Cartes perforées : des métiers à tisser Jacquard à la révolution numérique

Cartes perforées (également connues sous le nom de cartes Hollerith ou cartes de stockage de données perforées) représentent un support de stockage et d'entrée de données historique mais crucial qui a joué un rôle essentiel dans les premiers développements de l'informatique. Avant l'avènement des souris, des claviers ou même des écrans d'affichage appropriés, les cartes perforées servaient de principal moyen de communication avec les ordinateurs.

Ces feuilles de carton rectangulaires, perforées de divers motifs de trous, codifiaient différents caractères et commandes. Chaque carte contenait généralement 80 colonnes d'informations textuelles cachées dans ces trous perforés. Jusqu'à l'émergence des systèmes d'exploitation à interface graphique (GUI) dans les années 1990, les cartes perforées sont restées la méthode dominante pour saisir des données dans la plupart des systèmes informatiques.

Le concept des cartes perforées est antérieur aux ordinateurs de plusieurs siècles, ses racines remontant à l'industrie textile et plus précisément au métier à tisser Jacquard.

En 1801, l'inventeur français Joseph Marie Jacquard a développé un métier à tisser automatisé qui utilisait des cartes perforées pour contrôler le levage des fils de chaîne pendant le tissage. Cette innovation a permis la production automatisée de motifs de tissu complexes. Chaque carte correspondait à une rangée du motif du tissu, les trous déterminant quels fils de chaîne seraient levés.

À la fin du XIXe siècle, le Bureau du recensement des États-Unis a été confronté à un défi monumental : traiter efficacement des quantités massives de données de recensement. Le recensement de 1880 avait pris sept ans pour être achevé, ce qui rendait de plus en plus problématique l'achèvement en temps opportun des recensements ultérieurs.

Herman Hollerith a relevé ce défi en inventant une machine à tabuler basée sur des cartes perforées en 1890. Son système fonctionnait selon trois processus clés :

1. Saisie de données : Les informations du recensement étaient codées sur des cartes perforées, chaque carte représentant un individu et les trous indiquant divers attributs.
2. Lecture de cartes : Le tabulateur utilisait des balais électriques pour lire les trous, complétant les circuits qui déclenchaient les compteurs correspondants.
3. Traitement des données : La machine compilait automatiquement des statistiques basées sur les informations perforées.

L'invention de Hollerith a réduit le temps de traitement du recensement de 1890 à seulement trois ans. Sa Tabulating Machine Company, fondée en 1896, est finalement devenue International Business Machines (IBM) en 1924.

Les cartes perforées utilisaient un codage binaire sur 80 colonnes, chaque colonne contenant deux rangées de 40 caractères. La présence ou l'absence de trous représentait des valeurs binaires (1 ou 0), permettant quatre combinaisons possibles par colonne :

• 00 (pas de trou/pas de trou)
• 01 (pas de trou/trou)
• 10 (trou/pas de trou)
• 11 (trou/trou)

Différents systèmes de codage ont émergé, notamment :

Codage Hollerith : Utilisait 12 positions de trous par colonne pour représenter des caractères alphanumériques.

EBCDIC : Le code d'échange décimal codé binaire étendu d'IBM utilisait des représentations binaires sur 8 bits.

Les cartes perforées ont rempli trois fonctions principales :

1. Stockage de données : Fournissait un stockage hors ligne pour les programmes et les ensembles de données
2. Entrée de programme : Permettait le chargement direct du code sans saisie manuelle
3. Traitement des données : Permettait le tri et l'organisation par sujet ou par ordre alphabétique

Leurs limites sont apparues à la fin du XXe siècle :

• Capacité de stockage limitée (80 caractères par carte)
• Sujet aux erreurs (les erreurs nécessitaient une nouvelle perforation complète)
• Vitesses de traitement lentes
• Coûts d'équipement élevés

Le développement des bandes magnétiques, des disques durs et des technologies de stockage ultérieures a rendu les cartes perforées obsolètes dans les années 1980.

Bien qu'elles ne soient plus pratiques, les cartes perforées restent importantes en tant que :

• Premiers exemples de représentation de données binaires
• Automatisation pionnière du traitement de l'information
• Symboles culturels des débuts de l'informatique
• Source d'inspiration pour les artistes et les designers

Leur histoire illustre l'évolution technologique, démontrant comment même des outils obsolètes peuvent façonner les innovations futures. Les cartes perforées représentent un chapitre crucial de l'histoire de l'informatique, marquant la transition de l'humanité vers l'ère numérique.