ASCII - American Standard Code for Information Interchange

Die American Standards Association (ASA, inzwischen als ANSI für American National Standards Institute“ bekannt) hat den American Standard Code for Information Interchange (ASCII) bereits im Jahre 1963 genehmigt. Damit hat sie für verbindliche Vorgaben gesorgt, wie elektronische Geräte Zeichen abbilden sollen. Da es sich um einen rein US-amerikanischen Standard handelt, wird auch häufig von US-ASCII gesprochen. Als Vorgänger kann man unter anderem den Morse-Code ansehen – oder auch Kodierungen, die man bei Fernschreiben einsetzt: Ein standardisierter Code (zum Beispiel eine festgelegte Abfolge akustischer Signale) wird dabei in Text übersetzt. Da auch Computer nicht mit unserem Alphabet umgehen können – schließlich basieren ihre internen Vorgänge auf dem binären System – hat man ASCII eingeführt.

Bis heute hat man den Zeichenstandard nur wenige Male verändert, um ihn an neue Anforderungen anzupassen. So existieren zum Beispiel erweiterte Versionen, die ein achtes Bit verwenden, damit auch nationale Eigenheiten – wie etwa die deutschen Umlaute (ä, ö und ü) – dargestellt werden können. Das in Deutschland immer noch beliebte Latin-1 (ISO 88591-1) beruht auf dem ASCII-Code. Ein Wechsel zwischen dem lateinischen Alphabet und zum Beispiel arabischen Schriftzeichen ist allerdings ausgeschlossen. Deshalb haben sich inzwischen weitestgehend auf Unicode basierende Zeichensätze wie UTF-8 durchgesetzt: Unicode bietet Platz für mehr als eine Million verschiedener Zeichen. UTF-8 ist darüber hinaus kompatibel mit ASCII, kodiert also die ersten 128 Zeichen ebenso wie dieser.

ASCII ist ein Standard zur Darstellung von Zeichen durch elektronische Geräte. Um zu verstehen, was das heißt, muss man sich darüber im Klaren sein, wie ein Rechner überhaupt funktioniert: Bei einem Computer basieren die Rechenprozesse immer auf dem binären System. Das heißt: Einsen und Nullen bestimmen die Vorgänge eines Computers. Deshalb ist auch ASCII auf diesem System aufgebaut. Der ursprüngliche ASCII-Standard definiert innerhalb von sieben Bits – also sieben Stellen, die entweder eine 0 oder 1 zeigen – unterschiedliche Zeichen. Das achte Bit, das zu einem vollen Byte gehört, wird traditionell für Prüfzwecke verwendet. Die auf ASCII basierenden, erweiterten Versionen nutzen genau dieses Bit, um die verfügbaren Zeichen auf 256 (2⁸) zu erweitern.

So entspricht jedem Zeichen eine siebenstellige Folge von Nullen und Einsen, die man als Dezimalzahl oder als hexadezimale Zahl darstellen kann. Die ASCII-Zeichen lassen sich in mehrere Gruppen aufteilen:

• Steuerzeichen (0–31 & 127): Die Steuerzeichen sind nicht druckbare Zeichen. Sie dienen dazu, Kommandos an den PC oder den Drucker zu übermitteln und beruhen auf Techniken von Fernschreibern. Mit diesen Zeichen werden zum Beispiel Zeilenumbrüche oder Tabulatoren gesetzt. Viele dieser Zeichen sind heute kaum noch in Gebrauch.

• Sonderzeichen (32–47 / 58–64 / 91–96 / 123–126): Sonderzeichen umfassen alle druckbaren Zeichen, die weder Buchstaben noch Ziffern sind, wie zum Beispiel Satzzeichen oder technisch-mathematische Zeichen. ASCII zählt dazu auch das Leerzeichen, das dort als nicht sichtbares, aber druckbares Zeichen gilt – und das somit nicht zu den Steuerzeichen gehört, wie man vermuten könnte.

• Ziffern (30–39): Die Ziffern umfassen die zehn arabischen Ziffern von Null bis Neun.

• Buchstaben (65–90 / 97–122): Die Buchstaben sind in zwei Blöcke unterteilt, wobei die erste Gruppe die Groß- und die zweite die Kleinbuchstaben enthält.

Üblicherweise werden in ASCII-Code-Tabellen die Werte dezimal, binär und hexadezimal dargestellt. Die ersten beiden Arten tauchen auf, da sie die üblicherweise von Menschen beziehungsweise Maschinen verwendeten Zahlensysteme sind. Das Hexadezimalsystem hat hingegen der Vorteil, dass es 16 Zeichen umfasst (0–9 + A–F) und daher große Zahlen mit weniger Stellen darstellen kann als die beiden anderen Varianten. So lässt sich ein Byte immer mit maximal 2 Ziffern darstellen.

Das achte Bit (wenn eine erweiterte Version es nutzt, ansonsten ist es auf null gesetzt) wird von Programm zu Programm unterschiedlich vergeben. In den meisten Fällen verwendet man die zusätzliche Stelle, um länderspezifischen Eigenheiten gerecht zu werden. Die ersten 128 Zeichen bleiben allerdings immer in ihrer ursprünglichen Form erhalten.

Bei ASCII konvertiert das System Binärzahlen gemäß einem festgelegten Standard, wie er in der obigen Tabelle aufgelistet ist, in druckbare und nicht druckbare Zeichen. Diese Rechenprozesse können Nutzer auch ohne Hilfsmittel durchführen. Dafür müssen Sie nur verstehen, wie man binär oder hexadezimal rechnet. In einem Zahlensystem entspricht jede Stelle der Potenz zu einer bestimmten Basis: Im Dezimalsystem ist die Basis 10. Bei den binären und hexadezimalen Systemen sind die Basen entsprechend 2 beziehungsweise 16. Man multipliziert dann den Wert der Ziffer mit dem Wert der Stelle.

Wert von Stellen im Dezimalsystem:

Daher gilt:

7304 = 7 * 10³ + 3 * 10² + 0 * 10¹ + 4 * 10⁰

Analog funktioniert das auch in den beiden anderen Systemen:

Allerdings gibt es nur zwei Ziffern, also gilt:

1011 ≙1 * 2³ + 0 * 2² + 1 * 2¹ + 1 * 2⁰ = 11

Da es 16 Ziffern gibt, gilt:

F1A9 ≙ 15 * 16³ + 1 * 16² + 10 * 16¹ + 9 * 16⁰ = 61865

Mit diesem Wissen und der ASCII-Tabelle lassen sich ASCII-Zeichenfolgen in jedes Zahlensystem umrechnen – hier am Beispiel von „Digital“:

„D“ entspricht in der ASCII-Tabelle dem Dezimalwert 68, also:

68 = 1 * 2⁶ + 1 * 2² ≙ 1000100

68 = 4 * 16¹ + 4 * 16⁰ ≙ 44

„i“ entspricht dem Dezimalwert 105, also:

105 = 1 * 2⁶ + 1 * 2⁵ + 1 * 2³ + 1 * 2⁰ ≙ 1101001

105 = 6 * 16¹ + 9 * 16⁰ ≙ 69

„g“ entspricht dem Dezimalwert 103, also:

103 = 1 * 2⁶ + 1 * 2⁵ + 1 * 2² + 1 * 2¹ + 1 * 2⁰ ≙ 1100111

103 = 6 * 16¹ + 7 * 16⁰ ≙ 67

„i“ entspricht dem Dezimalwert 105, also:

105 = 1 * 2⁶ + 1 * 2⁵ + 1 * 2³ + 1 * 2⁰ ≙ 1101001

105 = 6 * 16¹ + 9 * 16⁰ ≙ 69

„t“ entspricht dem Dezimalwert 116, also:

116 = 1 * 2⁶ + 1 * 2⁵ + 1 * 2⁴ + 1 * 2² ≙ 1110100

116 = 7 * 16¹ + 4 * 16⁰ ≙ 74

„a“ entspricht dem Dezimalwert 97, also:

97 = 1 * 2⁶ + 1 * 2⁵ + 1 * 2⁰ ≙ 1100001

97 = 6 * 16¹ + 1 * 16⁰ ≙ 61

„l“ entspricht dem Dezimalwert 108, also:

108 = 1 * 2⁶ + 1* 2⁵ + 1 * 2³ + 1 * 2² ≙ 1101100

108 = 6 * 16¹ + 12 * 16⁰ ≙ 6C

Demnach lässt sich das Beispielwort auch so darstellen:

Darüber hinaus wird ASCII auch seit langem für einen weniger technischen als vielmehr künstlerischen Zweck gebraucht: Als ASCII-Art bezeichnet man Kunst, die ausschließlich druckbare Zeichen der ASCII-Tabelle verwendet, um Bilder zu erzeugen. Die Bandbreite reicht dabei von Schriftzügen über einfache Strichfiguren bis hin zu richtigen Gemälden. Die ASCII-Künstler nutzen dafür die unterschiedlichen Helligkeiten der einzelnen Zeichen aus. So lassen sich sogar Schattierungen darstellen.