ASCII

Запрос «ISO 646» перенаправляется сюда. На эту тему нужно создать отдельную статью.

ASCII
Орган стандартизации	Национальный институт стандартов США
Медиафайлы на Викискладе

 

ASCII (англ. American standard code for information interchange, [ˈæs.ki]) — стандарт кодирования знаков латинского алфавита, цифр, некоторых специальных знаков и управляющих последовательностей, принятый в 1963 году Американской ассоциацией стандартов как основной способ представления текстовых данных в ЭВМ.

Описание

Таблица ASCII

Стандарт ASCII представляет собой семиразрядный код без рекомендаций относительно контроля чётности, содержащий 128 кодовых позиций. Таблица ASCII определяет коды для символов:

• десятичных цифр;
• латинского алфавита;
• национального алфавита;
• знаков препинания;
• управляющих символов.

История

Изначально (1963 год) ASCII была разработана для кодирования символов, коды которых помещались в 7 бит (128 символов; 2⁷=128), а старший бит №7 (нумерация с нуля) использовался для контроля ошибок, возникших при передаче данных. В первой версии кодировались только заглавные буквы. Полосы (группы по 16 символов) № 6 и 7 (нумерация начинается с 0) были зарезервированы для дальнейшего расширения. Велись споры, использовать ли эту область для строчных букв или управляющих символов.

В 1965 году была подготовлена новая редакция ASCII, которая так и не была опубликована. Она не использовалась нигде, кроме терминалов IBM 2260/2848 и принтеров IBM 1053 — и то без заглавных букв и некоторых символов. Окончательная спецификация была опубликована в 1967 году, и все содержащиеся в ней символы в дальнейшем не меняли своего положения в таблице.

Со временем кодировка была расширена до 256 символов (2⁸=256); коды первых 128 символов не изменились. ASCII стала восприниматься как половина 8-битной кодировки, а «расширенной ASCII» называли ASCII с задействованным 8-м битом (например, КОИ-8).

Структурные свойства таблицы

Первая версия ASCII содержала 36 управляющих символов, 10 арабских цифр, 26 заглавных латинских букв и 27 специальных символов, которые подразделяли на группы:

• 8 знаков препинания (.,:;!?'");
• 5 знаков для финансовых и биржевых операций (#$%&@);
• 2 пары скобок (()[]);
• 8 математических символов (+-*/\=<>);
• 2 стрелки для блок-схем: (↑←).

Cимвол «подушка» (⌑), имевшийся в наборе доступных символов многих печатающих устройств того времени и присутствовавший в кодировках BCDIC, Fieldata и т.д., ни в одну версию ASCII не вошёл.

В версии от 67 года был пересмотрен набор управляющих символов (сокращён до 33), убраны стрелки, но добавлены строчные буквы и семь дополнительных символов: ^_`{|}~, после чего таблица приняла окончательный вид:

Таблица ASCII

	.0	.1	.2	.3	.4	.5	.6	.7	.8	.9	.A	.B	.C	.D	.E	.F
0.	NUL	SOH	STX	ETX	EOT	ENQ	ACK	BEL	BS	HT	LF	VT	FF	CR	SO	SI
1.	DLE	DC1	DC2	DC3	DC4	NAK	SYN	ETB	CAN	EM	SUB	ESC	FS	GS	RS	US
2.		!	"	#	$	%	&	'	(	)	*	+	,	-	.	/
3.	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	:	;	<	=	>	?
4.	@	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O
5.	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	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	{	|	}	~	DEL

Все символы в ASCII делятся на 4 группы по 32 символа:

1. #Управляющие символы (0x00…0x1F) — предназначены для управления передачей и выводом текста на терминал. Группа начинается символом NUL (0x00), означающим незаписанный участок, например перфоленты, и этот символ должен игнорироваться при выводе на экран или на печать. За пределами группы, в конце таблицы также располагается символ DEL 0x7F — участок перфоленты, пробитый целиком, означающий, что символ, который здесь располагался был удалён, а значит его также следует пропустить;
   • Сами управляющие символы основной группы изначально были разделены на 4 подгруппы: управление передачей (0x01..0x07), форматирование (0x08..0x0F), управление устройством (0x10..0x17) и разделители потоков данных (0x18..0x1F). В версии 67 года этот порядок был отчасти нарушен из-за переноса дополнительных управляющих символов
2. Группа цифр и основных знаков препинания — делится на две подгруппы, соответствующие верхнему и нижнему регистру.
   • Группа начинается с пробела 0x20 — было принято решение, что пробел должен считаться печатным, а не управляющим символом, но при этом располагаться в самом начале — для корректной работы алгоритмов сортировки;
   • Цифры идут во второй подгруппе — такое решение было принято для того, чтобы их легко было преобразовать в Двоично-десятичный код, убрав старшие 4 бита — и обратно, прибавив префикс 0011₂: например цифра 5 имеет код 0011 0101₂. По этой причине цифры невозможно было разместить в первой подгруппе, так как в ней первым идёт пробел. Другая причина расположения цифр в этой группе — было необходимо, чтобы при сортировке большинство знаков препинания располагались раньше цифр и букв;
   • 9 символов после пробела — знаки препинания (!"#$%&'()), идущие в том порядке, в котором их располагали на пишущих машинках тех лет, за исключением скобок, которые располагались на позициях 0x28 и 0x29, так как над цифра «0» оказалась под кодовой позицией пробела. Однако на электромеханических пишущих машинах, в частности IBM Selectric расположение этих знаков было иным, что связано с наличием у некоторых из них механизма дозирования силы удара, который требовал расположения на одной клавише знаков, близких по оптической плотности. Окончательно отличное от таблицы ASCII положение этих знаков было закреплено в IBM PC.
   • Символы точки и запятой в пишущих машинках тех лет дублировались в обоих регистрах. В ASCII было решено не дублировать знаки, а заполнить освободившееся место символами < и >. Знак вопроса также спарен со знаком косой черты как на пишущих машинках.
3. Группа заглавных букв начинается с символа «@» (0x40) — предполагалось, что для машин, поставляемых во Францию и Италию этот символ будет заменяться на «À». Также, положение заглавных латинских букв и цифр было выбрано из соображений совместимости с шестибитной кодировкой DEC SIXBIT. Три позиции после заглавных букв (0x5B, 0x5C и 0x5D) также предполагалось заменять при необходимости на местные символы.
4. Группа строчных букв появилась в ASCII-1965, но была пересмотрена в ASCII-1967. Все строчные буквы расположены так же, как в соответствующие заглавные, что позволяет переключать регистр, изменяя лишь старший бит. Позиции 0x60, 0x7B, 0x7C и 0x7D также предполагалось менять на местные при необходимости. В редакции 65-го года был добавлен символ логического отрицания (¬,0x7C), который в версии 67-го года был убран.

Важная особенность — ASCII, в отличие, к примеру, от CCITT #2, не использует переключения регистров. Хотя переключение регистров для заглавных букв могло бы уменьшить требуемое количество бит, и соответственно увеличить скорости передачи и уменьшить требуемое место на носителях, однако повышает риск не прочесть сообщение при повреждении. Было решено отказаться от использования регистров и уместить все символы в 7 бит. Тем не менее, в набор включены символы переключения регистра (ESC, SI и SO) для целей дальнейшего расширения.

Наложение символов

С помощью символа Backspace (BS) (возврат на один символ) на принтере можно печатать один символ поверх другого. В ASCII таким же способом можно добавить к буквам диакритические знаки, например:

• a BS ' → á
• a BS ` → à
• a BS ^ → â
• o BS / → ø
• c BS , → ç
• n BS ~ → ñ

Примечание. В старых шрифтах — апостроф «'» рисовался с наклоном влево (сравните: «`» и «´»), а тильда «~» — была сдвинута вверх (сравните: «~» и «˜»), так что они как раз подходили на роль символов акут «´» и «тильда сверху».

Если в одной позиции дважды напечатать один и тот же символ — получится жирный символ; если в одной позиции напечатать символ, а затем подчёркивание «_» — получится подчёркнутый символ:

• a BS a → a
• a BS _ → a

Эта техника до сих пор используется, например, в справочной системе man.

Национальные варианты ASCII

Стандарт ISO 646 (ECMA-6) предусматривает возможность размещения в ASCII национальных символов. Для этого предлагается заменять символы «@», «[», «\», «]», «^», «`», «{», «|», «}», «~». Также на месте знака решётки «#» может быть размещён символ фунта «£», а на месте символа доллара «$» — знак валюты «¤». Вариант ASCII, не содержащий национальных символов, называется «US-ASCII» или «international reference version».

Для некоторых языков (с нелатинской письменностью: русский, греческий, арабский, иврит и др.) существовали более радикальные модификации ASCII:

• В одной из таких модификаций — на месте строчных латинских букв размещались национальные символы (для русского и греческого — заглавные буквы).
• В другой модификации — предусматривалось переключение между US-ASCII и национальным вариантом; переключение осуществлялось «на лету»: с помощью символов «SO» (англ. shift out) и «SI» (англ. shift in); в этом случае — в национальном варианте можно было полностью заменить латинские буквы на национальные символы. См. также: КОИ-7.

Впоследствии оказалось удобнее использовать 8-битовые кодировки (кодовые страницы), в которых нижнюю половину кодовой таблицы (0—127) занимают символы US-ASCII, а верхнюю (128—255) — дополнительные символы, включая набор национальных символов. Таким образом, верхняя половина таблицы ASCII (до повсеместного внедрения Юникода) активно использовалась для представления локализированных символов, букв местного языка. Отсутствие единого стандарта размещения кириллических символов в таблице ASCII доставляло множество проблем с кодировками (КОИ-8, Windows-1251 и др.). Носители других языков с нелатинской письменностью тоже страдали из-за наличия нескольких разных кодировок.

Первые 128 символов стандарта Юникод совпадают с соответствующими символами US-ASCII.

В первой версии стандарта ASCII (1963 год) — в позициях 0x5e (94) и 0x5f (95) располагались символы «стрелка вверх» и «стрелка влево», соответственно. Стандарт ECMA-6 (1965 год) заменил их на знак вставки и символ подчёркивание «_», соответственно.

В Советском Союзе стандарт был утвержден в виде таблицы международной ссылочной версии кода КОИ-7 Н0 ГОСТ 27463-87 (СТ СЭВ 356-86) «Системы обработки информации. 7-битные кодированные наборы символов».

Управляющие символы

Основная статья: Управляющие символы

Таблица ASCII создавалась для обмена информацией по телетайпу. В набор были включены непечатаемые символы, используемые как команды для управления телетайпом. Аналогичные команды применялись и в других докомпьютерных средствах обмена сообщениями (азбука Морзе, семафорная азбука), учитывая специфику устройства. Большинство управляющих символов ASCII вскоре утратили своё назначение и в современных компьютерных системах не используются.

Примечание: далее в списке — коды символов записаны в шестнадцатеричной системе счисления, после названий символов.

• NUL, 00 — null («пустой»). Символ null всегда игнорировался. На перфолентах, цифра «1» обозначалась отверстием, а цифра «0» — отсутствием отверстия. Участки перфоленты, на которых не была записана информация — не содержали отверстий (то есть содержали символы null); такие участки располагались в начале и в конце ленты. Символ null по сей день используется во многих языках программирования (как признак конца строки) и обозначается «\0» (термин «строка» обозначает последовательность символов). В некоторых операционных системах, null — последний символ любого текстового файла.

Сообщения, передаваемые по каналу связи, делились на две части:

• Заголовок;
• Текст.

«Заголовок» содержал: адреса отправителя и получателя, контрольную сумму и т. п.; мог размещаться до «текста» или после. Термином «текст» называлась часть сообщения, предназначенная для печати.

Символ	Код HEX	Расшифровка	Перевод	Описание
SOH	01	start of heading	начало «заголовка»	Символ начала заголовка (SOH) отмечает разделение данных, не относящийся к данным: часть потока, содержащую адреса и другие служебные данные.
STX	02	start of text	начало «текста»	Включить печатающее устройство (телетайп). Текст для печати располагался между символами «STX» и «ETX».
ETX	03	end of text	конец «текста»	Выключить печатающее устройство (телетайп). В наши дни код «03» используется для отправки процессу сигнала «SIGINT» (сигнал-прерывание: англ. signal interrupt) и может быть набран нажатием комбинации клавиш Ctrl+C. Получив такой сигнал, процесс должен завершить работу.
EOT	04	end of transmission	конец передачи	Символ используется эмуляторами терминалов в значении «Конец файла» (EOF: англ. end of file) и может быть отправлен нажатием комбинации клавиш Ctrl+D. Получив такой сигнал, эмулятор терминала определит процесс, который в данный момент работает с терминалом, и установит в стандартном потоке ввода этого процесса (stdin: англ. standard input stream) флаг «Конец файла». В результате процесс прекратит чтение stdin и начнёт обработку прочитанных данных.
ENQ	05	enquire	«Прошу подтверждения!»
ACK	06	acknowledgement	«Подтверждаю!»	Символ «NAK» означает обратное: «Не подтверждаю!».
BEL	07	bell	звуковой сигнал: звонок	Символ часто обозначается как «\a» и используется для подачи звукового сигнала.
BS	08	backspace	возврат на один символ	Передаётся при нажатии клавиши ← Backspace.
TAB	09	tabulation	горизонтальная табуляция	Обозначается как «\t». Иногда называется «HT» (от англ. horizontal tabulation).
LF	0A	line feed	перевод строки	Команда для опускания каретки печатающего устройства на одну строку вниз. Обозначение конца строки различается в семействах операционных систем: в «UNIX» — одиночный символ «LF»; в ранних версиях MacOS и некоторых ОС домашних компьютеров — одиночный символ «CR»; в «Windows» — последовательность символов «CR LF». Во многих языках программирования символ обозначается как «\n». Многие терминалы 70-80-х годов содержали переключатель поведения клавиши ↵ Return, позволяющий посылать при нажатии на неё либо последовательность CR LF, либо только CR.
VT	0B	vertical tab	вертикальная табуляция
FF	0C	form feed	«прогон страницы», новая страница	Команда для принтера: продолжить печать с начала следующего листа.
CR	0D	carriage return	возврат каретки	Команда для принтера: продолжить печать с начала текущей строки (не с новой строки). Во многих языках программирования — символ «CR» обозначается как «\r». В операционной системе «Mac» — символ «CR» (в прошлом) обозначал конец строки текстового файла. С клавиатуры символ «CR»может быть введён нажатием комбинации клавиш: Ctrl+M.
SO	0E	shift out	«Переключиться на другую ленту (кодировку)»	Другая лента обычно была окрашена в красный цвет. В дальнейшем символ использовался для переключения на национальную кодировку.
SI	0F	shift in	«Переключиться на исходную ленту (кодировку)»	Команда для выполнения действия, обратного действию «SO».
DLE	10	data link escape	«Экранирование канала данных»	Любые символы, следующие после «DLE», должны восприниматься как данные, а не как управляющие символы.
DC1	11	device control 1	Первый символ управления устройством	Команда включить устройство чтения перфоленты.
DC2	12	device control 2	Второй символ управления устройством	Команда включить перфоратор.
DC3	13	device control 3	Третий символ управления устройством	Команда выключить устройство чтения перфоленты.
DC4	14	device control 4	Четвёртый символ управления устройством	Команда выключить перфоратор.
NAK	15	negative acknowledgment	«Не подтверждаю!»	Обратно символу «ACK».
SYN	16	synchronization		Этот символ передавался, когда (для синхронизации) было необходимо что-нибудь передать.
ETB	17	end of text block	конец текстового блока	Иногда текст (по техническим причинам) разбивался на блоки.
CAN	18	cancel	«Отмена»	Отмена того, что было передано ранее.
EM	19	end of medium	«Конец носителя»	Кончилась перфолента, бумага — и т. п.
SUB	1A	substitute	«Подставить»	Символ ставится: На месте символа, значение которого было потеряно (или испорчено) при передаче; Перед символом, для интерпретации которого нужно переключиться на дополнительный набор символов; Перед символом, печатать который нужно другим цветом... В настоящее время символ вставляется нажатием комбинации клавиш Ctrl+Z и используется для обозначения конца файла в операционных системах «DOS» и «Windows».
ESC	1B	escape		Знак того, что символ, следующий после «ESC», имеет какое-то другое (отличное от определённого в ASCII) значение. Обычно после символа «ESC» следуют управляющие последовательности; в операционной системе «DOS» они реализуются драйвером «ANSI.SYS».
DEL	7F	delete	стереть последний символ	Символом «DEL» (состоящим в двоичном коде из всех единиц) можно было «забить» любой символ. Устройства и программы игнорировали «DEL» так же, как и «NUL». Код этого символа происходит из первых текстовых процессоров с памятью на перфоленте: в них удаление символа происходило «забиванием» его кода дырочками (обозначавшими логические единицы).

Поддерживалось разделение данных на 4 уровня:

Символ	Код	Расшифровка	Перевод	Описание
FS	1C	file separator	разделитель файлов	сообщение могло состоять из файлов
GS	1D	group separator	разделитель групп	файлы могли состоять из групп
RS	1E	record separator	разделитель записей	группы могли состоять из записей
US	1F	unit separator	разделитель юнитов	записи могли состоять из юнитов

Представление ASCII в ЭВМ

На подавляющем большинстве современных компьютеров, минимально адресуемая единица памяти — байт (размером в 8 бит); поэтому там используются 8-битные, а не 7-битные символы. Обычно символ ASCII расширяют до 8 бит, просто добавляя один нулевой бит в качестве старшего.

USASCII-8

На компьютерах IBM/360 применялся другой метод: 6-й бит (если первым считать самый младший бит) перемещается в 7-й, а бывший 7-й «раздваивается» и копируется и в 8-й бит, и в 6-й. Такую кодировку называли USASCII-8

	.0	.1	.2	.3	.4	.5	.6	.7	.8	.9	.A	.B	.C	.D	.E	.F
0.	NUL	SOM	EOA	EOM	EQT	WRU	RU	BELL	BKSP	HT	LF	VT	FF	CR	SO	SI
1.	DC0	DC1	DC2	DC3	DC4	ERR	SYNC	LEM	S0	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7
2.
3.
4.	BLANK	!	"	#	$	%	&	'	(	)	*	+	,	-	.	/
5.	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	:	;	<	=	>	?
6.
7.
8.
9.
A.	@	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O
B.	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z	[	\	]	↑	←
C.
D.
E.		a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m	n	o
F.	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z				ESC	DEL

На компьютерах с минимально адресуемой единицей памяти в 36 бит — поначалу использовали 6-битные символы (1 слово = 6 символов). После перехода на ASCII на таких компьютерах в одном слове стали размещать либо 5 семибитовых символов (1 бит оставался лишним), либо 4 девятибитовых символа.

Ввод с клавиатуры

Расположение символов ASCII на клавиатуре согласно ANSI X4.14-1971: символы верхнего регистра вводятся в сочетании с клавишей ⇧ Shift, а управляющие символы — с Ctrl,

!
1

"
2

#
3

$
4

%
5

&
6

'
7

(
8

)
9

␠
0

=
-

~ ␞
^

¦ ␜
\

BS

ESC

Q ␑
q

W ␗
w

E ␅
e

R ␒
r

T ␔
t

Y ␙
y

U ␕
u

I ␉
i

O ␏
o

P ␐
p

` ␀
@

{ ␛
[

_ ␟
␡

Ctrl

A ␁
a

S ␓
s

D ␄
d

F ␆
f

G ␇
g

H ␈
h

J ␊
j

K ␋
k

L ␌
l

+
;

*
:

} ␝
]

CR

Shift

Z ␚
z

X ␘
x

C ␃
c

V ␖
v

B ␂
b

N ␎
n

M ␍
m

<
,

>
.

?
/

Shift

LF

␠

Коды ASCII используются в программировании как промежуточные кроссплатформенные коды нажатых клавиш (в противовес скан-кодам IBM PC и прочим внутренним кодам). Для раскладки клавиатуры QWERTY — таблица кодов выглядит так, как показано в следующей таблице.

27

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

44

145

19

192

49

50

51

52

53

54

55

56

57

48

189

187

8

45

36

33

144

111

106

109

9

81

87

69

82

84

89

85

73

79

80

219

221

13

46

35

34

103

104

105

107

20

65

83

68

70

71

72

74

75

76

186

222

220

100

101

102

16

226

90

88

67

86

66

78

77

188

190

191

16

38

97

98

99

13

17

91

18

32

18

92

93

17

37

40

39

96

110

См. также

• Переносимый набор символов
• Управляющие символы
• EBCDIC
• YUSCII
• Юникод
• ASCII art
• КОИ-8

Литература

• ANSI X3.4-1963 Code for Information Interchange
• ANSI X3.4-1965 Code for Information Interchange
• ANSI X3.4-1967 Code for Information Interchange
• ANSI X3.4-1977 Code for Information Interchange

Ссылки

• Charles E. Mackenzie. Coded Character Sets, History and Development (англ.). — Addison-Wesley Publishing Company, inc, 1980. — ISBN 0-201-14460-3.
• Толковый словарь по вычислительным системам / Под редакцией В. Иллингуорта и др.: Пер. с английского А.К. Белоцкого и др.; Под редакцией Е.К. Масловского. — М.: Машиностроение, 1990. — ISBN 5-217-00617-X.
• Standard ECMA-6: 7-bit coded character set. 6th edition (англ.). Ecma international (декабрь 1991). Архивировано 23 августа 2011 года.
• Tom Jennings. An annotated history of some character codes or ASCII. American standard code for information infiltration (англ.) (29 октября 2004). Архивировано 17 июля 2011 года.
• ASCII chart and other resources (англ.). JimPrice.Com.