Что такое перфокарта в информатике кратко

Что такое перфокарта: описание, виды, назначение и применение

Определение

Вам будет интересно: Маршал Полубояров – биография легендарного военачальника

Что такое перфокарта? Носитель информации, изготовленный из тонкого картона, представляющий данные отсутствием или наличием пробивных отверстий на определенных позициях таблички.

Время самого широкого распространения подобных перфоркарт пришлось на вторую часть XX века. Тогда эти картонные таблички применялись для ввода и последующего хранения данных в различных автоматизированных системах обработки информации.

Вам будет интересно: Геометрическое понятие о сфере: формула, свойства, площадь поверхности нашей планеты

Первое применение карт

Жаккардова машина

Как здесь происходит работа перфокартами? Сочетание просеченных и непросеченных участков на таких карточках позволяет мастеру определить желательное чередование подъема и опускания иглы основы. А это уже помогает образоваться на ткани определенному узору.

Использование перфокарт в ткачестве сегодня

Вязание перфокартами остается популярным и сегодня. Точно так же, как и жаккардовый узор. Применяется также для автоматизированных ткацких устройств. Конечно, они более продуктивные, миниатюрные и компактные, нежели первая жаккардова машина.

Но принцип использования перфокарт остается практически тем же. Мастерица находит карточку с интересным ей узором (или пробивает узор на чистой карте самостоятельно), вставляет ее в машину. Устройство провязывает изображение на ткани, согласно просеченным и непросеченным местам на табличке.

Применение в информатике

Несмотря на то что перфокарты появились благодаря ткачеству, где до сих пор популярны и сейчас, своей известностью они обязаны информационной среде. Здесь они были применены впервые в «аналитической машине», разработанной Бэббиджем. Также известно, что карточки использовались и для «интеллектуальной машины» Семена Николаевича Корсакова. Этого изобретателя называют пионером применения перфокарт в информатике (1832 год). Карточки использовались в механизированных машинах для классификации записей и информационного поиска.

Есть сведения, что в конце XIX века именно перфокарты применялись для обработки результатов переписи населения в Соединенных Штатах.

Формат перфокарт

Какого-либо единого формата карточек при этом не существовало. Но самым популярным считался при этом «формат IBM», введенный в 1928 году. Он имел такие характеристики:

Что касается информационного объема, то, по приблизительным расчетам, гигабайт информации, зашифрованный на перфорационных картах, мог весить 22 тонны. И это не считая того веса, который теряется во время пробивания отверстий.

В двадцатом веке производился широкий спектр оборудования, так или иначе, поддерживающего данный носитель. Сюда включились различные устройства ввода/вывода данных, подготовки информации, расшифровочные, раскладочно-подборочные машины и проч.

Применение в компьютерной технике

Основным носителем информации для компьютеров первого поколения (1920-1950 гг.) выступали именно перфокарты. Они применялись для обработки и хранения данных.

В 70-80-х карточки стали использоваться только для хранения данных. Уже в те годы их стали вытеснять магнитные ленты. В настоящее время они практически нигде неприменимы (кроме раритетных устаревших систем).

Но перфорационные карты все же оставили своей след в компьютерной технике. Так, текстовой видеорежим дисплея, что отображается по умолчанию, содержит по горизонтали ровно 80 знакомест. А, как мы помним, их было столько же и на перфокарте.

Главным преимуществом таких носителей данных в свое время было удобство манипуляции данными. Карты возможно было добавить, удалить, заменять другими. То есть, фактически так же работать с информацией, как в современных текстовых редакторах.

Любопытный факт: в 2011 году в Соединенных Штатах еще действовала компания Cardamation, которая выпускала не только перфокарты, но и устройства для работы с ними. Последняя информация об использовании перфокарточек в современных компаниях относится к 2012 году.

Двоичный режим работы

При работе в двоичном режиме карточка рассматривалась в качестве битового двумерного массива. Поэтому допускались любые комбинации пробивок.

В известной системе IBM 701 машинное слово занимало 32 бита. При записи информации на перфокарту в одну строчку помещалось два таких машинных слова. Всего же на носитель можно было записать 24 слова.

Текстовый режим работы

При работе с карточкой в текстовом режиме принцип ее использования был несколько другим. Одна колонка обозначала один символ. Следовательно, в карточку вмещалось 80 символов. При этом допускались лишь определенные комбинации пробивок.

Наиболее просто тут кодировались цифры. Это пробивка той позиции на карточке, где и была изображена данная цифра. Буквы и иные символы кодировались несколькими пробивками на один символ. Отсутствие какой-либо пробивки означало только пробел.

Система IBM/360, к примеру, определяла значения пробивок сразу для всех 256 значений одного байта. То есть, в текстовом режиме тут можно было также внести и двоичные данные.

Чтобы с текстовой информацией на перфорированной карте было легче работать человеку, вдоль ее края печатались символы в обычном читабельном для нас виде.

Ученические и экзаменационные карты

А что же такое, например, перфокарты ПДД категории В? Относится ли это как-то к разбираемому понятию? По сути, это обычные экзаменационные карточки с какими-либо напечатанными на них экзаменационными заданиями. Таблица с вариантами ответов, на которой экзаменуемый должен отметить, «пробить» (перфорировать) правильный. Это и объясняет такое название экзаменационной карточки.

В школах можно также встретить перфокарты по русскому языку, математике и другим предметам. Это карточки с самостоятельными заданиями, которые нужно выполнить ученику. Такое название выбрано из-за того, что карточка имеет отверстия. Например, на месте буквы в каком-либо слове. В таком отверстии ученик должен прописать пропущенный символ.

Перфокарты в учебных заведениях используются также и для творческих заданий. На месте пропуска, отверстия нужно что-либо изобразить, начертить, обвести.

Источник

Что такое перфокарта, зачем она была нужна и куда исчезла

Немногие из современных компьютерных пользователей знают про этот универсальный носитель, с помощью которого начинался диалог человека с машиной.

Стремительная скорость научно-технического прогресса, за которой большинство из нас более уже и не пытается поспевать, это та данность, в которой мы ныне живём. Наиболее осязаемо эта скорость проявляется в стремительном исчезновении предметов и вещей, которые на памяти живущих совсем недавно считались признаком и мерилом этого самого прогресса.

Взять хотя бы перфокарты, без которых в 60-70-е годы прошлого века не мыслилась полноценная работа ни одной продвинутой электронно-вычислительной машины.

Так случилось, что, несмотря на совершенное отсутствие математических способностей, автору этих строк пришлось помаяться не только с изучением высшей математики, но ещё и пройти курс вычислительной техники. И даже получить соответствующий диплом, подтверждающий квалификацию машиниста-оператора ЭВМ. А всё дело в том, что единственная школа в научном городке казахстанских физиков (ныне посёлок Алатау), где прошло моё детство, имела «математический уклон». Так что особых возможностей для привередливого выбора попросту не было.

Курс вычислительной техники, хоть и считался факультативным, был вполне себе обязательным. Так что в 9 и 10 классах все мои однокашники поголовно зубрили теорию и усваивали азы практической работы по данному предмету.

Практика проходила в Вычислительном центре Института физики высоких энергий, где работали многие наши родители. Институт этот (как и соседний – ядерной физики) шефствовал над школой, и шефство это не было формальностью. Оснащённости наших кабинетов физики и химии завидовали белой завистью все школы не только в Алма-Атинской области, к которой тогда относился посёлок, но и самой Алма-Аты, которой нас вскоре передали.

Вычислительный центр ИФВЭ был в те годы, возможно, лучшим в республике, потому что располагал двумя большими электронно-счётными машинами БЭСМ-4 и одной БЭСМ-6, считавшейся флагманом советской вычислительной техники и надеждой кибернетики. Кибернетика же, как знали тогда все, была «наукой будущего» (несмотря на то, что несколькими десятками лет ранее с высоких трибун называлась лженаукой).

То, что под три ЭВМ был отдан целый этаж старого института (а в новом корпусе уже после нас специально был построен целый флигель), говорило не только об уважении руководства к сфере. Размеры были главным! Каждая БЭСМ со своей «периферией» занимала по несколько комнат. А особенно габаритной была самая-самая – БЭСМ-6. Такова была в условиях старых технологий цена за быстродействие (миллион операций в секунду!). В какой-то момент эволюции показатели делали эту машину наиболее передовой в Старом свете, а сейчас эти характеристики могут показаться смешными для обладателя любого ноутбука!

Но общаться с машиной напрямую, так, как это происходит у пользователя с домашним компьютером, было невозможно. Для этого существовали специальные языки программирования – «Фортран» и «Алгол». А также бумажные перфокарты, с помощью которых осуществлялся ввод команд. На перфокартах же хранилась и информация. В этом отношении они были полноценным связующим звеном между бумажной и цифровой эпохами.

Использованная (по прямому назначению!) перфокарта была вся продырявлена – перфорирована, то есть заполнена информацией. Информация на перфокартах напоминала своеобразную карточную колоду, смысл которой менялся в зависимости от растасовки. Всего же на одну карту вмещалась фраза не более чем в нескольких десятков слов.

Вот что пишет про неё Википедия (тут ей вполне можно доверять, тут ей карта в руки. ):

«Перфока́рта (перфорационная карта, перфорированная карта, от лат. perforo – «пробиваю» и лат. charta – лист из папируса; бумага) – носитель информации из тонкого картона, представляет информацию наличием или отсутствием отверстий в определённых позициях карты. Наиболее широко перфокарты применялись во второй половине XX века для ввода и хранения данных в системах автоматизированной обработки информации. В настоящее время, как и перфолента, практически вытеснены более компактными, быстрыми и удобными полупроводниковыми, магнитными и оптическими носителями.

С 1-й по 5-ю колонку располагалась область меток, 6-я служила для маркировки текста как продолжения предыдущей строки (любым символом, кроме пробела и «0»), а с 7-й по 72-ю располагался собственно текст оператора или комментария. Колонки с 73-й по 80-ю могли служить для нумерации карт (чтобы восстановить случайно рассыпавшуюся колоду) или для краткого комментария».

Сложно? А кто обещал, что будет легко? Человек только учился разговаривать с машинами.

Однако для нас, новоиспекаемых операторов-программистов ЭВМ и прочих причастных значение перфокарт в жизни было гораздо шире утилитарного общения с железом. Я специально попросил своих школьных товарищей воскресить в памяти массивы данных об этих карточках из тонкого бежевого картона, и ответы не заставили себя ждать.

– Перфокарта! Ввод данных! К ней прилагались лезвие бритвы, шаблон, раскрашенный цветными карандашами, ну и знание кодов.

– Мы из этих карточек, потерявших всякий смысл в 80-е, делали домашнюю книжную картотеку. Технологию почерпнули из журнала «Наука и жизнь». Пробиваешь две дырочки в нужных местах и используешь две спицы. Круто было!

– А ещё из них получались хорошие стаканчики для рассады и подручные материалы для производства игральных карт – помню, один мой товарищ сделал даже в эротическом варианте!

– Не только карты – карточки для изучения «англицких» слов были хорошие.

– У них была тыща применений: наш товарищ рисовал тушью прекрасные открытки, стихи на таких карточках сами придумывались, список дел, картотеки, домики, пасьянсы, закладки, визитки и т.д. В общем, в сумочке пачечка перфокарт водилась всегда! Детишкам даже домики строили и клеили.

– Перфокарты – это суперотличное приспособление для всего! Любовь к перфокартам у нас в крови! Само ощущение, когда держишь её в руках, незабываемо! Это почти наш символ времени!

Вот такой ушедший символ того недавнего времени, которое ногами своими уже в прошлом.

Перфокарты канули в былое бесследно? Не совсем. По утверждению знатоков, как рудимент эти карты мелькают перед нашими глазами доселе. Дело в том, что «отображаемый по умолчанию текстовый видеорежим дисплеев подавляющего большинства компьютерных устройств содержит по горизонтали 80 знакомест – ровно столько, сколько их было на стандартной перфокарте».

Источник

Что такое перфокарта в информатике кратко

ПЕРФОКАРТЫ

Перфокарта (от лат. perforo — пробиваю и лат. charta — лист из папируса; бумага) — носитель информации, предназначенный для использования в системах автоматической обработки данных. Сделанная из тонкого картона, перфокарта представляет информацию наличием или отсутствием отверстий в определённых позициях карты (ВИКИПЕДИЯ, перфокарта).

Поскольку правильность результатов, полученных компьютером, зависела от строгого соблюдения определенной последовательности введения перфокарт, вероятность ошибок была велика. Если, например, незадачливый оператор случайно ронял колоду карт и порядок их расположения нарушался, то решение задачи становилось невозможным. Со временем на оборотной стороне перфокарт начали ставить порядковые номера, чтобы облегчить восстановление колоды в исходном порядке.

Краткая история

1725 год

Базиль Бошо (Basile Bouchon) впервые предложил новый способ управления ткацким станком с помощью перфорированной бумажной лентой.

Ткацкий станок Б.Бошон на выставке в Париже в Музее искусств и ремесел

1728 год

Жан-Батист Фалькон (Jean-Baptiste Falcon) внес улучшение в ткацкий станок Бошо: управление станком с помощью рулона бумажной перфорированной лентой заменил набором отдельных карт, прикрепленных друг к другу. Это позволяло быстро вносить измения в программу.

1801 год

Жаккард усовершенствовал ткацкие станки (Бошо-Фалькон), которые работали не стабильно и для управления станком требовалось несколько человек. Станки Жаккарда считаются первым промышленным применением полуавтоматических машин для управления узорами на тканях. Перфокарты были соединены друг с другом и походили на широкую перфоленту больших размеров.

В 1801 году, Жаккард выставил свои изобретения на промышленной выставке в Париже. Использованная новая технология в ткацких станках была объявлена государственной собственностью в 1806 году.

Карты Жакаррда

1832 год

Перфорационная таблица С.Н.Корсакова

1834 год

В аналитической машине Бэббиджа для ввода инструкций (программы) использовались перфокарты.

Перфокарты Бэббиджа для аналитической машины

1884 год

Американский инженер Герман Холлерит взял патент «на машину для переписи населения». Изобретение включало перфокарту и сортировальную машину.

Перфокарта представляла собой кусок картона около 90 мм на 215 мм (размер соответствовал размеру долларовой купюры того времени) с круглыми отверстиями.

Первый комплекс оборудования не имел специального перфоратора (устройства для подготовки информации на перфокартах), а использовал пробойник кондуктора в поездах. Карточки сортировались электрическим способом, но подача, выемка и перемещение в сортировочный ящик осуществлялись вручную. Применение данной системы резко ускорило процесс обработки статистики. Первая система Холлерита позволяла только подсчитывать количество карточек с определенными комбинациями пробивок. Сами карточки для каждого применения были различных размеров, зоны пробивок могли размещаться в различных частях карты.

Применение специального перфоратора-пантографа позволило улучшить процесс пробивки карт и повысить скорость работы примерно до 500 карт в день.

Перфоратор-пантограф

Требование суммирования данных, пробитых на карточках, отразилось в новом интегрирующем (суммирующем) перфораторе Холлерита.

Перфокарта, 1885

Размер карт, расположение и размер круглых пробивок было приведено к одному стандарту, который оставался единым для большинства машин.

1906 год

Джеймс Пауэрс (James Powers) предложил механические перфораторы с электрическим мотором.

Пауэрс закончил Техническую школу в Одессе и какое-то время работал в механической мастерской Одесского Университета.
Прибыв в Америку в восемнадцатилетнем возрасте, Пауэрс осел в Бруклине и работал в таких широкоизвестных фирмах (в США конца 19 века), как Carrin Machine Company, Western Electric и Bergman’s Electrical Works.
В 1890 г. Джеймс Пауэрс поступил на работу в Бюро Переписей в качестве техника по перфорационным машинам (Холлерита).
Пауэрс проявил себя в Бюро Переписей талантливым изобретателем, внесшим много усовершенствований в машины Холлерита. В частности ручной рычаг в устройстве автоматической сортировки Холлерита был заменен на ножную педаль, освободившую руки оператора, а в 1906 г. циферблатные счетчики были заменены печатающими на бумагу.

Перфоратор Пауэрса, 1910 год

Машина, изображенная сверху, построена по принципу пишущей машинки с 240 клавишами, покрашенными в разные цвета (хотя на перфокарте 288 позиций). Присутствовала автоматическая подача перфокарт. Операция пробивки осуществлялась одновременно для всей перфокарты, а не по отдельным отверстиям, что позволяло вовремя исправлять ошибки без перебивки карт.

1928 год

Фирма IBM ввела новую карту с прямоугольными пробивками, 12 строк и 80 колонок, размер карты 7-3/8 дюймов 3-1/4inch (187,325 по 82,55 мм), толщина карты 0,007 дюйма (0,178 мм). Первоначально углы были острые.

Подготовка перфокарт на перфораторе

1964 год

Появились перфокарты со скругленные углами.

Для удобства работы с текстовыми данными появились перфораторы, печатающие на верхнем поле перфокарты текст, пробиваемый на карте. Это позволяло визуально контролировать информацию подготовленную на перфокарте.

В Советском союзе оставались перфокарты с острыми углами

1985 год

Источник

Справочная: как работают перфокарты

Совершим небольшой экскурс в историю технологии пробивной силы.

Перфокарты (от латинского perforo — пробиваю) — это носители информации из тонкого картона, данные на которых кодируются с помощью отверстий, проделанных в определенных точках. Впервые они появились в 1804 году, когда французский изобретатель Жозеф Жаккар, представил ткацкий станок с высочайшей для той эпохи степенью автоматизации. С помощью перфокарт Жаккар мог формировать самые разные узоры на тканях.

Нити у станка пропускались через отверстия в жестяных пластинах. Последовательность отверстий — в современной терминологии — «программировала» место, которое нить занимала в будущем узоре.

В текстильном деле метод широко применяется по сей день: так, многие вязальные машины, например марки Brother, работают на перфокартах.

Изобретение Жаккара вдохновило английского математика-новатора Чарльза Бэббиджа. Он решил позаимствовать идею перфорированных пластин и использовать их для создания аналитической вычислительной машины. Её блок-схему он предложил в 1834 году. Правда, замысел первого «компьютера» на перфокартах существенно опередил своё время.

Из соображений исторической справедливости нельзя не упомянуть современника Бэббиджа — русского изобретателя Семёна Корсакова. В 1832 году он собрал механический гомеоскоп с неподвижными частями: он помогал найти лекарство в структурированной перфорированной таблице по определённым признакам заболевания (симптомам). Принцип работы устройства можно посмотреть на странице в Википедии.

Активно перфокарты начали использовать на рубеже веков. В 1890 году американский инженер Герман Холлерит сконструировал «табулирующую машину», предназначенную для обработки результатов переписи населения Соединённых Штатов. Её создание было продиктовано тем, что ручной анализ материалов предыдущей переписи занял несколько лет.

Холлерит представил перфокарты с двенадцатью рядами по двадцать дырок в каждом. Они кодировали информацию о возрасте жителя США, семейном положении, количестве детей и так далее. Перфокарты помещались в специальный аппарат, который автоматически подсчитывал число тех или иных конфигураций пробитых отверстий. По сути, это была первая в мире система для обработки больших данных.

После успеха и тиражирования своего изобретения в 1896 году Холлерит открыл фирму Tabulating Machine Co. Спустя пятнадцать лет она объединилась с двумя другими конторами по автоматизации статистических подсчётов и превратилась в Computing Tabulating Recording. Последняя, в свою очередь, позже была преобразована в ныне известную IBM.

В IBM продолжили разработку «перфотехнологий» и в 1928 году представили новую карту (IBM Card) размерами 7⅜ х 3¾ дюйма. Она имела 80 столбцов и 12 строк, а пробиваемые в ней отверстия были прямоугольными.

Сначала она использовалась со счётными машинами и компьютерами фирмы, но впоследствии завоевала статус технологического стандарта. Перенял его в дальнейшем и Советский Союз.

Для считывания перфокарт использовались два метода — электромеханический и фотоэлектрический. В первом случае поверхность носителя информации подвергалась воздействию металлических прощупывающих щёток. Пройдя через отверстие в картоне, они замыкали контур электроцепи, сигнализируя о наличии проёма в этом месте. Во втором случае в схеме задействовались фотодиоды, у которых падало сопротивление при попадании на них света через пробой.

В 1920–1950-е годы перфокарты безраздельно доминировали в качестве носителя. С их помощью как обрабатывали данные, так и хранили их. Однако с увеличением темпов технического прогресса обнаружилось, что перфокарты становятся «бутылочным горлышком» индустрии.

Виной тому была их скромная ёмкость. На стандартной перфокарте кодировалось до 80 символов. А значит для запоминания одного мегабайта данных требовалось свыше 13 тыс. картонных носителей. Кроме того, скорость чтения и записи на перфокарты оставляла желать лучшего. Через считыватели нельзя было пропустить больше 1 тыс. перфокарт в минуту.

По этим причинам усилия многих инженерных школ были брошены на разработку новых технологий хранения данных. И в скором времени перфокарты заменили более «прогрессивной» магнитной лентой.

Окончательно свои позиции перфокарты уступили в 1980-х, вытесненные более надёжными и ёмкими магнитными лентами и гибкими дисками. Однако свой след в истории они оставили, и заметный. Достаточно сказать, что на перфокартах был реализован ввод данных в электронно-счётный комплекс для вычисления и корректировок орбиты первого искусственного спутника Земли, запущенного СССР в 1957 году.

Перфокарты стали настолько обыденной деталью в технологической индустрии, что мыслились как неотъемлемый её атрибут. Об этом даже писали фантасты. У Роберта Шекли в романе «Корпорация „Бессмертие“» (1958) люди XXII века летают на гелитакси и умеют переносить сознание из одного тела в другое, однако в работе по-прежнему задействуют перфокарты.

При всем при этом Роберт Шекли может быть не так далек от правды, как видится сегодня. Компания IBM — которая расформировала департамент, занимавшийся перфокартами — разрабатывает новую технологию сверхплотной записи информации. Она называется Millipede, и в её основе лежит метод перфорирования носителя.

Крохотные иглы продавливают на кусочке пластика нанометровые углубления, каждое из которых означает один бит. Millipede позволяет записать на кусочке пластика размером с почтовую марку порядка 25 Гбайт данных. Так что, быть может, в ходе четвёртой промышленной революции «перфокарты» ждёт ренессанс.

Источник