Перфокарта

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 15:07, 29 ноября 2016.

Перфока́рта (перфорационная карта, перфорированная карта, от лат. perforo — пробиваю и лат. charta — лист из папируса; бумага) — носитель информации, предназначенный для использования в системах автоматической обработки данных. Сделанная из тонкого картона, перфокарта представляет информацию наличием или отсутствием отверстий в определённых позициях карты[1].

История

Впервые перфокарты применил в своем ткацком станке Жаккард в 1804 г. Перфокарты были соединены друг с другом и, скорее, походили на широкую перфоленту больших размеров.

Самым большим толчком к развитию перфокарт стала необходимость разработки материалов переписей, в первую очередь в США. Представительство штатов в Конгрессе по Конституции США ставится в зависимость от текущего населения штата, определяемого по переписям, проводимым раз в десять лет. Рост населения с почти 4 млн. человек в 1790 г . до 62 млн. в 1890 г. потребовал механизации процессов обработки. Результаты переписи в США 1880 г. обрабатывались 8 лет и подоспели только к началу следующей переписи[2].

Перфокарта, формат IBM

Первое изобретение Г.Холлерита состояло из устройства записи на широкую перфоленту, и в процессе эксплуатации выяснилось, что лента не очень удобна для поставленных целей вычисления статистики. Тогда и настал черед перфокарт.

Первый комплекс оборудования не имел специального перфоратора, а использовал пробойник кондуктора в поездах. Карточки сортировались электрическим способом, но подача, выемка и перемещение в сортировочный ящик осуществлялись вручную. Применение данной системы резко ускорило процесс обработки статистики и позволило получить первые результаты (в частности, количество населения) через несколько недель после проведения переписи. Первая система Холлерита позволяла только подсчитывать количество карточек с определенными комбинациями пробивок. Сами карточки для каждого применения были различных размеров, зоны пробивок могли размещаться в различных частях карты.

Применение специального перфоратора-пантографа позволило улучшить процесс пробивки карт и повысить скорость работы примерно до 500 карт в день [Рид-Грин 1989,c.74]. Был также разработан специальный пробойник для пробивки постоянной информации (сначала в четырех колонках, а потом и в десяти подряд стоящих колонках). Требования промышленности и других переписей поставили вопрос о суммировании данных, пробитых на карточках. Это отразилось в нескольких новых изобретениях Холлерита, в частности новом интегрирующем (суммирующем) перфораторе.

Карты постепенно перешли к одному размеру, расположение и размер круглых пробивок было приведено к одному стандарту, который оставался единым для большинства машин, до тех пор, пока в 1928г. IBM не ввела новую карту с прямоугольными пробивками. Эти карты дожили до нашего времени. Также выяснилось, что производство карт гораздо более прибыльный бизнес, чем производство машин.

Узким местом перфорационного комплекса в конце XIX - начале XX века была ручная подача карт в воспринимающий узел. Это положение исправляли новые системы машин Холлерита: автоматическая подача карт в табулятор и автоматическая сортировка. Дальнейшему развитию способствовало создание воспринимающих щеток, позволяющих читать карту "на ходу". Существовало много разных форматов перфокарт; наиболее распространённым был «формат IBM», введённый в 1928 г. — 12 строк и 80 колонок, размер карты 7⅜ × 3¾ дюйма (187,325 × 82,55 мм), толщина карты 0,007 дюйма (0,178 мм). Первоначально углы были острые, а с 1964 г. — скруглённые (впрочем, в СССР и позже использовали карты с нескруглёнными углами). Примечательно, что по приблизительным подсчетам, гигабайт информации, представленной в виде перфокарт, весил бы примерно 22 тонны (не считая веса, потерянного в результате перфорации отверстий).

Поддержка использования данного носителя информации вызвала появление индустрии по производству широкого класса специализированного оборудования — раскладочно-подборочных, расшифровочных и других машин.

Применение в компьютерной технике

Компьютеры первого поколения, в 20—50-е годы XX столетия, использовали перфокарты в качестве основного носителя при хранении и обработке данных. Затем, в течение 70-х — начале 80-х, они использовались только для хранения данных и постепенно были замещены гибкими магнитными дисками большого размера. В настоящее время перфокарты не используются нигде, кроме устаревших систем, однако оставили свой след в компьютерной технике: отображаемый по умолчанию текстовый видеорежим дисплеев подавляющего большинства компьютерных устройств содержит по горизонтали 80 знакомест, ровно столько, сколько их было на стандартной перфокарте.

Главным преимуществом перфокарт было удобство манипуляции данными — в любом месте колоды можно было добавить карты, удалить, заменить одни карты другими (т.е. фактически выполнять многие функции, позже реализованные в интерактивных текстовых редакторах).

Двоичный и текстовый режим

Работа с перфокартами была возможна в двоичном и текстовом режимах. В двоичном режиме информация, записанная на перфокарту представляла собой двумерный битовый массив. Например, в одной из систем IBM машинное слово содержало 36 бит. Так как последние 8 колонок не использовались, то в каждой строке могло содержаться 2 машинных слова, а на всей перфокарте, соответственно, 24. Текстовый режим работе с перфокартой подразумевал хранение одного символа в каждой колонке, т.е. на одной перфокарте можно было разместить строку из 80 символов. Интересно, что для хранения 1 Гб информации требуется, приблизительно, 22 тонны перфокарт, если не учитывать снижение веса в результате перфорации.

Двоичный и текстовый режим

Перфокарты, как основное средство обработки и хранения информации, использовались в 20-50 гг. XX в. В 70-80 гг. они применялись только для хранения информации, и вскоре были вытеснены гибкими магнитными дисками, которые во много раз превосходили их по размеру</ref>Перфокарта [Электронный ресурс] : Материал из http://dic.academic.ru/: — Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/70836 Перфокарта</ref>.

Пример кода

    ________________________________________________________________
   /&-0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQR/STUVWXYZ:#@'="[.<(+|]$*);^\,%_>?

12 / X XXXXXXXXX XXXXXX 11| X XXXXXXXXX XXXXXX

0|    X                           XXXXXXXXX                  XXXXXX
1|     X        X        X       
2|      X        X        X        X       X     X     X     X
3|       X        X        X        X       X     X     X     X
4|        X        X        X        X       X     X     X     X
5|         X        X        X        X       X     X     X     X
6|          X        X        X        X       X     X     X     X
7|           X        X        X        X       X     X     X     X
8|            X        X        X        X XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
9|             X        X        X        X
 |__________________________________________________________________

Современное положение

В настоящее время перфокарты нигде не используются, хотя их след можно найти даже сегодня. Во многих электронных устройствах графический режим с минимальными параметрами подразумевает 80 символов в строке, как в стандартной перфокарте. Также, многие программисты до сих пор стараются при написании исходного кода придерживаться длины строки в 80 символов. Хотя, учитывая разрешения современных мониторов, это требование является устаревшим. Использование перфокарт явилось важной ступенью для научно-технического прогресса на пути становления и развития информатики и вычислительной техники.

Примечание

  1. Перфокарта [Электронный ресурс] : Материал из Энциклопедический Фонд: — Режим доступа: http://www.russika.ru/ef.php?s=5147
  2. Краткая история перфокарт [Электронный ресурс] : Материал из http://eakolesnikov.narod.ru/: — Режим доступа: http://eakolesnikov.narod.ru/PunchedCards.htm