ASCII

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American Standard Code for Information Interchange

Der American Standard Code for Information Interchange (ASCII, alternativ US-ASCII, oft [ 'æski] ausgesprochen) ist eine 7-Bit-Zeichenkodierung; sie entspricht der US-Variante von ISO 646 und dient als Grundlage für spätere, auf mehr Bits basierende Kodierungen für Zeichensätze.

Die ASCII-Kodierung wurde am 17. Juni 1963 von der American Standards Association (ASA) als Standard ASA X3.4-1963 veröffentlicht und 1967 sowie zuletzt im Jahr 1968 (ANSI X3.4-1968) aktualisiert. Die Zeichenkodierung definiert 128 Zeichen, bestehend aus 33 nicht druckbaren sowie 95 druckbaren Zeichen. Letztere sind, beginnend mit dem Leerzeichen:

Die druckbaren Zeichen umfassen das lateinische Alphabet in Groß- und Kleinschreibung, die zehn arabischen (eigentlich: indischen) Ziffern, sowie einige Satzzeichen. Der Zeichenvorrat entspricht weitgehend dem einer Tastatur oder Schreibmaschine für die englische Sprache. In Computern und anderen elektronischen Geräten, die Text darstellen, wird dieser in der Regel gemäß ASCII oder abwärtskompatibel (ISO 8859, Unicode) dazu gespeichert.

Die nicht druckbaren Steuerzeichen enthalten Ausgabezeichen wie Zeilenvorschub oder Tabulator, Protokollzeichen wie Übertragungsende oder Bestätigung und Trennzeichen wie Datensatztrennzeichen.

Kodierung

Jedem Zeichen wird ein Bitmuster aus 7 Bit zugeordnet. Da jedes Bit zwei Werte annehmen kann, gibt es 2⁷ = 128 verschiedene Bitmuster, die auch als die ganzen Zahlen 0–127 (hexadezimal 00–7F) interpretiert werden können.

In nicht-englischen Sprachen verwendete Sonderzeichen – beispielsweise die deutschen Umlaute – sind im ASCII-Zeichensatz nicht enthalten.

Das für ASCII nicht benutzte achte Bit kann auch für Fehlerkorrekturzwecke (Paritätsbit) auf den Kommunikationsleitungen oder für andere Steuerungsaufgaben verwendet werden. Heute wird es aber fast immer zur Erweiterung von ASCII auf einen 8-Bit-Code verwendet. Diese Erweiterungen sind mit dem ursprünglichen ASCII weitgehend kompatibel, so daß alle im ASCII definierten Zeichen auch in den verschiedenen Erweiterungen durch die gleichen Bitmuster kodiert werden. Die einfachsten Erweiterungen sind Kodierungen mit sprachspezifischen Zeichen, die nicht im lateinischen Grundalphabet enthalten sind.

Geschichte

Eine frühe Form der Zeichenkodierung war der Morsecode. Er wurde mit der Einführung von Fernschreibern aus den Telegrafennetzen verdrängt und durch den Baudot-Code und Murray-Code ersetzt. Vom 5-Bit-Murray-Code zum 7-Bit-ASCII war es dann nur noch ein kleiner Schritt – auch ASCII wurde zuerst für bestimmte amerikanische Fernschreibermodelle, wie den Teletype ASR33, eingesetzt. In den Anfängen des Computerzeitalters entwickelte sich ASCII zum Standard-Code für Schriftzeichen. Zum Beispiel wurden viele Terminals (VT100) und Drucker nur mit ASCII angesteuert.

ASCII diente ursprünglich der Darstellung von Schriftzeichen der englischen Sprache. Die erste Version, noch ohne Kleinbuchstaben und mit kleinen Abweichungen vom heutigen ASCII, entstand im Jahr 1963. 1968 wurde dann der bis heute gültige ASCII festgelegt. Um später auch Sonderzeichen anderer Sprachen darstellen zu können (beispielsweise die deutschen Umlaute), ersetzte man wenig benutzte Zeichen (siehe DIN 66003, ISO 646). Oder man nahm ASCII für neue Kodierungen mit acht Bit pro Zeichen (z.B. DIN 66303, ISO 8859) als kompatible Grundlage. Allerdings boten auch 8-Bit-Codes, in denen ein Byte für ein Zeichen stand, zu wenig Platz, um alle Zeichen der menschlichen Schriftkultur gleichzeitig unterzubringen. Dadurch wurden mehrere verschiedene spezialisierte Erweiterungen notwendig. Daneben existieren vor allem für den ostasiatischen Raum einige ASCII-kompatible Kodierungen, die entweder zwischen verschiedenen Codetabellen umschalten oder mehr als ein Byte für jedes Nicht-ASCII-Zeichen benötigen. Keine dieser 8-Bit-Erweiterungen ist aber „ASCII“, denn das bezeichnet nur den einheitlichen 7-Bit-Code.

Für die Kodierung lateinischer Zeichen wird fast nur noch im Großrechnerbereich eine zu ASCII inkompatible Kodierung verwendet (EBCDIC). Der wenig verbreitete ROT47-Algorithmus wendet das von ROT13 bekannte Verschlüsselungsverfahren auf alle ASCII-Zeichen zwischen 33 („!“) und 126 („~“) an.

Zusammensetzung

Die ersten 32 ASCII-Zeichencodes (von 0x00 bis 0x1F) sind für Steuerzeichen (control character) reserviert. Das sind Zeichen, die keine Schriftzeichen darstellen, sondern die zur Steuerung von solchen Geräten dienen (oder dienten), die den ASCII verwenden (etwa Drucker). Steuerzeichen sind beispielsweise der Wagenrücklauf (carriage return) für den Zeilenumbruch oder Bell (die Glocke); ihre Definition ist historisch begründet.

Code 0x20 (SP) ist das Leerzeichen (engl. space oder blank), das in einem Text als Leer- und Trennzeichen zwischen Wörtern verwendet und auf der Tastatur durch die Leertaste erzeugt wird.

Die Codes 0x21 bis 0x7E stehen für druckbare Zeichen, die Buchstaben, Ziffern und Satzzeichen umfassen.

Code 0x7F (alle sieben Bits auf eins gesetzt) ist ein Sonderzeichen, das auch als Löschzeichen bezeichnet wird (DEL). Dieser Code wurde früher wie ein Steuerzeichen verwendet, um auf Lochstreifen oder Lochkarten ein bereits gelochtes Zeichen nachträglich durch das Setzen aller Bits, das heißt durch Auslochen aller sieben Markierungen, löschen zu können – einmal vorhandene Löcher kann man schließlich nicht mehr rückgängig machen. Bereiche ohne Löcher (also mit dem Code 0x00) fanden sich vor allem am Anfang und Ende eines Lochstreifens (NUL).

Aus diesem Grund gehörten zum eigentlichen ASCII nur 126 Zeichen, denn den Bitmustern 0 (0000000) und 127 (1111111) entsprachen keine Zeichencodes. Der Code 0 wurde später in der Programmiersprache C als „Ende der Zeichenkette“ interpretiert; dem Zeichen 127 wurden verschiedene grafische Symbole zugeordnet.

Erweiterungen

ASCII enthält keine diakritischen Zeichen, die in fast allen Sprachen auf der Basis des lateinischen Alphabets verwendet werden. Der internationale Standard ISO 646 (1972) war der erste Versuch, dieses Problem anzugehen, was allerdings zu Kompatibilitätsproblemen führte. Er ist immer noch ein Sieben-Bit-Code, und weil keine anderen Codes verfügbar waren, wurden einige Codes in neuen Varianten verwendet.

So ist etwa die ASCII-Position 93 für die rechte eckige Klammer (]) in der deutschen Zeichensatzvariante ISO 646-DE durch das große U mit Umlautpunkten (Ü) und in der dänischen Variante ISO 646-DK durch das große A mit Ring (Kroužek) (Å) ersetzt. Bei der Programmierung mußten dann die in vielen Programmiersprachen benutzten eckigen Klammern durch die entsprechenden nationalen Sonderzeichen ersetzt werden. Das verringerte die Lesbarkeit des Programmtextes und führte oft zu ungewollt komischen Ergebnissen, indem etwa die Einschaltmeldung des Apple II von „APPLE ][“ zu „APPLE ÜÄ“ mutierte.

Verschiedene Hersteller entwickelten eigene Acht-Bit-Codes. Der Codepage 437 genannte Code war lange Zeit der am weitesten verbreitete, er kam auf dem IBM-PC unter englischen MS-DOS, und kommt heute noch im DOS-Fenster von englischen Microsoft Windows zur Anwendung. In deren deutschen Installationen ist seit MS-DOS 3.3 die westeuropäische Codepage 850 der Standard.

Auch bei späteren Standards wie ISO 8859 wurden acht Bits verwendet. Dabei existieren mehrere Varianten, zum Beispiel ISO 8859-1 für die westeuropäischen Sprachen. Deutschsprachige Versionen von Windows (außer DOS-Fenster) verwenden die auf ISO 8859-1 aufbauende Kodierung Windows-1252 – daher sehen zum Beispiel die deutschen Umlaute falsch aus, wenn Textdateien unter DOS erstellt wurden und unter Windows betrachtet werden.

Viele ältere Programme, die das achte Bit für eigene Zwecke verwendeten, konnten damit nicht umgehen. Sie wurden im Lauf der Zeit oft den neuen Erfordernissen angepaßt.

Um den Anforderungen der verschiedenen Sprachen gerecht zu werden, wurde der Unicode (in seinem Zeichenvorrat identisch mit ISO 10646) entwickelt. Er verwendet bis zu 32 Bit pro Zeichen und könnte somit über vier Milliarden verschiedene Zeichen unterscheiden, wird jedoch auf etwa eine Million erlaubte Codepoints eingeschränkt. Damit können alle bislang von Menschen verwendeten Schriftzeichen dargestellt werden, sofern sie in den Unicode-Standard aufgenommen wurden. UTF-8 ist eine 8-Bit-Kodierung von Unicode, die zu ASCII abwärtskompatibel ist. Ein Zeichen kann dabei ein bis vier 8-Bit-Wörter einnehmen. Sieben-Bit-Varianten müssen nicht mehr verwendet werden, dennoch kann Unicode auch mit Hilfe von UTF-7 in sieben Bit kodiert werden. UTF-8 entwickelt sich (2011) zum einheitlichen Standard unter den meisten Betriebssystemen. So nutzen unter anderem Apples Mac OS X sowie einige Linux-Distributionen standardmäßig UTF-8, und immer mehr Webseiten werden in UTF-8 erstellt.

ASCII enthält nur wenige Zeichen, die allgemeinverbindlich zur Formatierung oder Strukturierung von Text verwendet werden; diese gingen aus den Steuerbefehlen der Fernschreiber hervor. Dazu zählen insbesondere der Zeilenvorschub (Linefeed), der Wagenrücklauf (Carriage Return), der horizontale Tabulator, der Seitenvorschub (Form Feed) und der vertikale Tabulator. In typischen ASCII-Textdateien findet sich neben den druckbaren Zeichen meist nur noch der Wagenrücklauf oder der Zeilenvorschub, um das Zeilenende zu markieren; dabei werden in DOS- und Windows-Systemen üblicherweise beide nacheinander verwendet, bei älteren Apple- und Commodore-Rechnern (ohne Amiga) nur der Wagenrücklauf und auf Unix-artigen sowie Amiga-Systemen nur der Zeilenvorschub. Die Verwendung weiterer Zeichen zur Textformatierung wird unterschiedlich gehandhabt. Zur Formatierung von Text werden inzwischen eher Markup-Sprachen wie zum Beispiel HTML verwendet.

ASCII-Tabelle

Die ASCII-Tabelle enthält alle Kodierungen des ASCII-Zeichensatzes; siehe Steuerzeichen für die Bedeutung der Abkürzungen:

Windows Codes

C64 und C128

Steuercodes des MPS 803

vom C128 abweichende Steuercodes für den C64

Bildschirmcodes C64/C128

C128 ASCII Graphic Mode

C128 ASCII Business Mode

+	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
64	@	a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m	n	o
80	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z	[	£	]	↑	←
96	━	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O
112	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z	╋	▒	┃		▧
160	SSP	▌	▄	▔	▁	▏	▒	▕	▒▒	▨	▕	┣	▗	┗	┓	▂
176	┏	┻	┳	┫	▎	▍	▐	▀▀	▀	▃	✓	▖	▝	┛	▘	▚
192	━	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O
208	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z	╋	▒	┃		▧
224	SSP	▌	▄	▔	▁	▏	▒	▕	▒▒	▨	▕	┣	▗	┗	┓	▂
240	┏	┻	┳	┫	▎	▍	▐	▀▀	▀	▃	✓	▖	▝	┛	▘

C128 Zeichensatz nach DIN 66003 (erweitert)

	...0	...1	...2	...3	...4	…5	…6	…7	…8	…9	…A	…B	…C	…D	…E	…F
0...			UL	STP		WHT		BEL		TAB	LF	DMS	EMS	CR	TXT	BLI
1...		↓	RVS	HOM	DEL				TSR			ESC	RED	→	GRN	BLU
2...	SP	!	"	#	$	%	&	'	(	)	*	+	,	-	.	/
3...	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	:	;	<	=	>	?
4...	§	A a	B b	C c	D d	E e	F f	G g	H h	I i	J j	K k	L l	M m	N n	O o
5...	P p	Q q	R r	S s	T t	U u	V v	W w	X x	Y y	Z z	[	\	]	↑	_
6...	`	◥ A	▔ B	▄ C	▗ D	▝ E	╰ F	╯ G	▕ H	▏ I	▕ J	╲ K	⌊ L	╱ M	▔ N	⌈ O
7...	⌉ P	◤ Q	╭ R	▖ S	╮ T	▏ U	▔ V	▘ W	▁ X	▁ Y	▏ Z	Ä ▒	⌋ Ö	▒ Ü	π	▁
8...		ORN	NU	RUN	HLP	F1	F3	F5	F7	F2	F4	F6	F8	CR	GRA	NBL
9...	BLK	↑	RVR	CLR	INS	BRN	LRD	DGY	MGY	LGN	LBL	LGY	PUR	←	YEL	CYN
A...	SSP	┃	┗	┻	┛	┣	━	┫	┏	┳	┓	╋	é	£	è	´
B...	@	µ	à	ù	â	ê	î	ô	û		Σ	Ä ä	Ö ö	Ü ü	ß	^
C...	`	◥ A	▔ B	▄ C	▗ D	▝ E	╰ F	╯ G	▕ H	▏ I	▕ J	╲ K	⌊ L	╱ M	▔ N	⌈ O
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F...	@	µ	à	ù	â	ê	î	ô	û		Σ	Ä ä	Ö ö	Ü ü	ß	π