Manuaaliset reikäkortit

Manuaaliset reikäkortit eli käsin käytettävät reikäkortit olivat tiedon tallentamiseen käytettäviä pahvi- tai paperikortteja, joiden avulla tiedonhaku suoritettiin manuaalisesti. Reikäkortti sai alkunsa jo 1800-luvun puolella, mutta se yleistyi käytössä vasta 1900-luvun alku- ja keskivuosikymmenillä. Manuaalisia reikäkortteja olivat esimerkiksi neulakortit (eng. edge-notched cards) ja tirkistyskortit (eng. peek-a-boo cards), jotka erosivat toisistaan toimintaperiaatteeltaan. Yksi neulakortti esitti yhtä dokumenttia, kun taas yksi tirkistyskortti esitti yhtä asiasanaa. Reikäkortit mahdollistivat useiden asiasanojen yhtäaikaiseen etsinnän (eng. coordinate searching).

”Reikäkortit eivät voi tehdä kaikista monimutkaisista ongelmista yksinkertaisia, mutta ne voivat tehdä joistain monimutkaisista ongelmista vähemmän monimutkaisia ja joistain yksinkertaisista ongelmista vähemmän ikävystyttäviä ja vähemmän aikaa vieviä.” - Robert S. Casey ja James W. Perry, 1951

Taustaa

Joseph Marie Jacquard

Reikäkorttihistorian voi sanoa alkaneen Joseph Marie Jacquardin (1752–1834) keksinnöstä. Hän kehitti 1800-luvun alussa ensimmäisenä teollisena pidetyn reikäkorttikoneen, kutomakoneen. Keksinnön ideana Jacquardin kutomakoneessa oli käyttää rei’itettyjä kortteja kuvioiden tekemiseen kankaalle tekniikan avulla, tähän saakka kaikki oli tehty käsin. Rei’itetyt kortit ohjasivat loimilankojen asentoja ja näin pystyttiin eri korttiyhdistelmien avulla luomaan erilaisia kuvioita kankaille automatisoidusti. Jacquardin avoin reikä/suljettu reikä -mekanismi, jolla kuvioita luotiin, oli ensimmäinen ohjelmoitu binäärijärjestelmä, jonka tekniikka on nähtävissä tietokoneissa vuosisata hänen keksintönsä jälkeen. Hänen keksintönsä käyttää rei’itettyjä kortteja on ollut tietokoneen lisäksi innoittajana myös monille muille keksinnöille.

Herman Hollerith

Toinen tärkeä reikäkorttien parissa työskennellyt henkilö oli Herman Hollerith (1860–1929). Hän oli yksi niistä keksijöitä, joka käytti Joseph Marie Jacguardin kutomakoneessa käyttämää ideaa reikäkorteista hyväkseen omassa keksinnössään. Hollerith oli ensimmäinen, joka käytti reikäkortteja tiedon käsittelemiseen ja tallentamiseen. Hänen keksimänsä kone USA:n väestönlaskentaan voitti kilpailun 1890. Tämän ”taulukointikoneen” avulla pystyttiin käsittelemään rei’itettyjen korttien avulla väestönlaskenta hyvin tehokkaasti. Herman Hollerithilla on ollut suuri vaikutus ohjelmoinnin ja tietokoneiden synnylle ja kehittymiselle. Hänen perustamastaan yhtiöstä on aikojen saatossa tullut IBM.

Manuaaliset reikäkortit

1900-luvulla teknologistuvien reikäkorttikoneiden lisäksi tiedonhakua ja -käsittelyä suoritettiin myös manuaalisesti, käsin lajiteltavilla reikäkorteilla.

Neulakortit

Neulakortti eli edge-notched card keksittiin 1896 ja sitä käytettiin läpi 1900-luvun. Ennen tietokoneiden keksimistä oli vain muutamia keinoja käsitellä manuaalisesti suuria tietomääriä enemmän kuin yksi käsite kerrallaan ja neulakortti oli yksi niistä. Tietokonetermein, neulakortissa pystyi käyttämään TAI-operaattoria.

Neulakortti oli ohut kortti, jonka reunoille oli painettu reiät. Koko vaihteli pienestä 10,16 cm (4 inch) x 6,35 cm (2,5 inch) kokoisesta kortista aina suurimpaan 30,48 cm (12 inch) x 22,86 cm (inch) korttiin saakka. Reikiä kortissa saattoi olla vain yhdellä reunalla tai kaikilla neljällä reunalla. Myös reikien välitys vaihteli, mutta yleensä reikiä oli 4-5 kpl 2,5 cm (inch) matkalla. Suosituin korttikoko oli 15,24 cm (6 inch) x 10,16 cm (4 inch) 81 reiällä, joista 75 oli numeroitu. Reunan lähellä olevia reikiä oli syytä välttää, joten sen vuoksi käytettävissä oli vain 75 reikää. Jokaisen kortin oikean yläreunan kulma oli poistettu, jotta tiedettiin miten päin kortin kuului olla. Kortteja pystyi myös teettämään omien mittojen mukaan, mutta tämä oli kallista ja valmiit standardoidut mitat soveltuivat useamman käyttöön.

Neulakortteja käytettiin siten, että erityisellä ”rei'ittimellä” tehtiin reiät tiettyihin kortinreikiin, niin että kortin reuna jäi avoimeksi rei'ityksen jälkeen. Haluttaessa etsiä tiettyä tietoa, työnnettiin neula korttien läpi tästä tietystä reiästä ja ravisteltiin ja ne kortit, jotka putosivat eivätkä jääneet neulaan olivat oikeita, tarvittavia kortteja. Kortteja, jotka sisälsivät tiettyä informaatiota. Tämä tiedonhallinta ja -käsittelytapa oli edullinen, sillä ainut mitä tarvitsi olivat neulakortit, rei'itin, neula ja jokin ”laatikko”, jossa säilyttää kortteja. Informaatio, joka kortteihin haluttiin, kirjoitettiin kortin keskelle, esimerkiksi kirjastoissa tähän voitiin sijoittaa kirjoittajan nimi, kirjan nimi, lyhyt tiivistelmän ja muita tietoja esim. teoksen paikkatiedot. Tämä korttiin kirjoitettu informaatio siirrettiin myös kortin reunoilla oleviin reikiin, jotta tietoa voitiin hakea ja löytää. Tämä prosessi oli nimeltään koodaus.

Yleisimmässä reikäkortissa, jossa oli 75 kappaletta reikiä, pystyttiin koodaamaan yhtä monta asiasanaa yhteen korttiin. Jokainen reikä edusti eri asiaa. Löytääkseen tämän kyseinen asian, jota etsittiin, täytyi vain löytää tämä kyseinen reikä, jonka takana tieto on. Tätä sanottiin niin sanotuksi suoraksi koodaukseksi, jonka hyvinä puolina ovat nopeus ja pääsy heti siihen tiettyyn etsittyyn tietoon. Tämän vuoksi tätä oli suositeltua käyttää, jos se oli vain mahdollista. Esimerkiksi kouluissa oppilasrekisterissä käytettynä tämä tarkoittaisi sitä, että kortissa olisi suorassa koodauksessa reiät sukupuoli, kieli, kansallisuus jne.. ja tästä oikeat rei'ittämällä saataisiin kerättyä oikea tieto.

Monissa tilanteissa 75 kohtaa oli kuitenkin liian vähän esimerkiksi kirjailijoille ja laajoille aihealueille, ja tällöin jouduttiin turvautumaan epäsuoraan koodaukseen. Siinä reiät jaettiin esim. 4-6 reiän ryhmiin, niiden muodostaen kentän. Jokaiselle kentälle oli monta erilaista koodaustapaa, jolla jokaisella oli hyvät ja huonot puolensa. Koodaustapa vaihtoehtoja olivat suoran koodauksen lisäksi, 7421 koodaus, 7421S0 koodaus, pyramidi koodaus ja binäärikoodaus.

Tirkistyskortit

Tirkistyskortit (eng. peek-a-boo cards tai optical coincidence cards) kehiteltiin neulakorttien jälkeen 1940-luvulla. Tirkistyskorttien tunnetuin kehittäjä oli brittiläinen W.E. Batten. Batten työskenteli toisen maailmansodan aikana vuonna 1944 kemianteollisuuden patenttien parissa, kun hän keksi uudenlaisen tavan indeksoida ja hakea dokumentteja. Keksintö sai nimen tirkistyskortti.

Patenttitoimiston lopetettua kemianteollisuuden abstraktien julkaisu niiden organisointi lankesi Battenille, joka abstraktien määrän kasvaessa koki tarvitsevansa keinon niiden indeksointiin. Ratkaisun ongelmaansa hän keksi tarkastellessaan kahteen eri aiheeseen liittyvää patenttilistaa. Löytääkseen listoista dokumentin, joka kertoo molemmista aiheista, Battenin piti käydä molemmat listat läpi erikseen ja ottaa ylös niiden dokumenttien nimekkeet, jotka toistuivat molemmissa listoissa. Tämä oli aikaa vievää ja vaivalloista. Prosessia helpottaakseen Batten keksi muuttaa listat ruudukoiksi, joka muodostui useista neliöistä. Jokaiselle dokumentille varattiin ruudukosta oma tilansa. Vastauksen kahteen samanaikaiseen asiasanaan sai asettamalla ruudukot päällekkäin, jolloin näkyviin tulivat ne dokumentit, jotka täyttivät haun kaikki ehdot. Näin neulakorttien idea yhdestä dokumenttia esittävästä kortista muuttui ideaksi yhdestä kortista, joka esittää yhtä asiasanaa. 

Battenin alkuperäinen korttimalli oli 20x20 ruudukko, joka sisälsi 400 neliötä. Jokainen kortti oli nimetty jonkin asiasanan mukaan: kuten esimerkiksi “polymerointi” tai “vinyylikloridi” kemiaa käsittelevien dokumenttien kohdalla. Indeksoitavat dokumentit - Battenin tapauksessa patentit - saivat jokainen oman numeron, jonka avulla ne voitiin tunnistaa kortin ruudukosta. Dokumentti voi esimerkiksi saada luvun 14 ja jos kyseinen dokumentti käsitteli polymerointia, polymerointi-kortin neljänteentoista ruutuun puhkaistiin reikä. Jos dokumentti 14 käsitteli polymeroinnin lisäksi myös vinyylikloridia, myös vinyylikloridi-kortin 14:s ruutu rei’itettiin. Kun molemmat kortit laitettiin päällekkäin valoa vasten, valo paistoi niiden reikien läpi, jotka käsittelivät molempia aiheita. Tässä tapauksessa dokumentti 14 olisi saatu vastaukseksi. Hakea voitiin samanaikaisesti usealla eri asiasanalla asettamalla asiasanojen tirkistyskortit päällekkäin. Tirkistyskorteilla voitiin lisäksi tehdä Boolen algebran mukaisten JA-hakujen lisäksi myös TAI- ja EI-hakuja, kunhan haut vain tehtiin sarjoissa.

Samankaltaiselle tekniikalle, jota tirkistyskorteissa käytettiin, oli ainakin kolme eri patenttia jo vuosilta 1915, 1920 ja 1923. Tekniikka käytettiin kuitenkin erilaisiin tarkoituksiin kuin mihin Batten sitä hyödynsi. Tekniikkaa käytettiin mm. lintulajien ja mineraalien tunnistamiseen, puheluiden yhdistämiseen ja numeroarvauspelissä. Indeksoinnin ja tiedonhaun saralla Batten kuitenkin keksi tekniikan ensimmäisenä. Batten julkaisi ensimmäisen kuvauksen tirkistyskorteissa käytetystä tekniikasta vuonna 1947. Batten oli kokeillut järjestelmäänsä Hollerithin korteilla, joihin mahtui kaksinkertainen määrä dokumentteja kuin Battenin alkuperäisiin kortteihin. Niinpä nämä suuremman kapasiteetin kortit korvasivat alkuperäiset. Vuoteen 1951 mennessä Battenin tekniikkaan perustuvista kortteista oli käytössä eri versioita. Niiden kapasiteetti vaihteli 400 dokumentista 2800:aan ja jopa 4000 dokumenttiin. 

Alkuperäisen keksinnön jälkeen muutkin kehittelivät tirkistyskorteista omia mallejaan, jotka toimivat samalla periaatteella kuin alkuperäinen tirkistyskorttikin. Erooppalaiset tiedonhaku- ja organisointijärjestelmät Selecto, Sphinxo ja Ekaha ovat esimerkkejä näistä. Selecton luoja oli ranskalainen insinööri G. Cordonnier ja tuotetta myi pariisilainen Mirodoc-yhtiö noin vuodesta 1950 lähtien. Selecton 15x21cm kortti sisälsi 12500 dokumenttia ja oli näin hyvin edistynyt järjestelmä. Toinen pariisilaisfirma tuotti tirkistyskortti Sphinxoa vuodesta 1957, mutta korttiin mahtui vain 1000 dokumenttia. Ekaha-tirkistyskortin tuottaja oli saksalainen Edler & Krische -yhtiö. Sen kapasiteetti oli 7000 dokumenttia. Berliiniläinen Allfrom Buro -organisaatio tuotti myös tirkistyskortteja. Lisäksi Malcolm Ferguson -niminen kirjastonhoitaja kehitti Termatrex-nimisen mallin tirkistyskorteista. Battenin tirkistyskorteilla ei missään vaiheessa ollut myyjiä tai sponsoreita. Vasta Selecto- ja Sphinxo-tirkistyskorttien ilmestyessä markkinoille 1950-luvulla varsinainen tuotanto alkoi.
 
Battenin tirkistyskortit olivat pohjana Mortimer Tauben vuonna 1952 kehittelemälle Uniterm-systeemille. Ne olivat kapasiteetiltaan 10,2 kertaa suurempia kuin Battenin kortit. Taube suunnitteli systeeminsä organisaatioita varten eikä niinkään pienten kokoelmien käyttöön. Sekä Tauben Uniterm-järjestelmä että Battenin tirkistyskortit ajautuivat kehittyksessään lopulta pelkkien numeroiden antamiseen vastaukseksi dokumenttien nimekkeiden sijaan, mikä pidensi ja hankaloitti tiedonhakua.

Hyödyt ja haitat

Kirjastoissa ja tietopalveluissa manuaalisesti käytettävistä reikäkorteista useimmiten käyttöön valittiin tirkistyskortit neulakorttien sijaan. Näillä pystyttiin etsimään neulakortteihin verrattuna nopeammin tietoja suurista tiedostoista. Neulakortit sen sijaan soveltuivat hyvin kohteisiin, joissa oli vain pieni määrä tallennettavia dokumentteja, kuten yksityiseen kokoelmaan, sillä ne veivät tirkistyskortteja vähemmän tilaa ja olivat kustannuksiltaan halvempia.

Suurimman ongelman reikäkorteille tuotti niiden koko. Yhden neulakortin marginaaliin voi mahduttaa vain tietyn määrän lovia eli toisin sanoen sen muisti ei ollut kovin suuri. Vaikka tirkistyskortteihin mahtui enemmän tietoa, oli senkin ruudukko rajallinen. Jotta reikäkortteihin olisi saatu enemmän muistia, olisi niiden koko kasvanut niin isoksi, että niiden käyttö olisi ollut hankalaa.

Vaikka neula- ja reikäkortit toimivatkin hyvin asiasanoilla, joita niissä käytettiin, systeemi ei kuitenkaan ollut kovin kattava. Dokumentit luokiteltiin niiden aiheiden mukaan asiasanojen avulla. Asiasanat olivat kuitenkin melko yleisiä eivätkä siis kovin tarkkoja Tästä prosessista jäi sivuun dokumentin näkökulma asiasanaan, se miten se aihettaan käsittelee. Tiedon tallennuksessa reikäkortteihin dokumenttia kuvaamaan valitut asiasanat irrotettiin myös luonnollisen kielen kontekstistaan.

Manuaalisten reikäkorttien ohella ja jälkeen

Reikäkorttien keksimisen aikaan oli käytössä tai kehitteillä myös useita muita tiedontallennus ja -hakumenetelmiä. Yleisesti ottaen tiedontallennus- ja organisointityötä, niin reikäkorttien kuin muidenkin järjestelmien osalta, vauhditti merkittävästi toinen maailmansota. Osapuolivaltioiden oma tieteellinen kehitys vilkastui huomattavasti tänä aikana ja sodan jälkeen. Uuden tiedon tallentamiseen ja organisoimiseen tarvittiin uusia tehokkaita järjestelmiä. Tiedon organisointia vaati myös vastapuolelta kerätty tieto, joka haluttiin hyödyntää.

Mikrofilmi

Suosittuja tiedonhaun järjestelmiä olivat mm. mikrofilmiin perustuvat hakuvälineet. Niissä tiedot dokumenteista talletettiin mikrofilmikeloille indeksointitietojen kanssa. Mikrofilmiltä pystyttiin jälkeenpäin tunnistamaan välineistön avulla automaattisesti haluttuja asiasanoja. Yksi tällaista tekniikkaa käyttävistä laitteista oli the Rapid Selector, joka pystyi pyörittämään 60m pituisia mikrofilmikeloja, joihin mahtui 72000 kehyksen verran tietoa. 

Reikäkortit ja filmiteknologia voitiin myös yhdistää. Dokumenttia kuvaava asiasana rei’itettiin korttiin niin kuin reikäkortteihin yleensä, mutta korttiin yhdistettiin myös itse dokumentti filmijaksolla. Nämä paperifilmikortit voitiin järjestää ja organisoida niin kuin reikäkortit yleensä, ja filmiosuudet tarjosivat kortteihin paljon muistia. Paperifilmiä käytettiin myös tekstin varastoimiseen. Lisäksi paperifilmiltä pystyttiin tehtävään varta vasten valmistetun laitteen avulla hakemaan tietoa asiasanojen avulla.

Reikäkorteista tietokoneisiin

Reikäkorteista oli käsin käytettävien mallien lisäksi versioita, joita käytettiin koneistetussa tiedon käsittelyssä. Nämä kortit olivat osa reikäkorttikoneita, jotka toimivat sähkövirran avulla. Yhdysvaltalaisen Herman Hollerithin perustama yritys IBM (International Business Machines) oli reikäkorttikoneiden merkittävin tuottaja ja se tarjosi koneista useita eri malleja. Ensimmäiset IBM:n reikäkorttikoneet otettiin Suomessa käyttöön vuonna 1923. Niitä toi maahan konttorivälineitä välittänyt Systema-yhtiö.

Reikäkorttikoneissa tiedot ja koneen suorittamat ohjelmat tallennettiin pahvikorteille. Reikäkorteissa olevat reiät esittivät jonkin vaihtoehdon toteutumista. Näistä kohdista sähkö pääsi kulkemaan korttipakan läpi laitteen laskuriin. Erilaisia tehtäviä reikäkorttikone määrättiin suorittamaan kytkemällä useita kaapeleita sen paneeliin kiinni. Reikäkorttikoneella ei kuitenkaan ollut omaa muistia, joten johdot jouduttiin aina kytkemään uudelleen jokaista tehtävää varten.  Tämä teki reikäkorttikoneen käytöstä vaivalloista ja aikaa vievää. Reikäkorttikoneista alkunsa saaneet varsinaiset tietokoneet erosivatkin juuri muistin osalta edeltäjistään. Vuonna 1952 markkinoille tullut IBM 701 Calculator oli ensimmäinen IBM:n koneista, jota voitiin kutsua tietokoneeksi sen perusteella, että sillä oli koneellinen muisti, johon voitiin asentaa ohjelmia. Se oli ensimmäinen tietokone, jota käytettiin tiedonhakuun, jossa haettiin usealla asiasanalla samanaikaisesti.

Yksi reikäkorttien käytetyimmistä koneellisesti käytettävistä sovellutuksista oli ns. Mark Sensing-kortti. Mark Sensing-kortti oli normaali reikäkortti, johon oli painettu näkyviin Mark Sensing-merkkien paikat. Näihin paikkoihin voitiin erityisellä Mark Sensing-kynällä viivata kuhunkin sarakkeeseen haluttu arvo. Kortin lukeminen perustui kynällä tehdyn viivan sähköiseen johtavuuteen, näin kortit pystyttiin lukemaan koneellisesti reikäkorttilaitteella ja käsittelemään tietoa. Kyseisiä kortteja käytettiin paljon tilanneissa, jossa tietoa kerättiin muualta. Esimerkiksi sähkömittarin lukijoilla oli mukanaan kyseisiä reikäkortteja, joihin he viivasivat Mark Sensing-kynällä uuden mittarilukeman. Tämän jälkeen jatkokäsittely laskuksi asti suoritettiin koneellisesti.

Alkuvuosien reikäkorttikoneet tarvitsivat henkilöstöä operoimaan isoa konetta, niiden reikäkortit vahingoittuivat helposti ja manuaalisiin reikäkortteihin verrattuna ne olivat hitaita ja kalliita. Uusien mallien tullessa markkinoille reikäkorttikoneet ja myöhemmin tietokoneet paranivat erilaisten ominaisuuksien ja toimintojen ansiosta. Näitä paranneltuja versioita manuaaliset reikäkortit eivät pystyneet enää haastamaan. Tietokoneiden mukaan tulon ja niiden kehityksen myötä manuaaliset järjestelmät korvautuivat koneilla.

Memo Magister

Nykyään käytössä oleva Memo Magister on tavallaan neulakorttien tietokoneella käytettävä vastine, digitaalinen muistiinpanokortisto. Se on suunniteltu apuvälineeksi mm. tutkijoille ja kirjoittajille, jotka joutuvat tekemään laajoja muistiinpanoja. Tässä kortisto-ohjelmassa voit tehdä muistiinpanosi korttiin, koodata kortit, poimia niitä tietyin hakusanoin kokonaiskortistosta ja lajitella järjestykseen oman makunsa mukaan. Memo Magister- ohjelman lomakkeella (kortilla) on 18 kenttää, joihin voi kirjoittaa tekstiä. Haluamansa kortit voi myös tulostaa paperille tai tallentaa yhdeksi tekstitiedostoksi. Esimerkiksi tutkielmaa tehtäessä voi tietokoneen ruudulle hakea kyseiseen lukuun liittyvät muistiinpanokortit ja selata niitä ruudulla, aikaa säästyy ja paperitulosteen määrä vähenee.

Katso myös
Herman Hollerith
Joseph Marie Jacquard
Reikäkorttikone
Reikänauha
Reikäkortti

Lähteet

Aiheesta muualla
Edge-notched card. 
Punched card. 
McBee (edge-notched)-style index card. Video,Youtube.
Kuva neulakortista ja rei’ittimestä.

Tallennusvälineet