Karta 80-kolumnowa z wydziurkowanymi znakami w kodzie maszynowym Odra-1300
Karta dziurkowana, karta perforowana - nośnik danych stosowany do zapisu informacji w maszynach z automatycznym przetwarzaniem danych. Używana do programowania komputera począwszy od ich konstrukcji aż do lat 80. XX wieku, stosowana współcześnie z papierową taśmą dziurkowaną.
Historia
Za wynalazcę kart dziurkowanych uważa się Josepha Jacquarda, który zastosował je po raz pierwszy w krośnie, do sterowania nićmi podczas tkania, co pozwalało tworzyć tkaninę o powtarzalnym wzorze. W 1832 r. ideę tablic perforowanych zaproponował rosyjski wynalazca oraz homeopata Siemion Korsakow.
Herman Hollerith opatentował 8 czerwca 1887 r. własny format karty dziurkowanej, która była użyta podczas powszechnego spisu ludności USA w 1890 roku. Opracowany na te potrzeby system kodowania zbieranych informacji oparty był właśnie na tych kartach. Informacje kodowano poprzez wycinanie otworów w odpowiednich miejscach, kiedy odpowiedź na pytanie była twierdząca. Karty mogły być następnie segregowane albo zliczane, w zależności od wyciętych otworów. Karta Holleritha miała wymiary ówczesnego banknotu dolarowego tzn. 90 na 215 mm, otwory były okrągłe.
Oryginalnie prawie każda maszyna korzystała z kart o specyficznym, specjalnie zaprojektowanym formacie. Od 1928 r. zarówno maszyny jaki oraz karty są "ogólnego przeznaczenia", zatem rozpoczęto proces ich standaryzacji. Ustalony stał się rozmiar kart: 73/8 na 31/4 cala (187.325 na 82.55 mm).
Z biegiem czasu najpopularniejszy stał się format wprowadzony przez IBM, karta miała 80 kolumn z pojedynczym znakiem oraz prostokątne otwory. Karty UNIVAC miały 45 dwuznakowych kolumn oraz okrągłe otwory.
Karty wykonane były z bardzo cienkiej, ale sztywnej tekturki: stos dwóch tysięcy kart (standardowe pudło) miał grubość 355 milimetrów, a pojedyncza karta - około 0,18 mm (w USA plik kart grubości jednego cala nazywano talią (deck) - było to dokładnie 143 karty). Po kilkunastu cyklach odczytu karta była najczęściej już na tyle uszkodzona, że trzeba ją było wymieniać na nową.
Zasady działania
Stanowisko do dziurkowania kart
Kodowanie informacji:
- na prostokątnej, papierowej karcie kolejne pozycje są albo przedziurkowane albo pozostawione nienaruszone
- każda pozycja na karcie reprezentuje pojedynczy bit informacji
- każda kolumna reprezentuje jeden znak
- w kolumnie istnieje 12 pozycji
- w formacie firmy IBM kolumn było 80, da się zatem było zakodować na niej 80 znaków
Pojedyncza dziurka w kolumnie służyła do kodowania cyfr, dwie do kodowania liter alfabetu (wielkie litery), trzy do znaków specjalnych. Od 1964 r. dopuszczono stosowanie nawet 6 dziurek w kolumnie.
Karty były dziurkowane za pomocą maszyny nazywanej dziurkarką, następnie weryfikowano poprawność przy pomocy sprawdzarki (początkowo robił to człowiek). Dopiero potem karty wkładano do czytnika kart, który był jednym z peryferyjnych urządzeń wejścia do komputera. Wszystkie te działania wymagały nadzoru, bądź współpracy człowieka - operatora maszyny. Karty miały - w celu zapobieżenia przypadkom nieprawidłowego (do góry nogami albo na lewą stronę) umieszczenia w czytniku - obcięty narożnik (w Polsce oraz w licznych innych krajach standardowo górny lewy); karty nieprawidłowo zawarte w pliku natychmiast łatwo było dzięki temu dostrzec.
W kwestii zwiększenia czytelności dla człowieka na górze karty był wydrukowany napis odpowiadający treści wydziurkowanej.
System wprowadzania informacji do komputera za pomocą kart był - jak na czasy, w których go stosowano - stosunkowo nowoczesny oraz szybki (fotoelektryczne czytniki działały z prędkością kilkunastu kart na sekundę, co przy 80-znakowej karcie oznaczało wczytywanie w tempie do ok. półtora tysiąca znaków na sekundę, czyli wydatnie szybciej niż w przypadku papierowych taśm perforowanych). Zmorą tego systemu były jednak przypadki przekłamań wynikających z resztek po dziurkowaniu ("confetti", albo nawet pojedynczych włókien papieru, powstających szczególnie wówczas, kiedy nóż perforatora był już stępiony), które czasami pozostawały wewnątrz otworu oraz fałszowały odczyt. Nierzadkie też bywały przypadki pomieszania kolejności kart, które mogły się zdarzyć w razie rozsypania stosu kart oraz nieprawidłowego ich późniejszego poukładania.
Ciekawostki
Biorąc pod uwagę fakt, że na pojedynczej, 80-kolumnowej karcie kodowano do osiemdziesięciu znaków (równorzędnych używanym dziś osiemdziesięciu bajtom) oraz że każde 80 bajtów miało zatem grubość 0,18 milimetra, da się oszacować, że do zakodowania 320 gigabajtów - standardowej pojemności współczesnego dysku twardego, potrzebny byłby stos kart o wysokości ponad 0,72 miliarda milimetrów, czyli 720 kilometrów, ważący ponad osiem tysięcy ton.
System dziurkowanych kart jako nośników danych, jak już napisano, w zasadzie wyszedł z użycia w latach 80., choć stosowano go jeszcze incydentalnie także później. Szczególnie głośny stał się przypadek jego zastosowania w czasie amerykańskich wyborów prezydenckich w roku 2000, kiedy nieprawidłowo opracowany system kodowania danych w połączeniu z typowym dla perforowanych papierowych nośników danych problemem pozostających w otworach resztek doprowadził do skandalu oraz potrzeby ponownego, ręcznego sprawdzenia wszystkich kart w stanie Floryda.
Sprawdź też