Что такое перфокарта в информатике определение

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

Ликбез по работе с перфокартами (или история о том, как с 1890-го по 1970-й «большие данные» обрабатывались)

В период 1890-1970 вся обработка больших данных осуществлялась через перфокарты. Перфокарты в свою очередь обрабатывались при помощи т.н. «регистрирующей аппаратурой», центральным звеном которой был электромеханический «сортировщик перфокарт». Перфокарты и сопутствующую аппаратуру применяли для решения самых разнообразных задач: перепись населения, бухгалтерский учёт, инвентаризация, расчёт заработной платы и т.д.

Как люди работали с перфокартами? Какому алгоритму следовал электромеханический сортировщик перфокарт? Как осуществлялась сортировка по числовым полям данных? А по строковым? Обо всём этом – ниже.

Как люди работали с перфокартами?

Принцип действия электромеханического сортировщика перфокарт

Алгоритм поразрядной сортировки чисел

Как же тогда сортировщику перфокарт удаётся справляться со своей работой? В нём реализован изящный алгоритм «поразрядной сортировки». Суть: сортировщик перфокарт обрабатывает по одной цифре поля данных за раз; для сортировки по трёхзначному полю, пачку перфокарт нужно пропустить через сортировщик три раза. Итак, алгоритм:

Преимущества алгоритма поразрядной сортировки

Как осуществляется кодировка строковых данных

Алгоритм сортировки символьных строк

Благодаря такой кодировке сортировщик может упорядочивать строковые поля данных по алфавиту. На это ему требуется два прогона. Алгоритм следующий:

Итак, когда компьютеров ещё не было, предприятия обрабатывали большие данные при помощи перфокарт. Несмотря на то, что перфокарты безвозвратно устарели, с их влиянием на современное состояние компьютерной техники мы сталкиваемся и по сей день, – всякий раз, когда нам приходится мириться с форматированием текста 80-символьными строками. Нечто подобное наблюдается, например, при работе с Far Manager.

Источник

Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library

Персональные инструменты

Перфокарта

Содержание

История

Впервые перфокарты применил в своем ткацком станке Жаккард в 1804 г. Перфокарты были соединены друг с другом и, скорее, походили на широкую перфоленту больших размеров.

Первое изобретение Г.Холлерита состояло из устройства записи на широкую перфоленту, и в процессе эксплуатации выяснилось, что лента не очень удобна для поставленных целей вычисления статистики. Тогда и настал черед перфокарт.

Первый комплекс оборудования не имел специального перфоратора, 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 и позволило получить первые результаты (в частности, количество населения) через несколько недель после проведения переписи. 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 [Рид-Грин 1989,c.74]. Был также разработан специальный пробойник для пробивки постоянной информации (сначала в четырех колонках, а потом и в десяти подряд стоящих колонках). Требования промышленности и других переписей поставили вопрос о суммировании данных, пробитых на карточках. Это отразилось в нескольких новых изобретениях Холлерита, в частности новом интегрирующем (суммирующем) перфораторе.

Карты постепенно перешли к одному размеру, расположение и размер круглых пробивок было приведено к одному стандарту, который оставался единым для большинства машин, до тех пор, пока в 1928г. IBM не ввела новую карту с прямоугольными пробивками. Эти карты дожили до нашего времени. Также выяснилось, что производство карт гораздо более прибыльный бизнес, чем производство машин.

Поддержка использования данного носителя информации вызвала появление индустрии по производству широкого класса специализированного оборудования — раскладочно-подборочных, расшифровочных и других машин.

Применение в компьютерной технике

Компьютеры первого поколения, в 20—50-е годы XX столетия, использовали перфокарты в качестве основного носителя при хранении и обработке данных. Затем, в течение 70-х — начале 80-х, они использовались только для хранения данных и постепенно были замещены гибкими магнитными дисками большого размера. В настоящее время перфокарты не используются нигде, кроме устаревших систем, однако оставили свой след в компьютерной технике: отображаемый по умолчанию текстовый видеорежим дисплеев подавляющего большинства компьютерных устройств содержит по горизонтали 80 знакомест, ровно столько, сколько их было на стандартной перфокарте.

Главным преимуществом перфокарт было удобство манипуляции данными — в любом месте колоды можно было добавить карты, удалить, заменить одни карты другими (т.е. фактически выполнять многие функции, позже реализованные в интерактивных текстовых редакторах).

Двоичный и текстовый режим

Работа с перфокартами была возможна в двоичном и текстовом режимах. В двоичном режиме информация, записанная на перфокарту представляла собой двумерный битовый массив. Например, в одной из систем IBM машинное слово содержало 36 бит. Так как последние 8 колонок не использовались, то в каждой строке могло содержаться 2 машинных слова, а на всей перфокарте, соответственно, 24. Текстовый режим работе с перфокартой подразумевал хранение одного символа в каждой колонке, т.е. на одной перфокарте можно было разместить строку из 80 символов. Интересно, что для хранения 1 Гб информации требуется, приблизительно, 22 тонны перфокарт, если не учитывать снижение веса в результате перфорации.

Пример кода

12 / X XXXXXXXXX XXXXXX 11| X XXXXXXXXX XXXXXX

Современное положение

В настоящее время перфокарты нигде не используются, хотя их след можно найти даже сегодня. Во многих электронных устройствах графический режим с минимальными параметрами подразумевает 80 символов в строке, как в стандартной перфокарте. Также, многие программисты до сих пор стараются при написании исходного кода придерживаться длины строки в 80 символов. Хотя, учитывая разрешения современных мониторов, это требование является устаревшим. Использование перфокарт явилось важной ступенью для научно-технического прогресса на пути становления и развития информатики и вычислительной техники.

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

Перфокарта

Информация представлена наличием или отсутствием отверстия в определённой позиции карты из тонкого картонаПрименение

Перфока́рта (перфорационная карта, перфорированная карта, 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.

Содержание

История

Перфокарты впервые начали применяться в ткацких станках Жаккарда (1808) для управления узорами на тканях. В информатике перфокарты впервые были применены в «интеллектуальных машинах» коллежского советника С.Н. Корсакова (1832), механических устройствах для информационного поиска и классификации записей. Перфокарты также планировалось использовать в «аналитической машине» Бэббиджа. В конце XIX в. началось использование перфокарт для обработки результатов переписей населения в США (см. табулятор Холлерита).

Существовало много разных форматов перфокарт; наиболее распространённым был «формат IBM», введённый в 1928 г. — 12 строк и 80 колонок, размер карты 7⅜ × 3¾ дюйма (187,325 × 82,55 мм), толщина карты 0,007 дюйма (0,178 мм). Первоначально углы были острые, а с 1964 г. — скруглённые (впрочем, в СССР и позже использовали карты с нескруглёнными углами). Примечательно, что по приблизительным подсчетам, гигабайт информации, представленной в виде перфокарт весил бы примерно 22 тонны (не считая веса, потерянного в результате перфорации отверстий).

Применение в компьютерной технике

Компьютеры первого поколения, в 20—50-е годы XX столетия, использовали перфокарты в качестве основного носителя при хранении и обработке данных. Затем, в течение 70-х — начале 80-х, они использовались только для хранения данных и постепенно были замещены гибкими магнитными дисками большого размера. В настоящее время перфокарты не используются нигде, кроме устаревших систем, однако оставили свой след в компьютерной технике: отображаемый по умолчанию текстовый видеорежим дисплеев подавляющего большинства компьютерных устройств содержит по горизонтали 80 знакомест, ровно столько, сколько их было на стандартной перфокарте.

Главным преимуществом перфокарт было удобство манипуляции данными — в любом месте колоды можно было добавить карты, удалить, заменить одни карты другими (т.е. фактически выполнять многие функции, позже реализованные в интерактивных текстовых редакторах).

Двоичный и текстовый режим

При работе с перфокартами в двоичном режиме перфокарта рассматривается как двумерный битовый массив; допустимы любые комбинации пробивок. Например, в системах IBM 701 машинное слово состояло из 36 бит; при записи данных на перфокарты в одной строке пробивок записывалось 2 машинных слова (последние 8 колонок не использовались), всего на одну перфокарту можно было записать 24 машинных слова.

При работе с перфокартами в текстовом режиме каждая колонка обозначает один символ; таким образом, одна перфокарта представляет строку из 80 символов. Допускаются лишь некоторые комбинации пробивок. Наиболее просто кодируются цифры — одной пробивкой в позиции, обозначенной данной цифрой. Буквы и другие символы кодируются несколькими пробивками в одной колонке. Отсутствие пробивок в колонке означает пробел (в отличие от перфоленты, где отсутствие пробивок означает пустой символ, NUL). В системе IBM/360 были определены комбинации пробивок для всех 256 значений байта (например, пустой символ NUL обозначался комбинацией 12-0-1-8-9), так что фактически в текстовом режиме можно было записывать и любые двоичные данные.

Для удобства работы с текстовыми данными вдоль верхнего края перфокарты часто печатались те же символы в обычном человекочитаемом виде.

Пример кода

Следует заметить, что везде одинаково кодировались только цифры и латинские буквы; в кодировании остальных символов существовал большой разнобой.

Источник