Устройства чтения перфокарт уходят в прошлое как реликвии вычислительной техники

До того, как клавиатуры и мыши стали стандартом, компьютеры полагались на гениальную, но часто упускаемую из виду технологию: устройства чтения перфокарт. Эти когда-то незаменимые «рабочие лошадки эффективности» теперь являются заветными реликвиями в истории вычислительной техники. Эта статья исследует ключевую роль оборудования для перфокарт в ранних вычислениях, рассматривая их техническую эволюцию и долговечное наследие.

Системы перфокарт состояли из двух основных компонентов:

• Устройства чтения карт: Преобразовывали физические отверстия в картах в электронные сигналы, которые могли обрабатывать компьютеры, служа основным методом ввода программ и данных.
• Устройства перфорации карт: Создавали постоянные записи выходных данных компьютера, пробивая отверстия в чистых картах, что позволяло хранить и извлекать данные.

Ранние системы часто объединяли эти функции в единые устройства, которые стали критическим интерфейсом между людьми и машинами.

Технология перфокарт предшествует современным вычислениям, текстильные фабрики XIX века использовали аналогичные системы для управления ткацкими узорами. Технология нашла новое применение с появлением компьютеров:

• Эпоха первопроходцев (1940-е годы): Такие знаковые машины, как ENIAC и IBM NORC, приняли системы перфокарт для научных расчетов.
• Золотой век (1950-70-е годы): Устройства чтения перфокарт стали повсеместными, служа как прямыми периферийными устройствами для компьютеров, так и инструментами преобразования данных в автономном режиме.
• Технические достижения: Ранние механические щеточные системы уступили место оптическим датчикам, значительно повысив скорость и точность.

Системы перфокарт предлагали уникальные преимущества для своего времени:

• Обновление отдельных карт без доступа к компьютеру
• Надежное автономное хранение данных
• Проверенная механическая надежность

Однако существовали существенные ограничения:

• Низкая плотность данных (обычно 80 символов на карту)
• Физическая хрупкость (подверженность влаге и изгибу)
• Медленная обработка по сравнению с новыми технологиями

Производительность измерялась в картах в минуту (CPM):

• Скорость чтения: Варьировалась от 150 до 2000 CPM (например, 1200 CPM = ~20 карт/секунду = ~1600 символов/секунду)
• Скорость перфорации: Обычно около 300 CPM (~400 символов/секунду)

Появились два основных метода обнаружения:

• Механические щетки: Замыкали электрические цепи через отверстия в картах
• Оптические датчики: Обнаруживали свет, проходящий через отверстия

Механизмы перфорации использовали точные механические приводы для создания отверстий, представляющих данные.

Сложные модели предлагали дополнительные возможности:

• Интерпретация: Печать читаемого человеком текста на картах (снижение скорости перфорации)
• Проверка: Сравнение перфокарт с исходными данными
• Слияние данных: Добавление информации к существующим картам
• Выбор штабелера: Автоматическая сортировка карт в несколько выходных лотков

Ключевые производители выпускали отличительные системы:

• CDC: Устройство чтения 405 (1200/1600 CPM), устройство перфорации 415 (250 CPM)
• Documation: Устройства чтения серии M (300-1000 CPM)
• IBM: 711 (150/250 CPM), 1402 (800 CPM), 2540 (производное от 1402)

Помимо кодирования символов, перфокарты хранили двоичные данные:

• IBM 711: Каждая строка представляла два 36-битных слова
• Формат «двоичный по столбцам»: Три столбца хранили одно 36-битное слово
• Более поздние системы, такие как IBM 1130, использовали одностолбцовое кодирование

Эпоха породила уникальные явления, в том числе «кружевные карты» — карты-розыгрыши со всеми возможными пробитыми отверстиями, создающие хрупкие, паутинообразные узоры, которые часто заклинивали машины.

Системы перфокарт сформировали жизненно важную связь между ранними компьютерами и их пользователями. Хотя сегодня они устарели, их влияние сохраняется в современных концепциях представления данных и служит напоминанием о механическом происхождении вычислительной техники.