NINTH GRADE · COMPUTER SCIENCE

0與1的藝術

資料表示與處理

單元二:文字數位化

從手動發報的摩斯密碼,到電腦世界的 ASCII、Big-5 與 Unicode。

LEARNING GOALS

完成這一單元,你可以……

建議順序:訊號 → 編碼 → 轉換
  • 01 用摩斯電碼理解共同規則的重要。
  • 02 說明文字如何對應成數字與位元。
  • 03 分辨 ASCII、Big-5 與 Unicode 的用途。
🏝️

🔦 前導:孤島的夜間求救

想像一下,你們小組在一座荒島上探險,結果錯過了回程的最後一班船。現在天已經黑了,你們發現遠方的海面上有一艘巡邏船經過。

你們手上沒有通訊設備,但幸好手邊有一支強光手電筒。你們知道,如果只是隨便亂閃光,遠方的船員可能會以為那只是海邊的螢光生物或星星的倒影。

🤔 生死交關的問題:

你們唯一的溝通工具只有『亮』跟『不亮』兩種狀態。在完全沒有聲音、不能寫字的情況下,你要怎麼利用這支手電筒,讓遠方的船員一眼就看出這是在『求救』?你們會如何設計這道光的『節奏』?

💡 思考:如果你們自己發明了一套規律(例如閃兩長一短),但遠方的船員腦袋裡的規律跟你們不一樣,他會知道你在求救嗎?
👉 所以我們需要一套全世界通用的暗號本(編碼協議)。

摩斯密碼 (Morse Code)

在這種只有『兩種狀態』的極端環境下,人類發明了一種偉大的通訊方式。為了求救,全世界約定好了一個最強而有力的暗號,叫做 SOS
它不需要文字,只需要透過『滴滴滴 (短)』、『答答答 (長)』、『滴滴滴 (短)』的組合,就能傳達求救資訊!

🎧 摩斯密碼雙向挑戰 (自訂題庫)

電報特務發報機

自由發報練習區

當前敲擊訊號
—— ——
解碼結果
等待發報...

• 輕點一下為 短音 ( . )

• 按住約0.25秒為 長音 ( - )

• 停頓 1 秒後,系統會自動解碼!

鍵盤:Tab 聚焦發報鍵,按住空白鍵發報;短按是點、長按是劃。

重新操作提示:先按 Tab 聚焦發報鍵,再用空白鍵試打一個點。

摩斯密碼全表 (36 個符號)

📚 電腦世界的密碼本演進

🇺🇸 ASCII

電腦界的祖師爺!只用了 1 個 Byte 空間,定義了英文字母、數字 and 標點符號。對英文國家很夠用,但裝不下任何中文字。

🇹🇼 Big-5 (大五碼)

台灣為了解決中文顯示而發明的本土密碼本。用 2 個 Bytes 拼出上萬個繁體字。但把文件傳到日本或韓國,就會變成看不懂的亂碼。

🌍 Unicode (萬國碼)

文字界的終極救星!把全世界所有語言、甚至 Emoji 表情符號 🍔 都收錄進同一本超大密碼本。現在所有手機和電腦都預設使用它。

密碼本大對決:ASCII vs Big-5 vs Unicode

輸入一段文字,觀察它們在不同編碼系統底下所需要的二進位資料與佔用空間!

同時輸入中英文 (例如 "A哈"),觀察右側的編碼大小變化。

ASCII 十進位:65
二進位:01000001
ASCII
純英文 1 Byte
01000001 ...
容量: 1 Byte
Big-5 (繁中)
中文2 / 英文1
01000001 ...
容量: 3 Bytes
Unicode
中文3 / 英文1
01000001 ...
容量: 5 Bytes

WRAP-UP

課後回顧:文字需要一份共同的暗號本。

回到課程地圖

我能解釋:沒有共同編碼時,訊息為何可能被誤解。

我能舉例:一個字元如何被轉成位元組合。

我能比較:不同編碼為何需要共存與演進。

快速檢核

答對三題,取得本單元徽章。

0 / 3

1. 解碼摩斯密碼時,字母間要靠什麼區分?

2. 為什麼雙方需要共同編碼?

3. 摩斯密碼的基本符號是?

從三題中找出你最需要再練習的概念。

PAIR TALK

同伴討論挑戰

先選擇,再說明理由

班上要傳送含有表情符號的新訊息,你會優先選擇哪種做法?

選擇後,和同伴用「我選……因為……」說明你的理由。