组织ISO(国际标准化组织)决定定义一套编码方案来解决所有国家的编码问题,这个新的编码方案就叫做Unicode。注意Unicode不是一个新的编码规则,二是一套字符集(为每一个「字符」分配一个唯一的 ID(学名为码位 / 码点 / Code Point)),可以将Unicode理解为一本世界编码的字典。ISO规定:每个字符必须使用俩个字节,即用16位二进制来表示所有的字符,对于ASCII编码表里的字符,保持其编码不变,只是将长度扩展到了16位,其他国家的字符全部统一重新编码。由于传输ASCII表里的字符时,实际上可以只用一个字节就可以表示,所以,这种编码方案在传输数据比较浪费带宽,存储数据比较浪费硬盘。

    UTF-8编码:由于Unicode比较浪费网络带宽和硬盘,因此为了解决这个问题,就在Unicode的基础上,定义了一套编码规则(将「码位」转换为字节序列的规则(编码/解码 可以理解为 加密/解密 的过程)),这个新的编码规则就是UTF-8,采用1-4个字符进行传输和存储数据。

    编码规则:使用下面的模板进行转换
    

    Unicode符号范围(十六进制) | UTF-8编码方式(二进制)

    0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx
    0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
    0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
    0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
    utf-8区分每个字符的开始是根据字符的高位字节来区分的,比如用一个字节表示的字符,第一个字节高位以“0”开头;用两个字节表示的字符,第一个字节的高位为以“110”开头,后面一个字节以“10开头”;用三个字节表示的字符,第一个字节以“1110”开头,后面俩字节以“10”开头;用四个字节表示的字符,第一个字节以“11110”开头,后面的三个字节以“10”开头。

    4.校验码的方式:

    奇偶校验码:是一种增加二进制传输系统最小距离的简单和广泛采用的方法。奇偶校验可描述为:给每一个码字加一个校验位,用它来构成奇性或偶性校验。可以看出,附加码元d2,是简单地用来使每个字成为偶性的。因此,若有一个码元是错的,就可以分辨得出,因为奇偶校验将成为奇性。奇偶校验编码通过增加一位校验位来使编码中1个个数为奇数(奇校验)或者为偶数(偶校验),从而使码距变为2。因为其利用的是编码中1的个数的奇偶性作为依据,所以不能发现偶数位错误。

    海明校验码:它不仅具有检测错误的能力,同时还具有给出错误所在准确位置的能力 但是因为这种海明校验的方法只能检测和纠正一位出错的情况。所以如果有多个错误,就不能查出了。  假设为k个数据位设置r个校验位,则校验位能表示2^r个状态,可用其中的一个状态指出 "没有发生错误",用其余的2 ^r -1个状态指出有错误发生在某一位,包括k个数据位和r个校验位,因此校验位的位数应满足如下关系:
    2^r ≥ k + r + 1 (2.7)
    如要能检出与自动校正一位错,并能同时发现哪位错,此时校验位的位数r和数据位的位数k应满足下述关系:
    2^r-1 ≥ k + r (2.8)

    循环校验码:循环冗余校验码由信息码n位和校验码k位构成。k位校验位拼接在n位数据位后面,n+k为循环冗余校验码的字长,又称这个校验码(n+k,n)码。 [4]
    n位信息位可以表示成为一个报文多项式M(x),最高幂次是xn-1。约定的生成多项式G(x)是一个k+1位的二进制数,最高幂次是xk。将M(x)乘以xk,即左移k位后,除以G(x),得到的k位余数就是校验位。这里的除法运算是模2除法,即当部分余数首位是1时商取1,反之商取0。然后每一位的减法运算是按位减,不产生借位。

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