Перфокарта как носитель информации¶

Перфокарта — носитель информации, представляющий собой картонный или пластиковый лист стандартного формата с отверстиями, расположенными в определённых позициях. Наличие или отсутствие отверстия в заданной позиции кодирует один бит данных. Перфокарты применялись для записи, хранения и обработки данных в счётно-перфорационных машинах, а затем в электронных вычислительных машинах; они стали одним из первых массовых машинных носителей информации и сыграли ключевую роль в автоматизации учёта и программирования в XX веке.

¶История

Принцип записи данных пробивкой отверстий в листах известен с начала XIX века. В 1804 году французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар применил перфорированные карты для управления работой ткацкого станка: положение отверстий задавало узор ткани. Этот механизм — жаккардовый станок — стал первым практическим устройством, где перфокарта управляла последовательностью операций.

В 1830-х годах Чарльз Бэббидж предложил использовать перфокарты для ввода данных в свою аналитическую машину, а Ада Лавлейс описала для неё первую программу. Однако машина так и не была построена.

Практическое применение перфокарт в статистике началось в конце XIX века. Для обработки результатов переписи населения США 1890 года Герман Холлерит разработал систему, где данные о каждом человеке записывались на карту, а считывание и подсчёт выполняла электромеханическая машина. Основанная Холлеритом компания в 1924 году вошла в состав IBM.

В СССР работы по механизированной обработке данных велись с 1920-х годов. В 1929 году в стране началось производство собственных счётно-перфорационных машин, а в 1930-е годы были созданы первые машиносчётные станции для обработки статистики, учёта и плановых расчётов. Пик применения перфокарт в советской вычислительной технике пришёлся на 1960–1970-е годы.

¶Устройство и форматы

Классическая перфокарта IBM имела 80 колонок и 12 строк, то есть 960 позиций для пробивки. Каждая колонка кодировала один символ; комбинация отверстий в колонке соответствовала букве, цифре или знаку. Существовали и другие форматы: 90-колоночные карты, карты уменьшенного размера, а также карты с 40 и 45 колонками.

Отверстия пробивались специальным устройством — перфоратором, который мог работать в ручном режиме или управляться от ЭВМ. Считывание выполнялось с помощью фотоэлементов или механических щёток: проходя через отверстие, свет или ток замыкали цепь, и позиция распознавалась как единица.

¶Применение

¶Учёт и статистика

Перфокарты использовались для обработки переписей, статистической отчётности, расчёта заработной платы, учёта товаров и материалов. Машиносчётные станции выполняли сортировку, табулирование и печать сводных таблиц.

¶Программирование

В ранних ЭВМ перфокарты служили основным средством ввода программ и данных. Программист набивал текст на перфораторе, полученная колода карт загружалась в устройство ввода, а результаты выводились на печать или на новую колоду. Такой подход доминировал в 1950–1970-е годы.

¶Библиотечное и архивное дело

Перфокарты применялись в каталогах и картотеках: отверстия по краям карты позволяли с помощью спицы выбирать нужные записи из массива.

¶Достоинства и недостатки

К достоинствам относились стандартизация, возможность механической обработки, наглядность и дешевизна картона. Перфокарту можно было отсортировать, продублировать и исправить, заменив отдельную карту.

Недостатки: малая ёмкость одной карты, громоздкость колод, чувствительность картона к влаге и механическим повреждениям, а также трудоёмкость ручной перфорации. Потеря или перестановка карт в колоде приводила к ошибкам, а поиск нужной карты в больших массивах был медленным.

¶Закат технологии

С 1970-х годов перфокарты постепенно вытеснялись магнитными лентами, магнитными дисками и гибкими дисками, которые обеспечивали большую ёмкость и скорость доступа. К 1980-м годам перфокарты сохранялись преимущественно в устаревших системах и в отдельных отраслях учёта. К концу XX века технология вышла из массового употребления, оставшись в истории вычислительной техники и в музейных экспозициях.

¶Значение

Перфокарта стала первым носителем, позволившим автоматизировать массовую обработку данных и отделить информацию от конкретного документа. На её основе сформировались принципы кодирования символов, пакетной обработки заданий и разделения данных и программ, которые перешли в современные вычислительные системы. Опыт эксплуатации перфокарт повлиял на стандарты представления текста и на организацию первых языков программирования.

Источники: работы по истории вычислительной техники, материалы IBM по форматам носителей, публикации по истории советских счётно-перфорационных машин, музейные описания жаккардового станка и аналитической машины Бэббиджа.