Thẻ đục lỗ (còn được gọi là thẻ Hollerith hoặc thẻ lưu trữ dữ liệu giấy đục lỗ) đại diện cho một phương tiện lưu trữ và nhập dữ liệu lịch sử nhưng quan trọng, đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển ban đầu của ngành điện toán. Trước khi có sự ra đời của chuột, bàn phím hoặc thậm chí là màn hình hiển thị thích hợp, thẻ đục lỗ đóng vai trò là phương tiện chính để giao tiếp với máy tính.
Những tấm bìa hình chữ nhật này, được đục lỗ với nhiều kiểu khác nhau, đã mã hóa các ký tự và lệnh khác nhau. Mỗi thẻ thường chứa 80 cột thông tin văn bản ẩn trong những lỗ đục đó. Cho đến khi sự xuất hiện của hệ điều hành giao diện người dùng đồ họa (GUI) vào những năm 1990, thẻ đục lỗ vẫn là phương pháp chính để nhập dữ liệu vào hầu hết các hệ thống máy tính.
Khái niệm về thẻ đục lỗ có trước máy tính hàng thế kỷ, với nguồn gốc bắt nguồn từ ngành dệt may và đặc biệt là từ khung dệt Jacquard.
Năm 1801, nhà phát minh người Pháp Joseph Marie Jacquard đã phát triển một khung dệt tự động sử dụng thẻ đục lỗ để điều khiển việc nâng các sợi dọc trong quá trình dệt. Sự đổi mới này cho phép tự động sản xuất các mẫu vải phức tạp. Mỗi thẻ tương ứng với một hàng của thiết kế vải, với các lỗ xác định sợi dọc nào sẽ được nâng lên.
Sự tự động hóa mang tính cách mạng này đã cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất dệt may và đặt nền móng cho sự phát triển công nghệ máy tính sau này.
Vào cuối thế kỷ 19, Cục Điều tra Dân số Hoa Kỳ phải đối mặt với một thách thức to lớn: xử lý một lượng lớn dữ liệu điều tra dân số một cách hiệu quả. Cuộc điều tra dân số năm 1880 đã mất bảy năm để hoàn thành, khiến việc hoàn thành kịp thời các cuộc điều tra dân số sau đó ngày càng trở nên có vấn đề.
Herman Hollerith đã giải quyết thách thức này bằng cách phát minh ra một máy lập bảng thống kê dựa trên thẻ đục lỗ vào năm 1890. Hệ thống của ông hoạt động thông qua ba quy trình chính:
Phát minh của Hollerith đã giảm thời gian xử lý điều tra dân số năm 1890 xuống chỉ còn ba năm. Công ty Máy lập bảng thống kê của ông, được thành lập vào năm 1896, cuối cùng đã trở thành International Business Machines (IBM) vào năm 1924.
Thẻ đục lỗ sử dụng mã hóa nhị phân trên 80 cột, với mỗi cột chứa hai hàng gồm 40 ký tự. Sự hiện diện hoặc vắng mặt của các lỗ đại diện cho các giá trị nhị phân (1 hoặc 0), cho phép bốn tổ hợp có thể trên mỗi cột:
Các hệ thống mã hóa khác nhau đã xuất hiện, đáng chú ý nhất là:
Mã hóa Hollerith: Sử dụng 12 vị trí lỗ trên mỗi cột để biểu thị các ký tự chữ và số.
EBCDIC: Mã trao đổi thập phân được mã hóa nhị phân mở rộng của IBM sử dụng các biểu diễn nhị phân 8 bit.
Thẻ đục lỗ phục vụ ba chức năng chính:
Những hạn chế của chúng đã trở nên rõ ràng vào cuối thế kỷ 20:
Sự phát triển của băng từ, ổ đĩa và các công nghệ lưu trữ sau đó đã khiến thẻ đục lỗ trở nên lỗi thời vào những năm 1980.
Mặc dù không còn thiết thực, thẻ đục lỗ vẫn có ý nghĩa quan trọng như:
Câu chuyện của chúng minh họa sự phát triển công nghệ, chứng minh cách ngay cả các công cụ lỗi thời cũng có thể định hình những đổi mới trong tương lai. Thẻ đục lỗ đại diện cho một chương quan trọng trong lịch sử điện toán, đánh dấu sự chuyển đổi của nhân loại sang kỷ nguyên kỹ thuật số.
