Czytniki kart dziurkowanych odchodzą w zapomnienie jako relikty komputerowe

Zanim klawiatury i myszy stały się standardem, komputery polegały na pomysłowej, choć często pomijanej technologii: czytnikach kart perforowanych. Te niegdyś niezbędne „koni robocze wydajności” stanowią obecnie cenione relikty w historii informatyki. Niniejszy artykuł bada kluczową rolę sprzętu do kart perforowanych we wczesnych komputerach, analizując ich ewolucję techniczną i trwałe dziedzictwo.

Systemy kart perforowanych składały się z dwóch głównych komponentów:

• Czytniki kart: Przekształcały fizyczne otwory w kartach na sygnały elektroniczne, które komputery mogły przetwarzać, służąc jako główna metoda wprowadzania programów i danych.
• Dziurkarki kart: Tworzyły trwałe zapisy wyjść komputerowych poprzez dziurkowanie otworów w pustych kartach, umożliwiając przechowywanie i pobieranie danych.

Wczesne systemy często łączyły te funkcje w pojedyncze jednostki, które stały się krytycznym interfejsem między ludźmi a maszynami.

Technologia kart perforowanych wyprzedza nowoczesne komputery, a XIX-wieczne zakłady włókiennicze wykorzystywały podobne systemy do kontrolowania wzorów tkackich. Technologia ta znalazła nowe zastosowanie wraz z nadejściem komputerów:

• Epoka pionierska (lata 40. XX wieku): Przełomowe maszyny, takie jak ENIAC i IBM NORC, przyjęły systemy kart perforowanych do obliczeń naukowych.
• Złoty wiek (lata 50-70. XX wieku): Czytniki kart perforowanych stały się wszechobecne, służąc zarówno jako bezpośrednie urządzenia peryferyjne komputerów, jak i narzędzia do konwersji danych offline.
• Postępy techniczne: Wczesne mechaniczne systemy szczotek ustąpiły miejsca czujnikom optycznym, dramatycznie poprawiając prędkość i dokładność.

Systemy kart perforowanych oferowały unikalne zalety w swoim czasie:

• Aktualizacje poszczególnych kart bez dostępu do komputera
• Niezawodne przechowywanie danych offline
• Sprawdzona niezawodność mechaniczna

Jednak istniały znaczne ograniczenia:

• Niska gęstość danych (zazwyczaj 80 znaków na kartę)
• Fizyczna kruchość (podatność na wilgoć i zginanie)
• Powolne przetwarzanie w porównaniu z nowymi technologiami

Wydajność mierzono w kartach na minutę (CPM):

• Prędkości odczytu: Wahały się od 150-2000 CPM (np. 1200 CPM = ~20 kart/sekundę = ~1600 znaków/sekundę)
• Prędkości dziurkowania: Zazwyczaj około 300 CPM (~400 znaków/sekundę)

Wyłoniły się dwie główne metody detekcji:

• Szczotki mechaniczne: Zamykały obwody elektryczne przez otwory w kartach
• Czujniki optyczne: Wykrywały światło przechodzące przez otwory

Mechanizmy dziurkowania wykorzystywały precyzyjne siłowniki mechaniczne do tworzenia otworów reprezentujących dane.

Zaawansowane modele oferowały dodatkowe możliwości:

• Interpretacja: Drukowanie tekstu czytelnego dla człowieka na kartach (zmniejszona prędkość dziurkowania)
• Weryfikacja: Porównywanie dziurkowanych kart z oryginalnymi danymi
• Scalanie danych: Dodawanie informacji do istniejących kart
• Wybór stosu: Automatyczne sortowanie kart do wielu pojemników wyjściowych

Kluczowi producenci produkowali charakterystyczne systemy:

• CDC: Czytnik 405 (1200/1600 CPM), dziurkarka 415 (250 CPM)
• Documation: Czytniki serii M (300-1000 CPM)
• IBM: 711 (150/250 CPM), 1402 (800 CPM), 2540 (pochodzący z 1402)

Oprócz kodowania znaków, karty perforowane przechowywały dane binarne:

• IBM 711: Każdy wiersz reprezentował dwa 36-bitowe słowa
• Format „Column Binary”: Trzy kolumny przechowywały jedno 36-bitowe słowo
• Późniejsze systemy, takie jak IBM 1130, używały kodowania jednokierunkowego

Epoka ta wydała unikalne zjawiska, w tym „koronkowe karty” – karty z dowcipami z każdym możliwym otworem, tworzące kruche, pajęczynowe wzory, które często blokowały maszyny.

Systemy kart perforowanych stanowiły istotne połączenie między wczesnymi komputerami a ich użytkownikami. Chociaż obecnie są przestarzałe, ich wpływ utrzymuje się w nowoczesnych koncepcjach reprezentacji danych i służy jako przypomnienie mechanicznych początków informatyki.