ISO 2022,全称ISO/IEC 2022,由国际标准化组织(ISO)及国际电工委员会(IEC)联合制定,是一个使用7位或8位编码表示各种语言文字的通用技术规范。特别以东亚语言:汉语文字、日语文字或朝鲜文字的编码方法著称。
ISO 2022等同于欧洲标准组织(ECMA)的ECMA-35。中国国标GB 2312、日本工业规格JIS X 0202(旧称JIS C 6228)及韩国工业规格KS X 1004(旧称KS C 5620)均遵从ISO 2022。
引言
早期电脑的字符编码基本上都是6位。所以早期电脑的整形的字长一般是6的倍数,如18位、24位、36位等。1963年公布的ASCII码是第一个得到广泛采用的7位字符编码。这时的通信领域的协议采用了第8位做校验纠错用途。但是,对于电脑内存来说,校验纠错变得不是必要。因此8位字符编码逐渐出现,用来表示比ASCII码更多的字符。为此,1971年公布的ECMA-35标准,用来规定各种7位或8位字符编码应当遵从的共同规则。随后ECMA-35被采纳为ISO 2022.
英语可用7位编码储存,而其他使用拉丁字母、希腊字母、西里尔字母、希伯来字母等的语文,由于只使用数十个字母,传统上均使用8位编码的ISO/IEC 8859标准来表示。但由于汉语、日语及朝鲜语字数众多,无法用单一个8位字符来表达,故需要多于一个字节来代表一个字。于是,ISO 2022就设计出来让汉语、日语及朝鲜语可以使用数个7位编码的字符来示。
ISO 2022用来:
- 在一种字符编码下表示属于多个字符集的字符;
- 表示大字符集;
- 兼容7位元信道,即使是8位元编码字符集。
ISO 2022使用“转义符串”(Escape sequence)指出随后的字符属于哪个字符集。这些字符集在ISO登记,并遵循ISO 2022标准规定的模式。转义符串由1个“ESC”字符(0x1B),再由两至三个字符串组成。此标记代表它后面的字符,属于下表字符集的文字。对于一个字符集,如果上下文可以判明是哪种字符集,也可以不通过转义序列来明确指出是哪种字符集。实际上,ISO-8859-1就宣布不需要定义它的转义序列。
ISO 2022的主要内容
ISO 2022用于兼容当时的7位元宽的通信协议/通信装置。对于7位元宽的编码空间,0x00-0x1F保留给控制字符,0x20-0x7F用来表示图形字符(printing/"graphic" characters)。因此,在1个7位元的字符编码空间,图形字符总计为94个(由于空格符占用了0x20码位、Del符占用了0x7F码位)或者96个。对于双字节的7位元编码空间,图形字符可以有94 x 94即8836个。对于三字节的7位元编码空间,图形字符可以有94×94×94即830584个(虽然没有三字节字符集向ISO登记)。1970年代至1980年代,中文、日文、韩文的字符集汉字编码数量基本上在这个范围内。对于双字节编码的字符的每个code point,日文译作区点,中文译作码位;area在中日文均译作“区”,point在日文译作“点”,在中文译作“位”。因此,GB2312及其相关字符集国标,采用了“区位码”。
ISO 2022规定字符集的控制字符可分为两块:C0,C1; 打印(图形)字符分为四块:G0,G1,G2,G3。对于7位元编码, 字节值0x00-0x1F保留给C0控制字符块;字节值0x20-0x7F用于G0, G1, G2, G3字符块。对于单字节编码的字符集,1个打印(图形)字符块可包含94个或96个字符;对于双字节编码的字符集,1个打印(图形)字符块可包含94 x 94个字符。使用控制符的转义序列来表示在G0,G1,G2,G3之间的切换。
对于遵从ISO 2022的8位元编码字符集,也是按照上述7位元编码原则设计的编码方案。这种8位元编码字符集很容易兼容当时的7位元宽的通信协议/通信装置。8位元字符编码时,0x00-0x1F表示C0或称CL区(L是left缩写,因为其在字符表的左侧),0x80-0x9F表示C1或称CR(R是Right缩写,因为其在字符表的右侧)。0x20-0x7F表示G0(称GL区),0xA0-0xFF(称GR区)可表示G1, G2, G3。
ISO-8859-X字符集是特定的把ISO-2022的若干成分组合起来的字符集。这些成分包括:
- 低端控制字符(C0)
- US-ASCII字符集(GL)
- 高端控制字符(C1)
- 高端字符(GR)是特定于每个ISO-8859-X变种。例如ISO-8859-1是由ISO-IR-1, ISO-IR-6, ISO-IR-77, ISO-IR-100 组成。
对于GB 2312,是8位元双字节编码。其汉字编码空间为94 x 94,即有94个区,每个区有94个位(用来编码字符)。实际使用了16-55区编码一级汉字,56-87区编码二级汉字。这些汉字均放在了G1字符块区。这种区位码方案是GB 2312的逻辑设计。其具体的字符编码方案(Character Encoding Scheme):字节值在0x00-0x7F,为单字节表示一个字符,构成了C0、G0区,与ASCII码兼容。因此,GB 2312是单、双字节混合编码。
GBK编码作为简体中文Windows操作系统的缺省的语言locale设置,GBK编码虽然完全向后兼容GB 2312,但GBK突破了ISO 2022中GR区域的字数的94²=8,836个字的限制。GBK编码的第一字节向 81–FE (126个选项,占用了C1区) 、第二字节向 40–FE (191个选项,占用了GL区、C1区) 进行扩展。随后的GB 18030在完全兼容GBK的基础上增加了4字节的编码,如果第二字节的值在0x30-0x3F范围,则随后的两个字节一起组成1个4字节编码的字符。
CNS 11643-1992,至1992年作为双字节编码包含了7个字面、48,027字。其具体的字符编码方案是采用控制字符转义序列,在不同的字面之间切换。
编码结构
ISO/IEC 2022编码在字符码值与显示的字符之间给出了两层映射。转义序列允许任何大的登记的图形字符集指代于四个工作集之一:即G0到G3,以及更短的控制序列指出被使用"invoked"的工作集以解释流中的字节。
7位元ASCII图形字符的范围(0x20–0x7F),是在字符编码表的左侧,称作"GL"码(表示"graphics left"),"高位ASCII"码的范围(0xA0–0xFF), 被称作"GR"码("graphics right")。
默认, GL码指代G0字符, GR码指代G1字符,但这可被控制码或早先的协议修改:
码 | 缩写. | 名字 | 效果 |
---|---|---|---|
0x0F | SI LS0 |
Shift In Locking shift zero |
GL编码G0从现在开始 |
0x0E | SO LS1 |
Shift Out Locking shift one |
GL 编码G1从现在开始 |
ESC 0x6E (n) | LS2 | Locking shift two | GL 编码G2从现在开始 |
ESC 0x6F (o) | LS3 | Locking shift three | GL 编码G3从现在开始 |
0x8E ESC 0x4E (N) |
SS2 | Single shift two | GL 编码G2仅用于下一个字符 |
0x8F ESC 0x4F (O) |
SS3 | Single shift three | GL 编码G3仅用于下一个字符 |
ESC 0x7E (~) | LS1R | Locking shift one right | GR 编码G1从现在开始 |
ESC 0x7D (}) | LS2R | Locking shift two right | GR 编码G2从现在开始 |
ESC 0x7C (|) | LS3R | Locking shift three right | GR 编码G3从现在开始 |
四个工作集的每个可表示94个字符或94n字符。此外,G1到G3可表示96或96n个字符。当后者被用在GL区域,空格字符与delete字符(码值0x20与0x7F)不可用。
还有一些罕用的特性可切换控制字符集,这是单层查询:the 0x00–0x1F范围是C0控制字符集,0x80–0x9F范围是C1控制字符集,转义序列可以切换不同的选择。要求任何C0字符集包含ESC字符出现在码位0x1B。
在上述SS2与SS3例子中,C1控制字符集中的单个控制字符可被7位元编码用于序列ESC 0x40 (@)
到ESC 0x5F (_)
。额外的控制功能可用于范围ESC 0x60 (`)
到ESC 0x7E (~)
。
转义序列指代字符集采取这样的形式ESC I [I...] F
, 其中有一个或多个中间的I字节来自范围0x20–0x2F, 一个最后的F字节来自0x40–0x7F。(范围0x30–0x3F被保留用于私用F字节)。 I字节辨识字符集类型与被指代的工作集,F字节辨识字符集自身。
码值 | 十六进制 | 缩写 | 名字 | 效果 |
---|---|---|---|---|
ESC ! F | 1B 21 F | CZD | C0-designate | F选择一个C0控制字符集来使用. |
ESC " F | 1B 22 F | C1D | C1-designate | F选择一个C1控制字符集来使用. |
ESC % F | 1B 25 F | DOCS | Designate other coding system | F选择一个8-bit编码;使用ESC % @ 返回到ISO/IEC 2022.
|
ESC % / F | 1B 25 2F F | DOCS | Designate other coding system | F选择一个8-bit编码;没有标准方法返回。 |
ESC & F | 1B 26 F | IRR | Identify revised registration | F被调整到范围1-63, 指出立即跟随的登记的哪一个修改版被需要,使得老系统知道自身过时了。 |
ESC ( F | 1B 28 F | GZD4 | G0-designate 94-set | F选择一个94个码位的字符集被用于G0. |
ESC ) F | 1B 29 F | G1D4 | G1-designate 94-set | F选择一个94个码位的字符集被用于G1. |
ESC * F | 1B 2A F | G2D4 | G2-designate 94-set | F选择一个94个码位的字符集被用于G2. |
ESC + F | 1B 2B F | G3D4 | G3-designate 94-set | F选择一个94个码位的字符集被用于G3. |
ESC - F | 1B 2D F | G1D6 | G1-designate 96-set | F选择一个96个码位的字符集被用于G1. |
ESC . F | 1B 2E F | G2D6 | G2-designate 96-set | F选择一个96个码位的字符集被用于G2. |
ESC / F | 1B 2F F | G3D6 | G3-designate 96-set | F选择一个96个码位的字符集被用于G3. |
ESC $ F ESC $ ( F |
1B 24 F 1B 24 28 F |
GZDM4 | G0-designate multibyte 94-set | F选择一个94n个码位的字符集被用于G0. |
ESC $ ) F | 1B 24 29 F | G1DM4 | G1-designate multibyte 94-set | F选择一个94n个码位的字符集被用于G1. |
ESC $ * F | 1B 24 2A F | G2DM4 | G2-designate multibyte 94-set | F选择一个94n个码位的字符集被用于G2. |
ESC $ + F | 1B 24 2B F | G3DM4 | G3-designate multibyte 94-set | F选择一个94n个码位的字符集被用于G3. |
ESC $ - F | 1B 24 2D F | G1DM6 | G1-designate multibyte 96-set | F选择一个96n个码位的字符集被用于G1. |
ESC $ . F | 1B 24 2E F | G2DM6 | G2-designate multibyte 96-set | F选择一个96n-个码位的字符集被用于G2. |
ESC $ / F | 1B 24 2F F | G3DM6 | G3-designate multibyte 96-set | F选择一个96n个码位的字符集被用于G3. |
F字节的登记对于不同类型的字符集是独立的。使用ESC ( A
到ESC + A
指派的94个字符的图形字符集不相关于使用ESC - A
到ESC / A
指派的96个字符的图形字符集。二者也不相干于使用ESC $ ( A
到ESC $ + A
指派的94n个字符的字符集,等等。
C0与C1控制字符集也是独立的。C0控制字符集用ESC ! A
指代,与用ESC " A
指代的控制字符集C1无关。
此外,I字节可增加到F字节前面以扩展F字节范围。这仅用于94个字符的字符集,它的码的形式已经使用了ESC ( ! F
。
遵从ISO 2022的字符集
以ISO 2022标准来编码的字集包括:
- ISO-2022-JP - 日语文字
- ESC ( B 转为ASCII
- ESC ( J 转为JIS X 0201-1976
- ESC $ @ 转为JIS X 0208-1978
- ESC $ B 转为JIS X 0208-1983
- ISO-2022-JP-1 - 于ISO-2022-JP的基础上,加上以下一组逃逸字符串
- ESC $ ( D 转为JIS X 0212-1990
- ISO-2022-JP-2 - 于ISO-2022-JP-1的基础上,加上以下四组逃逸字符串,提供多语言支持
- ESC $ A 转为GB 2312-1980(简体中文)
- ESC $ ( C 转为KS X 1001-1992(朝鲜文)
- ESC . A 转为ISO 8859-1(西欧拉丁字母)
- ESC . F 转为ISO 8859-7(希腊字母)
- ISO-2022-JP-3 - 于ISO-2022-JP的基础上,加上以下两组逃逸字符串
- ESC $ ( O 转为JIS X 0213-2000第一字面
- ESC $ ( P 转为JIS X 0213-2000第二字面
- ISO-2022-JP-2004 - 于ISO-2022-JP-3的基础上,加上以下一组逃逸字符串
- ESC $ ( Q 转为JIS X 0213-2004第一字面
- ISO-2022-KR - 朝鲜文
- ESC $ ) C 转为KS X 1001-1992
- ISO-2022-CN - 中文
- ESC $ ) A 转为GB 2312-1980
- ESC $ ) G 转为CNS 11643-1992第一字面
- ESC $ * H 转为CNS 11643-1992第二字面
- ISO-2022-CN-EXT - 于ISO-2022-CN的基础上,加上以下六组逃逸字符串
- ESC $ ) E 转为ISO-IR-165
- ESC $ + I 转为CNS 11643-1992第三字面
- ESC $ + J 转为CNS 11643-1992第四字面
- ESC $ + K 转为CNS 11643-1992第五字面
- ESC $ + L 转为CNS 11643-1992第六字面
- ESC $ + M 转为CNS 11643-1992第七字面
参看
参考文献
- 小林剑,(1999年). CJKV Information Processing. First Edition. O'Reilly and Associates, Inc. ISBN 1-56592-224-7;中文版,郑褚璋译,(2002年)中日韩越资讯处理 第一版,台北市,美商欧莱礼股份有限公司。 ISBN 986-7794-03-6
外部链接
- 国际标准化组织(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ECMA-35(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- 中国国家标准(中华民国)CNS 7654
- International Register of Coded Character Sets to be Used with Escape Sequences(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- RFC 1468, ISO-2022-JP的规格
- RFC 2237, ISO-2022-JP-1的规格
- RFC 1554, ISO-2022-JP-2的规格
- RFC 1922, ISO-2022-CN及ISO-2022-CN-EXT的规格
- RFC 1557, ISO-2022-KR的规格
- History of Character Codes in North America, Europe, and East Asia
- CJK.INF: a document on encoding Chinese, Japanese, and Korean (CJK) languages, including a discussion of the various variants of ISO 2022。可透过 HTTP(页面存档备份,存于互联网档案馆)浏览。
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