Pourquoi les caractères spéciaux tels que "retour chariot" sont-ils représentés comme "^M"?

C'est exactement la raison.

ASCII définit les caractères 0-31 comme des codes de contrôle non imprimables. Voici un extrait de la page manuel de ascii(7) d'un système Linux aléatoire (man ascii), jusqu'à et y compris CR (13):

   Oct   Dec   Hex   Char                       

   000   0     00    NUL '\0'                    
   001   1     01    SOH (start of heading)     
   002   2     02    STX (start of text)         
   003   3     03    ETX (end of text)           
   004   4     04    EOT (end of transmission)   
   005   5     05    ENQ (enquiry)               
   006   6     06    ACK (acknowledge)           
   007   7     07    BEL '\a' (bell)             
   010   8     08    BS  '\b' (backspace)       
   011   9     09    HT  '\t' (horizontal tab)  
   012   10    0A    LF  '\n' (new line)        
   013   11    0B    VT  '\v' (vertical tab)    
   014   12    0C    FF  '\f' (form feed)       
   015   13    0D    CR  '\r' (carriage ret)    

Traditionnellement, ces caractères sont générés avec Control et la lettre relative au caractère requis. Les téléimprimeurs et les premiers claviers de terminal avaient 'BELL' écrit au-dessus de la touche G pour cette raison.

Le document de normes qui a défini ASCII est ASA X3.4-1963, qui a été publié par l'American Standards Association en 1963. Je ne trouve pas le document original sur leur site web, mais cet extrait du document original montre le tableau des caractères, y compris les codes de contrôle ci-dessus.

La notation remonte aux premiers télétypes ASCII (vers 1963). Il y avait une touche CTRL qui basculait le bit 0x40 pour que CTRL-M (retour chariot) soit 0D au lieu de 4D, CTRL-G (cloche) serait 07 au lieu de 47, CTRL-L (saut de page) serait 0C au lieu de 4C.

Il n'y avait pas de "conception" dans l'attribution de lettres particulières à des fonctions particulières, c'était juste le hasard que, lorsque la poussière retombait de l'attribution des codes ASCII, la touche M était différente d'un bit par rapport au retour chariot et donc le retour chariot devenait CTRL-M.

Voici la meilleure photo que je peux trouver d'un clavier ASR33. Comme vous pouvez le voir, les noms des caractères de contrôle sont imprimés en lettres minuscules sur les touches alpha correspondantes.

Image par Marcin Wichary, Utilisateur:AlanM1 (Dérivé (rogné) de Fichier:ASR-33 2.jpg) [CC BY 2.0], via Wikimedia Commons

La touche M n'a pas de notation car il y a une touche "RETURN" dédiée, donc CTRL-M est redondant.

Le symbole ^ est simplement un raccourci pour écrire maintenez enfoncée la touche Contrôle - CTRL.

Dans le bon vieux temps, vous pouviez taper ces codes (voir ci-dessus) directement, Ctrl + G (^G) faisait sonner le terminal.

Lorsque vous voulez ajouter un CR dans Vim, utilisez la touche Ctrl + M, etc. tab = Ctrl + I

Le besoin de quelque manière visuelle d'afficher ce qui sont par définition des caractères non imprimables.

Ainsi, quelqu'un au début des années 1970 (ou peut-être plus tôt) (je me souviens l'avoir vu sur CP/M, et quelqu'un d'autre l'a déjà mentionné TOPS) a décidé que "accent circonflexe plus lettre" serait le symbole des 26 caractères de contrôle ASCII non imprimables avec des valeurs de 1 à 26. La valeur 0 est/imprimée en tant que ^@, et la valeur 127 en tant que ^?.