编码进化

回忆上次内容

• 上次 回顾了 字符大战的结果
  • ibm 曾经的 EBCDIC 由于字符不连续的隐患
    • 导致后续 出现 无数问题
    • 无法补救
• 7-bit 的 ASA X3.4-1963
  • 字母序号连续
    • 比较字符时 效率高
    • 判断字符 是否是字母 也很容易
  • 获得了 IBM以外公司的 支持

• 为什么 ASA X3.4-1963 是 7-bit 编码？
  • 8-bit 不是才 正好一个字节 吗？🤔

ASA X3.4-1963 文档

• 注意这篇文档
  • 通篇提到6-bit、7-bit
• 但是
  • 没有提到Byte

• 那时候
  • 还有没有 Byte这个词

bite

• 1956年
  • ibm工程师 Werner Buchholz
  • 第一次 使用了bite 来描述8-bit
  • 开音节读作[bait]

• bite 在1956年 太过超前

时代

• 毕竟 当时的计算机
  • 还处于 从模拟 到数字 的过程中
• 计算机的 输出设备是
  • 指示灯
  • 电压表
  • 示波器

• bite这个词
  • 流传于Rand、 MIT、IBM
• 为了 和bit 区分
  • bite 的拼写
    • 演化成 Byte

ASA X3.4-1963 发布

• IBM 编码演化

  • BCD码 4-bit
    • 发展到BCDIC 6-bit
      • 包含了字符

• 网络通信 让 计算机 不再是 孤岛

  • IBM之外的其他公司 想要统一通信标准
    • 到 7-bit的 ASA X3.4-1963

• IBM 之外的公司 从产品层面跟进
  • IBM 仍想要 主导标准

词汇出现

• 1964年
  • ibm 发布 System/360
  • 存储容量单位 为 Byte (8-bit)
    • 首款机型 4096 Byte

• Byte 这个单词
  • 作为 营销话语中的 概念
  • 开始传播

孤注一掷

• 为了配合 8-bit 的 System/360
  • 编码规则 从6-bit的 BCDIC
    • 直接跳到 8-bit的 EBCDIC

• 这是 IBM最后的倔强

终局

• 两年之后 1965年
  • ibm最新机器
    • 也开始 使用 ASA X3.4-1963
    • 编码统一到了 7-bit的 ASA X3.4-1963
      • 也就是 后来的ASCII
      • 字符编码大战尘埃落定

• 可是为什么 ASCII编码 只用 7-bit
  • 1个字节 却要 8-bit 呢？
    • 7-bit 不是 刚好放下 吗？

1个字节8位

• 我们 来看看 Bemer的个人网站
• 介绍 字符编码 进化过程
  • 5-bit的博多码
  • 6-bit的BCDIC
  • 7-bit的ASCII
  • 8-bit的EBCDIC

• 为什么 字节是 8-bit
  • 而不是 7-bit 呢？
• Bemer 的说法是
  • 2次幂的 魔法
  • 8 = 2³

2次幂的魔法

• 计算机 只有 两根手指
• 每根 手指
  • 可以代表 (10)_2进制种状态

• 就像 电路 只有
  • 通
  • 断

• 电灯 只有
  • 亮
  • 灭

手指 增多

• (10)_2进制根手指
  • 2根手指
    • 可以 代表(100)_2进制种状态
      • 4种状态

• 这就是 2-4 译码器(decoder)
• 如果 有更多手指 呢？

3-8 译码器

• (11)_2进制根手指
  • 3根手指
    • 可以代表 (1000)_2进制种状态
      • 8种状态
• 这就是 3-8译码器(decoder)
  • 或者说是 3-8解码器

• 再往后呢？

4-bit 寻址空间

• (100)_2进制根手指
  • 4根手指
    • 可以代表(10000)_2进制种状态
      • 16种状态

• 再往上呢？😁

8-bit 寻址空间

• 从4-bit 直接跳到 8-bit

• (1000)_2进制根手指
  • 8根手指
    • 可以代表(100000000)_2进制种状态
      • 256种状态
• 8-bit的cpu
  • 直接寻址空间 可达256个Byte
• 16-bit的寄存器
  • 直接寻址空间 64 x 1024 Byte
    • 相当于 64KByte
• 随着 计算机字长的增加
  • 存储单位 在指数级增长

更多存储单位

• 1 KB = 1024 Byte
• 1 GB = 1024 KB
• 1 TB = 1024 GB

• 这都是 基于Byte的单位
• Byte 就是 8-bit
• 但是7-bit的ASCII字符
  • 怎么放入 8-bit 的 Byte呢？

8-bit

• ascii 的位置
  • ascii大小写字母之间只差 1 位(bit)
• 最前面的 1-bit
  • 是 标志位
• 后面的 7-bit
  • 是 ascii 字符数值

• 如果 标志位 是0
  • 那么 这个字符 就是ascii字符
• ascii的字符范围
  • 0 - 127
• ASA X3.4-1963 就这样
  • 成了 ASA X3.4-1965

总结

• 这次 回顾了 计算机存储单位的演变

  • 最小的读写单位 是 bit

• 8-bit 固定下来 成为了字节(Byte)

• 存储字符时

  • 第1位 是 标志位
  • 后7位 是 ascii具体的值
    • 可以用 1Byte 存储

• 计算机之间 有了 更多的通信

  • 编码统一 为的是 更好地通信

• 计算机之间

  • 是怎么 开始通信的 呢？？🤔

• 我们下次再说！👋

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