1 前言

在计算机的内部，所有数据都是通过二进制编码而保存的，计算机只能识别二进制。因此我们存储任何信息到计算机中时，都会转换成相对应的二进制编码。

2 西文字符的编码表示——ASCII 码

ASCII 码即美国标准信息交换代码（America Standard Code for Information Interchange），由字面意思就能知道这个编码诞生的目的就是为了信息交换。ASCII 码对以下字符都进行了编码，其中包括：

大小写字母，共52个；
0~9 的数字，共10个；
控制符，如空格符、回车符等共34个字符；
通用符，如 +、-、*、/、!、? 等共32个字符。

一共128个，而7位二进制位刚好可以表示 0 ~ 127 一共128个十进制数，所以 ASCII 码中的每个字符只需7位二进制位（单位比特或 bit）即可表示。ASCII 码是目前计算机特别是微型计算机中最普遍使用的字符编码集。ASCII 码中常见的数字、字母的 ASCII 码和其对应的十进制、十六进制数如下表所示（控制字符用于格式控制，是不可见字符，除了不可见字符以外的字符都是可见字符。）：

字符	ASCII 码：二进制数(B)	十进制数(D)	十六进制数(H)
数字0~9	0011 0000B ~ 0011 1001B	45 ~ 57	30H ~ 39H
大写字母 A ~ Z	0100 0001B ~ 0101 1010B	65 ~ 90	41H ~ 5AH
小写字母 a ~ z	0110 0001B ~ 0111 1010B	97 ~ 122	61H ~ 7AH

在这里插入图片描述

我们知道，计算机中的地址和数据都是以字节为单位的，一个字节是8个二进制位，那就说明 ASCII 码中的每个字符实际上是占用一个字节。因此我们通常将高位为0的 0000 0000B ~ 0111 1111(0 ~ 127) 的 ASCII 码称为基本的 ASCII 码；而将高位为1的 1000 0000B ~ 1111 1111(128 ~ 255) 的 ASCII 码称为扩展的 ASCII 码。但不管是哪一种，它们都属于机内码的范畴。

3 中文字符的编码表示

3.1 区位码

由于汉字远多于英文字母，我们不能将所有的汉字都印在键盘上。所以对于汉字的编码通常是采用两个字节，每个字节各取7位，从而能够表示 $2^7\times 2^7=16384$ 个汉字。

中国国家标准总局于1980年发布的 GB2312-80 编码方案对汉字进行了分区处理。GB 即国标码，是计算机与其他系统或设备间交换汉字信息的标准编码。那么分区处理具体是什么意思呢？

这种编码方案首先将汉字分为一级汉字和二级汉字，一级汉字按拼音排序，二级汉字按部首排序。这些汉字被放置在一个 94 x 94 的方阵中，每一行称为一个“区”，每一列称为一个“位”，构成一个共有94区94位的字符集。

01 ~ 09区：682个非汉字图形字符；
10 ~ 15区：空区留待扩展；
16 ~ 55区：3755个常用汉字（一级汉字）字符，按拼音排序；
56 ~ 87区：3088个非常用汉字（二级汉字）字符，按部首排序；

在这个字符集中，每一个汉字都唯一对应一个区号和位号，各自可用一个字节来表示，从而构成了区位码。区位码 = 区号(1~94) + 位号(1~94)，区号在高字节，位号在低字节。比如国处于25行90列，那么它的区位码就是2590，换为十六进制就是197AH，也就是其在计算机中的存储编码。

3.2 国标码

对于输入计算机的西文字符，计算机存储的是其对应字符的 ASCII 码。这些可被计算机识别、存储和运算的二进制代码被称为机内码，如大写字母“A”对应于十进制的65，然后转为二进制的 0100 0001B 存在计算机中。

区号和位号都是用一个字节来保存，这就会导致其与 ASCII 编码中的不可见字符（0x00 ~ 0x1F，即十进制的0～31）以及空格（0x20，即十进制的32）冲突，因此标准总局又将区号和位号分别加上32（十六进制的 20H）作为“国标码”。

国标码中区号和位号的范围如下表所示：

二进制(B)	十进制(D)	十六进制(H)
0010 0001B ~ 0111 1110B	33 ~ 126	21H ~ 7EH

国标码 = 十六进制的区位号 + 2020H；
国标码 = 十进制的区位号 + 32，再转为十六进制。

3.3 机内码

但是这个“国标码”仍然与 ASCII 编码方案中的其它字符（0x21～0x7F，即十进制的33～127）冲突，故又把“国标码”每个字节的最高位都由0变成1，这相当于每个字节再加上128（十六进制的 80H），从而得到“机内码”。其实相当于避开了所有基本的 ASCII 码。注意这个机内码特指汉字的机内码，简称“内码”，是对国标码的一个改进，而不是 3.2国标码 中开头提到的“机内码”。

例如“万”字区位码是1601，即 1001H，所以“国标码”是 3021H，“机内码”是 B0A1H。

机内码 = 区位码 + 160(A0H)；
机内码 = 国标码 + 128(80H)。

为什么没有一步到位避开 ASCII 中的扩展字符呢？因为 GB2312-80 方案是1980年发布的，而 ASCII 方案直到1986年才定了最终版本。此后，计算机中使用 GB2312 编码方案时都采用上述机内码的方案，以兼容 ASCII 字符集，而所谓的国标码实际上就没有用了。

3.4 国标码与机内码

1995年中国国家标准总局年发布的《汉字内码扩展规范(GBK)》1.0版对 GB2312 标准进行了扩充，此时，仍然称 GB2312 为“机内码”。直到2000年 GB18030-2000 标准发布，取代了 GBK，这才摒弃“国标码”与“机内码”同存的称呼，与 ASCII 兼容的“机内码”成为名正言顺的“国标码”，GB2312 的老国标码弃用。

所以，现在提到汉字国标码，不要再去纠结什么机内码，请直接将 GB2312 及 GBK 所谓的机内码当做国标码对待。而且，2017年起，GB2312-80 标准已经转化为推荐性标准 GB/T 2312-1980，不再强制执行。再者，现在的中文处理多以国标 GB18030 和国际通用的 Unicode 编码方案执行，GB2312 及其扩展方案 GBK 逐渐会被淘汰。

总之，“机内码”指的是编码的一个分类，而非某一特定的编码方式。引起理解错误的主要原因是 GB2312 编码方案中提到的机内码与国标码的混乱。

目前，网络上描述机内码的文章（多为旧文）很多都将读者引导至 GB2312 中提到的概念，我们应该摒弃淡忘这个描述，正确理解机内码是一个分类而非特定的一种编码。提到 GB2312 编码，也应该理解 B0A1 就是“啊”的国标码而不是所谓的“机内码”，别无其它。