4.1节 数值编码规则

本节内容：不同进制数据的编码规则。

■数值数据的编码规则：二进制数、十六进制数和十进制数，以及无符号整数和有符合整数的编码规则。

■基本数据类型：编译器指定的数据类型为基本数据类型。汇编器MASM5.0指定的基本数据类型有BYTE、WORD、DWORD、DQ、DT以及由BYTE类型定义的字符串类型。

4.1.1 数值数据的编码规则

■二进制数：0和1

■十六进制数：

■十进制数：BCD码

●压缩的BCD码：一个字节包含两个十进制数符号，如12H。

●非压缩的BCD码：一个字节只包含一个十进制数符号，如02H。

■无符号整数和有符号整数

无符号整数编码规则：无符号整数全部都是正整数，是什么就存什么，没有符号位。

有符号整数编码规则：最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。

■有符号数的原码、反码、补码

●原码：最高位为符号位，（“0”代表正数，“1”代表负数）其余各位为数值本身的绝对值。

●反码：

正数：反码与原码相同，这是规定。

负数：符号位为1不变，其余位对原码取反。

●补码：

正数：补码与原码相同。

负数：符号位为1不变，其余位对原码取反加1。

■符号扩展

把一个n位二进制数扩展成m位二进制数（m>n）。

无符号数：最高位前扩展（m-n）个0。

有符号数：最高位前扩展（m-n）个符号位。

举例

●无符号整数：扩展0。

8位无符号数扩展为16位无符号数：

0000 0001 8位

0000 0000 0000 0001 16位

●有符号整数：采用补码方式表示，进行符号位的扩展。

例1：21的8位二进制数扩展成16位二进制数

0001 0101 8位

0000 0000 0001 0101 16位

例2：-3的8位二进制数扩展成16位二进制数

1111 1101 8位

1111 1111 1111 1101 16位

■数值数据的表示范围

n位二进制数能够表示的范围。

无符号整数范围：0~2n -1 。

有符号整数范围：-2n-1~+2n-1 -1。

4.1.2 基本数据类型

■字节 byte简写db，一个字节由8位二进制数据位组成，第0位～第7位，字节类型的无符号整数表示范围0～255，如果是有符号数，则数据范围是-128～127。一个字节足以表示一个ASCII码字符，或者一个扩展的ASCII码字符。

■字word 简写dw，一个字由16位二进制数据位组成，一个字等于2个字节，第0位～第15位，由8位高字节+8位低字节组成。表示无符号数的数据范围是0～65535，有符号数的数据范围是-32768～32767。

■双字dword简写dd，2个字组成，双字等于4个字节，包含32位二进制位，由高16位+低16位组成，表示无符号数的数据范围0～232-1，有符号数的数据范围是-231～231-1。

■四字qword简写dq，由2个双字组成，等于4个字或8个字节，包含64位二进制位，分高32位和低32位，表示无符号数的数据范围0～264-1，有符号数的数据范围是-263～263-1。

■字符串，由字符构成的一个线性数组，通常每个字符用一个字节表示，有时也可以用一个字或者双字来表示。例如：'ABCDEF'。

4.2节 字符编码规则

本节内容：字符编码规则。

■字符编码规则：ASCII码、ANSI字符集、Unicode字符集。

■变形国标码：国标码是16位编码，高8位表示汉字符的区号，低8位表示汉字符的位号。

4.2.1 字符编码规则

计算机只能存储二进制数0和1，那么该如何表示字符呢？

■ASCII码字符

ASCII是美国国家标准信息交换码的英文缩写。每个字符由一个唯一的7位整数表示。只使用了每个字节的低7位，共128个字符，对应标准美国键盘上的字母和符号。剩下的最高位被各种计算机用来创建私有字符集，比如IBM PC的扩展ASCII码。

■ANSI字符集

如图4-1所示。美国国家标准委员会（ANSI）定义了一个8位的字符集，用于表示256个字符，前128个对应标准美国键盘上的字母和符号。后128个字符用于表示特殊字符，如其他语言字母表中的字母、重音符号、货币符号和分数等。MS-Windows Me/95/98使用ANSI字符集。

提示

1．注意观察ASCII表，常用的ASCII字符对应的16进制数值需要熟记于心。如响铃字符的ASCII值07H，退格字符08H，TAB制表符09H，换行符0AH，回车符0DH，空格符20H，CTRL+B 的ASCII值02H，CTRL+C的ASCII值03H。

2．大写字母“A~Z”的ASCII值为41H~5AH，小写字母“a~z”的ASCII值为61H~7AH，数字符“0~9”的ASCII值为30H~39H。

3．可见字符的ASCII值从20H开始，到7EH结束。

■Unicode标准

计算机软件中表示各种不同国家的语言有上百种编码方案，比较混乱。由此创建Unicode标准作为定义字符和符号的统一方法。Unicode标准定义了所有主要语言中使用的字母、符号及标点。Unicode有三种编码形式：

●UTF-8：ASCII码在UTF-8编码中占用一个字节，其字节值和ASCII码值相同。所有Unicode字符都可以用一种变长的编码系统表示。

●UTF-16：用于访问效率和存储空间并重的环境中。例如：Windows NT/2000/XP使用UTF-16编码，每个字符用16个二进制数据位编码。

●UTF-32：用于不太关心存储空间的环境。每个字符都使用32个二进制数据位编码，宽度固定。

图4-1 128字符ASCII表

4.2.2 变形国标码

有了ASCII码，计算机可以处理数字、字母等字符，但是并不能处理汉字符。

我们国家1981年5月对六千多个常用汉字制定了交换码的国家标准，即GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集—基本集》。该标准规定了汉字信息交换的基本汉字符和一般图形字符，共计7445个，其中汉字分成两个等级共计6763个。该标准同时也给定了它们的二进制编码，即国标码。后来的字符集GBK收录20912个汉字，最新的字符集GB18030收录27533个汉字。

国标码是16位编码，高8位表示汉字符的区号，低8位表示汉字符的位号。实际上，为了给汉字符编码，该标准把代码表分成94个区，每个区94个位。区号和位号都从21H开始。一级汉字安排在30H区至57区，二级汉字安排在58H至77区。

机内码是汉字在计算机内部使用的编码。汉字的机内码采用变形国标码，其变换方法为：变形国标码=国标码+8080H，即将两个字节的最高位由0改1，其余7位不变。

区位码转换为国标码的方式：国标码是由区位码稍作转换得到。先将十进制区码和位码转换为十六进制的区码和位码，再将这个代码加上2020H，就得到国标码。

举例

某汉字区号为34，位号为56。区位码：3456。

34 = 0010 0010B = 22H

56 = 0011 1000B = 38H

国标码：2238H + 2020H = 4258H

变形国标码：4258H + 8080H = C2D8H

4.3节 键盘扫描码

本节内容：键盘扫描码。

■键盘扫描码：8086计算机的键盘上的按键分为字符键、功能键和控制键。每一个按键都对应一个键盘扫描码。当按下按键时的扫描码称为通码，松开按键时的扫描码称为断码。如果按下的是字符键，则将其对应的一个字节的扫描码和一个字节的ASCII码存入键盘缓冲区。我们将在第十六章输入与输出中断中详细讲解。

4.3.1 键盘扫描码

键盘上的每一个键相当于一个开关，键盘中有一个芯片对键盘上的每一个键的开关状态进行扫描。

按下按键时，开关接通，该芯片就产生一个扫描码，并说明按下的键在键盘上的位置。扫描码被送入主板上相关接口芯片中的寄存器，端口地址为60h。

松开按键时也产生一个扫描码，扫描码说明松开的键在键盘上的位置。松开键时产生的扫描码也被送入60h端口中。

按下时产生的扫描码称为通码，松开时的扫描码称为断码。断码=通码+80h。

从60端口读出扫描码，并转化为相应的ASCII码或状态信息，并存储在内存指定的空间（键盘缓冲区或状态字节）中。从键盘缓冲区读取扫描码进入显存就可以在屏幕显示。或者直接写入文件。

■scan code 集

扫描码集分为set 1、set 2 和 set 3。这里只介绍一般日常应用中的键盘码集 set 2。

基本 scan code：绝大多数为 1 byte。

扩展 scan code：由 e0、e1 或 e2 引导。

特殊的 PrintScreen/SysRq 键：e0 2a e0 37。

物殊的 Pause/Break 键：e1 1d 45 e1 9d c5。

■小键盘 scan code 表

小键盘中的 <home><Up><PgUp><Left><Right><End><Down><PgDn><Ins><Del> 由 NumLock 按下后再按得来。因此，会产生一个 <NumLock> mark 码后，再产生上述的mark通码。 释放 <NumLock> 产生一个 break断码。如表4-1所示。

■附加键 scan code 表

如表4-2所示。

■功能键 scan code 表

如表4-3所示。

■主键盘 scan code 表

如表4-4所示。若输入字符“ABCD”有两种方法：

●按下 <CapsLock> 键后，再输入 abcd 键，再按 <CapsLock> 键，产生一个 <CapsLock> 键 mark 和 break 码，然后依次是 abcd 的 mark 和 break 码， 最后是 <CapsLock> 的 mark 和 break 码。

●按着 <L-shift> 或 <R-shift> 不放，再按 abcd 键，再放开 <L-shift> 或 <R-shift> 键

产生一个 <L-shift> 或 <R-shift> 键的 mark 码，然后依次是 abcd 的 mark 和 break 码，最后是一个 <L-shift> 或 <R-shift> 键的 break 码。

表4-1 小键盘扫描码

表4-2 附加键扫描码

表4-3 功能键扫描码

表4-4 主键盘扫描码

本文摘自编程达人系列教材《X86汇编语言基础教程》。

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