Steuerzeichen

Begriff und Zweck

Steuerzeichen (auch Steuerkode oder Steuercode; englisch control) sind Zeichen eines Zeichensatzes, die keine darstellbaren Zeichen repräsentieren. Darstellbar sind zum Beispiel Buchstaben, Ziffern und Satzzeichen. Steuerzeichen wurden ursprünglich genutzt, um Textausgabegeräte wie Textdrucker, Schreibautomaten, Telegrammgeräte und Fernschreiber anzusteuern. Dadurch konnten Steuerungsbefehle innerhalb desselben Zeichensatzes übertragen werden, statt dafür ein anderes Protokoll zu verwenden.

Heute sind nur noch wenige Steuerzeichen wichtig, etwa Line Feed, Form Feed, Carriage Return und Escape; die meisten werden praktisch nicht mehr verwendet. Gelegentlich dienen sie dazu, Zeichen zu übertragen, die im verwendeten Zeichensatz nicht definiert sind. Im ASCII-Code sind die Zeichen 0 bis 31 sowie 127 Steuerzeichen. Zur sichtbaren Darstellung solcher normalerweise unsichtbaren Zeichen gibt es in Unicode den Bereich Control Pictures von U+2400 bis U+243F.

C0-Steuerzeichen und Schreibweisen

Die ASCII- oder C0-Steuerzeichen liegen bei den Dezimalwerten 0 bis 31; zusätzlich gehört DEL mit Dezimalwert 127 dazu. In Tabellen werden unter anderem Dezimal- und Hexadezimalwert, die ISO-Abkürzung und häufig die Caret-Notation angegeben: ^C bedeutet beispielsweise, dass die Strg- beziehungsweise Ctrl-Taste zusammen mit C gedrückt wird. In C, C++, Java und Skriptsprachen erscheinen einige Steuerzeichen als Escape-Schreibweisen in Zeichenketten, etwa \n, \r und \t.

Die Typen sind CC (Communication Control, Protokollzeichen), FE (Format Effector, Ausgabezeichen) und IS (Information Separator, Trennzeichen). C0-Zeichen steuerten entweder die Datenübertragung, die Position und Darstellung bei der Ausgabe oder die logische Trennung von Daten.

Wichtige C0-Zeichen für Eingabe und Ausgabe

NUL (0, 0x00, \0) ist ein Zeichen ohne Informationsgehalt und markiert in C das Ende einer Zeichenkette. SOH (1) beginnt eine maschinenlesbare Zieladresse oder Routing-Information; STX (2) beginnt die Nachricht, ETX (3) beendet sie. EOT (4) kennzeichnet das Ende einer gesamten Übertragung und wird bei der Terminaleingabe auch als Ende der Eingabe verwendet. ACK (6) ist eine positive, NAK (21) eine negative Rückmeldung. BEL (7, \a) erzeugt am Terminal ein Tonsignal.

Für Text sind besonders Backspace, Tabulator und Zeilenwechsel relevant: BS (8, \b) bewegt Druckkopf oder Cursor um eine Position zurück; HT (9, \t) zur nächsten Tabulatorposition. LF (10, \n) bewegt in die nächste Zeile und dient in unixoiden Systemen (Unix, BSD, macOS, Linux) als Zeilenendezeichen. FF (12, \f) bewirkt einen Seitenumbruch. CR (13, \r) führt zum Anfang der aktuellen Zeile zurück. Unter MS-DOS und Windows beendet die Kombination Carriage Return + Line Feed eine Zeile; klassisches Mac OS bis Version 9 verwendete CR als Zeilenendezeichen.

SO (14) schaltet auf eine besondere Darstellung, SI (15) auf die normale Darstellung zurück. DLE (16) verleiht folgenden Zeichen für zusätzliche Protokollzeichen eine besondere Bedeutung. DC1 (^Q, XON) und DC3 (^S, XOFF) werden bei XON/XOFF zur Flusskontrolle eingesetzt. ESC (27) leitet eine Escape-Sequenz ein. SUB (26) ersetzt ein ungültiges oder fehlerhaftes Zeichen und war unter CP/M ein Dateiendezeichen (EOF).

Trennzeichen und weitere C0-Funktionen

SYN (22) dient bei synchroner Datenübertragung zur Synchronisierung, wenn keine zu übertragenden Signale vorhanden sind. ETB (23) zeigt das Ende eines Datenübertragungsblocks an, CAN (24), dass gerade übertragene Daten fehlerhaft sind und verworfen werden müssen. EM (25) bezeichnet das physische oder logische Ende eines Speichermediums.

FS (28), GS (29), RS (30) und US (31) sind Informations-Trennzeichen. Sie gliedern Datenblöcke logisch: File ist die oberste und Unit die unterste Einheit; die genaue Bedeutung von File, Group, Record und Unit ist jedoch nicht festgelegt. DEL (127, 0x7F) besteht historisch aus einem Binärcode aus lauter Einsen. Auf Lochstreifen konnte damit ein bereits gestanztes Zeichen durch zusätzliche Löcher überschrieben und als nichtdruckendes Zeichen markiert werden; daher bedeutet DEL „gelöschtes Zeichen“.

C1-Steuerzeichen

Die C1-Steuerzeichen des ISO-8859-Bereichs liegen bei 128 bis 159 beziehungsweise 0x80 bis 0x9F. Sie werden kaum noch verwendet und sind überwiegend historisch. Windows-Zeichensätze einschließlich CP 1252 verwenden diese Codepositionen stattdessen für druckbare Zeichen, die etwa in ISO 8859-1 fehlen. Alle C1-Steuerzeichen lassen sich über Escape-Sequenzen auch als C0-Steuerzeichen abbilden.

Einige Funktionen betreffen Umbrüche und Tabulatoren: BPH (130) erlaubt einen Zeilenumbruch, NBH (131) verbietet ihn; NEL (133) setzt an den Anfang der nächsten Zeile. HTS (136) setzt einen Tabulatorstopp. SS2 (142) und SS3 (143) laden die Zeichensätze G2 beziehungsweise G3 für ein Zeichen nach GL.

Mehrere C1-Zeichen beginnen oder beenden Steuer-Zeichenketten. DCS (144) beginnt eine mit ST (156) endende Steuersequenz für ein Gerätekkommando oder einen Statusbericht. SOS (152), OSC (157), PM (158) und APC (159) beginnen ebenfalls Zeichenketten, die mit ST enden und jeweils vom Programm oder Betriebssystem interpretiert werden. CSI (155) leitet eine Steuersequenz ein. SPA (150) beginnt einen gegen manuelles Verändern oder Übertragen geschützten Bereich, EPA (151) beendet ihn. Einige Positionen sind reserviert oder haben keine standardisierte Bedeutung, etwa PAD (128), PU1 (145) und PU2 (146).

Unicode und Eingabe unter Windows oder DOS

Unicode enthält die ASCII-Steuerzeichen 0x00 bis 0x1F als C0 Controls (U+0000 bis U+001F) und die ISO-8859-Steuerzeichen 0x80 bis 0x9F als C1 Controls (U+0080 bis U+009F). Die ersten 128 Zeichen von UTF-8 entsprechen ASCII und ISO-8859; dies gilt somit auch für die C0-Steuerzeichen. Daneben besitzt Unicode weitere Steuerzeichen. Ihre grafischen Symbole liegen im Bereich Control Pictures (U+2400 bis U+243F).

Unter Windows kann man Steuerzeichen testweise am Prompt eingeben, indem man die linke Alt-Taste festhält und den Dezimalcode über den Ziffernblock eingibt. Alt+(0 und 7) erzeugt ^G, ebenso Strg+G. Nach Enter beziehungsweise ^M wird es ausgeführt und erzeugt den BEL-Ton, sofern Systemlautsprecher vorhanden und aktiv sind. Alt+(0 und 8) löscht wie Backspace oder Strg+H ein Zeichen. BASIC-Interpreter mit eigenen Tastaturtreibern, zum Beispiel GW-BASIC, akzeptieren auch hexadezimale ASCII-Codes der Form &hZZ, etwa &h0D für Wagenrücklauf.