ASCIIとは？すべての始まりになったCharacter Encoding

ASCIIとは？

ASCIIはAmerican Standard Code for Information Interchangeの略です。English textで使われるletters、digits、punctuation marks、control charactersに0から127のnumeric codeを割り当てるcharacter encoding standardです。

たとえばuppercaseのAは65、digitの0は48、spaceは32で表されます。このmappingにより、computersはtextをnumbersのsequenceとして保存・送信できます。

ASCIIはcharacterごとに7 bitsを使い、128 possible valuesを持ちます。uppercase/lowercaseのEnglish alphabet、digits 0-9、common punctuation、少数のcontrol commandsには十分でした。

ASCIIの簡単な歴史

ASCIIは1960年代初頭にAmerican Standards Association、現在のANSIのcommitteeによって開発されました。standardとして最初に公開されたのは1963年で、最後の更新は1986年のANSI X3.4-1986です。

ASCII以前は、computerやcommunication systemsが互換性のないcharacter codesを使うことがよくありました。IBM systemsはEBCDIC、telegraph systemsはBaudot codeを使い、machines間でtextを交換するのは必要以上に難しい作業でした。

ASCIIはcomputers、terminals、printers、networksに共通のtext vocabularyを作りました。carriage returnやline feedのようなcontrol charactersの多くは、teletype machinesなど当時のmechanical devicesに由来します。

ASCIIの仕組み

ASCIIは各characterを7-bit binary numberへmapします。modern computersでは通常、これらの値を8-bit bytesに保存し、extra bitは0にするか、historicallyにはparity checkingに使われました。

Character -> Decimal -> Binary

  'A'  ->  65  ->  01000001
  'B'  ->  66  ->  01000010
  'a'  ->  97  ->  01100001
  '0'  ->  48  ->  00110000
  ' '  ->  32  ->  00100000
  '!'  ->  33  ->  00100001

The word "Hi" is stored as:
  H = 72, i = 105
  Binary: 01001000 01101001

ASCIIを認識しやすく、扱いやすくするpatternsがいくつかあります。

• Uppercase letters A-Zはcodes 65-90を使います。
• Lowercase letters a-zはcodes 97-122を使います。
• uppercaseとlowercaseの差は常に32で、これは便利なbit differenceでもあります。
• Digits 0-9はcodes 48-57を使うため、digitのnumeric valueはcodeから48を引くと得られます。

ASCII Table

主要なprintable ASCII charactersは次の通りです。最初のprintable valueは32のspace characterで、最後は126のtildeです。

Control Characters (0-31)

最初の32個のASCII codesはcontrol charactersです。printable symbolsではなく、もともとはterminals、printers、modems、teletypesへのinstructionsでした。今も日常的に重要なものがあります。

operating systems間のline endingの違い、Unix-like systemsの\nとWindowsの\r\nは、ASCII control charactersの直接のlegacyです。

Printable Characters (32-126)

95個のprintable ASCII charactersは、logical rangesに整理できます。

CodeでのASCII

多くのprogramming languagesでは、charactersとASCII codesを簡単に相互変換できます。

JavaScript

// Character to ASCII code
"A".charCodeAt(0);  // 65
"a".charCodeAt(0);  // 97
" ".charCodeAt(0);  // 32

// ASCII code to character
String.fromCharCode(65);   // "A"
String.fromCharCode(72, 101, 108, 108, 111);  // "Hello"

// Convert case using ASCII math
const lower = String.fromCharCode("A".charCodeAt(0) + 32); // "a"
const upper = String.fromCharCode("a".charCodeAt(0) - 32); // "A"

Python

# Character to ASCII code
ord('A')   # 65
ord('a')   # 97

# ASCII code to character
chr(65)    # 'A'
chr(97)    # 'a'

# Convert a string to ASCII codes
[ord(c) for c in "Hello"]  # [72, 101, 108, 108, 111]

Practical Tricks

// Check if a character is a digit
const isDigit = (c) => c.charCodeAt(0) >= 48 && c.charCodeAt(0) <= 57;

// Check if a character is a letter
const isLetter = (c) => {
  const code = c.charCodeAt(0);
  return (code >= 65 && code <= 90) || (code >= 97 && code <= 122);
};

// Get alphabet position (A=1, B=2, ...)
const position = "C".charCodeAt(0) - 64;  // 3

ASCII vs Unicode

ASCIIが扱えるのは128 charactersだけで、basic English textには十分ですが、世界中のtextには足りません。そこで、より多くのscripts、symbols、emojisを表すためにUnicodeが作られました。

重要なのは、UTF-8はASCIIのsupersetだという点です。valid ASCII textはそのままvalid UTF-8でもあります。だからUnicodeの時代でもASCIIは今なお重要です。

ASCIIが今も使われる場所

ASCIIは60年以上前のstandardですが、今でもあらゆる場所で使われています。

• Programming languages - variable names、keywords、operators、syntaxの多くはASCII charactersです。
• Network protocols - HTTP headers、SMTP commands、FTP、多くの古いprotocolsはASCII-basedです。
• File formats - CSV、JSON、HTML、XML、Markdown、INI filesはASCII-compatible textの上に成り立っています。
• URLs - domain namesや多くのURL componentsはASCII-firstで、その他のcharactersはencodedされます。
• Terminals and command lines - shell commands、environment variables、多くのfile pathsはASCII-compatible textに依存しています。
• Embedded systems - 小さなdevicesでは、simple、compact、predictableなASCIIがよく使われます。
• ASCII art - diagramsやtext-based visualsは、documentation、logs、retro computing cultureで今もよく見られます。

よくある質問