パンチカードリーダーがコンピューティングの遺物として姿を消す

キーボードとマウスが標準になる前、コンピューターは、見過ごされがちな独創的な技術、パンチカードリーダーに頼っていました。かつて不可欠だったこれらの「効率的な働き者」は、今やコンピューティングの歴史の中で大切にされている遺物となっています。この記事では、初期のコンピューティングにおけるパンチカード機器の重要な役割を探り、その技術的な進化と永続的な遺産を検証します。

パンチカードシステムは、主に2つのコンポーネントで構成されていました。

• カードリーダー： カードの物理的な穴をコンピューターが処理できる電子信号に変換し、プログラムとデータの主要な入力方法として機能しました。
• カードパンチ： 空のカードに穴を開けることで、コンピューターの出力を永続的に記録し、データの保存と検索を可能にしました。

初期のシステムでは、これらの機能を単一のユニットに統合することが多く、人間と機械の間の重要なインターフェースとなりました。

パンチカード技術は、19世紀の織物工場が同様のシステムを使用して織りパターンを制御していたことから、現代のコンピューティングよりも古いものです。この技術は、コンピューターの出現とともに新たな目的を見出しました。

• 先駆的な時代（1940年代）： ENIACやIBM NORCなどの画期的なマシンは、科学計算にパンチカードシステムを採用しました。
• 黄金時代（1950年代～70年代）： パンチカードリーダーは、直接的なコンピューター周辺機器とオフラインデータ変換ツールの両方として、ユビキタスになりました。
• 技術的進歩： 初期の機械的なブラシシステムは、光センサーに道を譲り、速度と精度を劇的に向上させました。

パンチカードシステムは、当時の独自の利点を提供しました。

• コンピューターにアクセスすることなく、個々のカードを更新
• 信頼性の高いオフラインデータストレージ
• 実証済みの機械的信頼性

しかし、重大な制約も存在しました。

• 低いデータ密度（通常、カードあたり80文字）
• 物理的な脆弱性（湿気や曲げの影響を受けやすい）
• 新しい技術と比較して処理が遅い

パフォーマンスは、Cards Per Minute（CPM）で測定されました。

• 読み取り速度： 150～2000 CPMの範囲（例：1200 CPM = ~20カード/秒 = ~1600文字/秒）
• パンチング速度： 通常、約300 CPM（~400文字/秒）

2つの主要な検出方法が登場しました。

• 機械的ブラシ： カードの穴を通して電気回路を完成させました
• 光センサー： 穴を通過する光を検出しました

パンチ機構は、データを表す穴を作成するために、精密な機械的アクチュエータを使用しました。

洗練されたモデルは、追加の機能を提供しました。

• 解釈： 人間が読めるテキストをカードに印刷しました（パンチ速度が低下）
• 検証： パンチされたカードを元のデータと比較しました
• データマージ： 既存のカードに情報を追加しました
• スタッカー選択： 複数の出力ビンへの自動カードソート

主要メーカーは、特徴的なシステムを製造しました。

• CDC： 405リーダー（1200/1600 CPM）、415パンチ（250 CPM）
• Documation： Mシリーズリーダー（300～1000 CPM）
• IBM： 711（150/250 CPM）、1402（800 CPM）、2540（1402から派生）

文字エンコーディングを超えて、パンチカードはバイナリデータを保存しました。

• IBM 711：各行は2つの36ビットワードを表しました
• 「列バイナリ」形式：3つの列に1つの36ビットワードが保存されました
• IBM 1130などの後のシステムは、単一列エンコーディングを使用しました

この時代には、「レースカード」など、ユニークな現象が生まれました。これは、可能なすべての穴が開けられたいたずらカードで、機械を頻繁に詰まらせる、壊れやすいウェブのようなパターンを作成しました。

パンチカードシステムは、初期のコンピューターとそのユーザー間の重要なつながりを形成しました。今日では時代遅れですが、その影響は現代のデータ表現の概念に残り、コンピューティングの機械的な起源を思い出させます。