Διάτρητη κάρτα

Μια διάτρητη κάρτα είναι ένα κομμάτι χαρτονιού που αποθηκεύει ψηφιακά δεδομένα χρησιμοποιώντας διάτρητες οπές. Οι διάτρητες κάρτες χρησιμοποιούνταν ευρέως για την επεξεργασία δεδομένων και τον έλεγχο αυτοματοποιημένων μηχανών.

Η χρήση τους ήταν διαδεδομένη κατά τον 20ό αιώνα, όπου οι μηχανές επεξεργασίας διάτρητων καρτών (unit record equipment), οργανωμένες σε συστήματα επεξεργασίας δεδομένων, βασίζονταν στς διάτρητες κάρτες για την εισαγωγή, την έξοδο και την αποθήκευση δεδομένων. Η μορφή διάτρητης κάρτας της IBM με 12 σειρές και 80 στήλες επικράτησε στη βιομηχανία. Πολλοί από τους πρώτους ψηφιακούς υπολογιστές χρησιμοποιούσαν διάτρητες κάρτες ως το κύριο μέσο εισαγωγής τόσο των προγραμμάτων, όσο και των δεδομένων. Η εισαγωγή δεδομένων σε μια διάτρητη κάρτα μπορούσε να γίνει μέσω μιας διάτρητης μηχανής (keypunch).

Αν και οι διάτρητες κάρτες θεωρούνται πλέον απαρχαιωμένες ως μέσο αποθήκευσης, μέχρι και το 2012 ορισμένες εκλογικές μηχανές εξακολουθούσαν να τις χρησιμοποιούν για την καταγραφή ψήφων. Επιπλέον, οι διάτρητες κάρτες είχαν σημαντικό πολιτισμικό αντίκτυπο κατά τον 20ό αιώνα.

 Ιστορία 
Η ιδέα για τον έλεγχο και την αποθήκευση δεδομένων μέσω διάτρητων οπών αναπτύχθηκε ανεξάρτητα σε πολλές περιπτώσεις κατά τη σύγχρονη περίοδο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι καθένας από τους εφευρέτες είχε επίγνωση των προγενέστερων εργασιών.

 Πρώτη εμφάνιση 
Ο Basile Bouchon ανέπτυξε το σύστημα ελέγχου ενός αργαλειού μέσω διάτρητων οπών σε χάρτινη ταινία το 1725. Το σχέδιο βελτιώθηκε από τον βοηθό του, Jean-Baptiste Falcon, και αργότερα από τον Jacques Vaucanson. Παρόλο που αυτές οι βελτιώσεις επέτρεπαν τον έλεγχο των μοτίβων ύφανσης, εξακολουθούσαν να απαιτούν έναν βοηθό για τον χειρισμό του μηχανισμού.

Το 1804, ο Ζοζέφ Μαρί Ζακάρ παρουσίασε έναν μηχανισμό για την αυτοματοποίηση της ύφανσης με αργαλειό. Ένας αριθμός διάτρητων καρτών συνδέονταν σε μια αλυσίδα οποιουδήποτε μήκους. Κάθε κάρτα περιείχε τις οδηγίες για την ανύψωση και τη χαμήλωση των νημάτων στο στημόνι καθώς και για την επιλογή της σαΐτας σε κάθε πέρασμα.

Ο Semyon Korsakov φημολογείται ότι ήταν ο πρώτος που πρότεινε τη χρήση διάτρητων καρτών στην πληροφορική για την αποθήκευση και αναζήτηση πληροφοριών. Ο Korsakov ανακοίνωσε τη νέα του μέθοδο και τις μηχανές τον Σεπτέμβριο του 1832.

Ο Τσαρλς Μπάμπατζ πρότεινε τη χρήση «Αριθμητικών Καρτών» (Number Cards), «διάτρητων με οπές σε συγκεκριμένα σημεία και τοποθετημένων απέναντι από μοχλούς συνδεδεμένους με έναν μηχανισμό αριθμητικών τροχών... καθώς προωθούνται, πιέζουν μέσα τους μοχλούς που δεν έχουν αντίστοιχες οπές στις κάρτες, μεταφέροντας έτσι τον αριθμό μαζί με το πρόσημό του», στη σχεδίαση της Μονάδας Αποθήκευσης της Υπολογιστικής Μηχανής του (Calculating Engine's Store). Δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι κατασκεύασε κάποιο πρακτικό δείγμα.

Το 1881, ο Jules Carpentier ανέπτυξε μια μέθοδο καταγραφής και αναπαραγωγής εκτελέσεων σε αρμόνιο χρησιμοποιώντας διάτρητες κάρτες. Το σύστημα ονομάστηκε Mélographe Répétiteur και «καταγράφει συνηθισμένη μουσική που παίζεται στο πληκτρολόγιο στη γλώσσα του Jacquard», δηλαδή ως διάτρητες οπές σε μια σειρά καρτών. Μέχρι το 1887, ο Carpentier είχε διαχωρίσει τον μηχανισμό σε δύο συσκευές: το Melograph, το οποίο κατέγραφε τα πατήματα των πλήκτρων του εκτελεστή, και το Melotrope, το οποίο αναπαρήγαγε τη μουσική.

 20ός αιώνας 
Στα τέλη του 19ου αιώνα, ο Χέρμαν Χόλεριθ δημιούργησε μια μέθοδο καταγραφής δεδομένων σε ένα μέσο που μπορούσε στη συνέχεια να διαβαστεί από μηχανή, αναπτύσσοντας έτσι την τεχνολογία επεξεργασίας δεδομένων μέσω διάτρητων καρτών για την απογραφή των ΗΠΑ του 1890. Οι μηχανές ταξινόμησης του Χόλεριθ διάβαζαν και συνοψίζαν δεδομένα αποθηκευμένα σε διάτρητες κάρτες, εγκαινιάζοντας τη χρήση τους για κυβερνητική και εμπορική επεξεργασία δεδομένων.

Αρχικά, αυτές οι μηχανές μετρούσαν μόνο τον αριθμό των οπών, αλλά από τη δεκαετία του 1920 διέθεταν μονάδες για βασικές αριθμητικές πράξεις.  Ο Χόλεριθ ίδρυσε την Tabulating Machine Company (1896), μία από τις τέσσερις εταιρείες που συγχωνεύθηκαν μέσω εξαγοράς μετοχών, για να δημιουργήσει το 1911 την Computing-Tabulating-Recording Company (CTR), η οποία μετονομάστηκε σε International Business Machines Corporation (IBM) το 1924.

Άλλες εταιρείες που εισήλθαν στον τομέα των διάτρητων καρτών περιλαμβάνουν τη The Tabulator Limited (Βρετανία, 1902), τη Deutsche Hollerith-Maschinen Gesellschaft mbH (Dehomag), (Γερμανία, 1911), την Powers Accounting Machine Company (ΗΠΑ, 1911), τη Remington Rand (ΗΠΑ, 1927) και τη H.W. Egli Bull (Γαλλία, 1931). Αυτές οι εταιρείες, μεταξύ άλλων, κατασκεύαζαν και διέθεταν στην αγορά διάφορες διάτρητες κάρτες και μηχανές καταγραφής δεδομένων, ακόμα και μετά την ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών τη δεκαετία του 1950.

Τόσο η IBM όσο και η Remington Rand συνέδεαν την πώληση διάτρητων καρτών με την ενοικίαση των μηχανών τους, παραβιάζοντας τον Clayton Antitrust Act του 1914 στις ΗΠΑ. Το 1932, η αμερικανική κυβέρνηση οδήγησε και τις δύο εταιρείες στο δικαστήριο. Η Remington Rand προχώρησε γρήγορα σε συμβιβασμό, ενώ η IBM υποστήριξε ότι προσέφερε μια συνολική υπηρεσία, με τις διάτρητες κάρτες να αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των μηχανών της. Η υπόθεση έφτασε μέχρι το Ανώτατο Δικαστήριο των ΗΠΑ, το οποίο το 1936 αποφάνθηκε εναντίον της IBM, επιτρέποντάς της μόνο να καθορίζει τις προδιαγραφές των καρτών .

Το 1937, η IBM είχε 32 πιεστήρια στο Endicott, Νέα Υόρκη, τα οποία εκτύπωναν, έκοβαν και στοιβάζαν καθημερινά από πέντε έως δέκα εκατομμύρια διάτρητες κάρτες. Οι διάτρητες κάρτες χρησιμοποιούνταν ακόμα και ως νομικά έγγραφα, όπως κυβερνητικές επιταγές και κρατικά ομόλογα αποταμίευσης.

Κατά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, ο εξοπλισμός διάτρητων καρτών χρησιμοποιήθηκε από τους Συμμάχους για την αποκρυπτογράφηση επικοινωνιών του Άξονα. Στο Μπλέτσλεϊ Παρκ στην Αγγλία, παράγονταν περίπου 2 εκατομμύρια διάτρητες κάρτες την εβδομάδα, γεγονός που δείχνει το τεράστιο μέγεθος της επιχείρησης. Αντίστοιχα, στη Ναζιστική Γερμανία, οι διάτρητες κάρτες χρησιμοποιήθηκαν για απογραφές σε διάφορες περιοχές και άλλες εφαρμογές.

Η τεχνολογία διάτρητων καρτών εξελίχθηκε σε ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία επιχειρηματικών δεδομένων. Μέχρι το 1950, οι διάτρητες κάρτες ήταν ευρέως διαδεδομένες στη βιομηχανία και τη δημόσια διοίκηση. Μάλιστα, η προειδοποίηση "Do not fold, spindle or mutilate" (Μην τσακίζετε, μην τρυπάτε, μην καταστρέφετε) που εμφανιζόταν σε κάρτες που χρησιμοποιούνταν ως έγγραφα όπως επιταγές και λογαριασμοί κοινής ωφέλειας, έγινε σλόγκαν της μεταπολεμικής εποχής.

Το 1956, η IBM υπέγραψε δικαστικό συμβιβασμό, συμφωνώντας, μεταξύ άλλων, ότι μέχρι το 1962 δεν θα κατείχε πάνω από το 50% της παραγωγικής ικανότητας διάτρητων καρτών στις ΗΠΑ. Αυτή η απόφαση, η οποία θεωρήθηκε κρίσιμη για το μέλλον της IBM, σφράγισε τη μεταβίβαση εξουσίας από τον Thomas Watson Sr. στον γιο του, Tom Watson Jr.

Κατά τη δεκαετία του 1950, η εισαγωγή μαγνητικής ταινίας για την καταχώριση δεδομένων μέσω του Univac UNITYPER σηματοδότησε την αρχή της παρακμής των διάτρητων καρτών. Κατά τη δεκαετία του 1960, οι διάτρητες κάρτες αντικαταστάθηκαν σταδιακά από τη μαγνητική ταινία ως κύριο αποθηκευτικό μέσο, καθώς οι υπολογιστές έγιναν πιο προηγμένοι. Το 1965, η Mohawk Data Sciences παρουσίασε έναν κωδικοποιητή μαγνητικής ταινίας, ένα σύστημα που προοριζόταν να αντικαταστήσει τις διάτρητες μηχανές εισαγωγής δεδομένων (keypunches). Ωστόσο, οι διάτρητες κάρτες παρέμειναν σε χρήση έως τα μέσα της δεκαετίας του 1980, όταν οι χαμηλότερου κόστους μαγνητικοί δίσκοι και οι φθηνότεροι υπολογιστές με διαδραστικούς τερματικούς σταθμούς τις παραγκώνισαν. Ωστόσο, η επιρροή τους συνεχίζει να υφίσταται σε πολλές τυποποιημένες συμβάσεις και μορφότυπους αρχείων. Τα τερματικά που αντικατέστησαν τις διάτρητες κάρτες, όπως το IBM 3270, διατηρούσαν την οθόνη των 80 στηλών κειμένου, ώστε να παραμένουν συμβατά με το λογισμικό της εποχής. Ακόμη και σήμερα, ορισμένα προγράμματα συνεχίζουν να λειτουργούν με βάση το όριο των 80 χαρακτήρων ανά γραμμή, αν και αυτό μειώνεται καθώς τα σύγχρονα συστήματα χρησιμοποιούν γραφικά περιβάλλοντα με γραμματοσειρές μεταβλητού πλάτους.

 Ονοματολογία 
Οι όροι διάτρητη κάρτα, κάρτα διάτρησης και punchcard χρησιμοποιούνταν ευρέως, όπως και οι όροι κάρτα IBM και κάρτα Hollerith (από τον Herman Hollerith). Η IBM χρησιμοποιούσε αρχικά τον όρο "κάρτα IBM", αργότερα "διάτρητη κάρτα", "κάρτα" ή "κάρτες". Οι διαφορετικές μορφές καρτών προσδιορίζονταν συχνά από τον αριθμό των διαθέσιμων χαρακτήρων ανά στήλη, π.χ. κάρτα 80 στηλών. Μια ακολουθία καρτών που εισάγεται ή εξάγεται από ένα στάδιο επεξεργασίας μιας εφαρμογής ονομάζεται πακέτο καρτών (card deck) ή απλώς πακέτο (deck). Τα ορθογώνια, στρογγυλά ή οβάλ κομμάτια χαρτιού που αφαιρούνταν κατά τη διάτρηση ονομάζονταν chad ή chip (στην ορολογία της IBM). Οι διαδοχικές στήλες μιας κάρτας που προορίζονται για συγκεκριμένη χρήση, όπως ονόματα, διευθύνσεις, πολυψήφιοι αριθμοί, κ.λπ., ονομάζονται πεδία (fields). Η πρώτη κάρτα μιας ομάδας καρτών, η οποία περιέχει σταθερές ή ενδεικτικές πληροφορίες για την ομάδα, ονομάζεται κύρια κάρτα (master card). Οι κάρτες που δεν είναι κύριες, ονομάζονται λεπτομερείς κάρτες (detail cards).

 Παραγωγή 
Ο Φρεντ Μ. Κάρολ της IBM ανέπτυξε μια σειρά από περιστροφικά πιεστήρια που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή διάτρητων καρτών, συμπεριλαμβανομένου ενός μοντέλου του 1921 που λειτουργούσε με 460 κάρτες ανά λεπτό (cards per minute - cpm). Το 1936 παρουσίασε ένα εντελώς διαφορετικό πιεστήριο που λειτουργούσε με 850 cpm. Το υψηλής ταχύτητας πιεστήριο του Κάρολ, το οποίο περιείχε έναν κυλινδρικό εκτυπωτή, έφερε επανάσταση στη διαδικασία κατασκευής διάτρητων καρτών από την εταιρεία. Εκτιμάται ότι μεταξύ 1930 και 1950, το πιεστήριο του Κάρολ αντιστοιχούσε σε έως και 25 τοις εκατό των κερδών της εταιρείας.

Απορριφθέντα εκτυπωτικά καλούπια από αυτά τα πιεστήρια καρτών, το καθένα στο μέγεθος μιας κάρτας IBM και σχηματισμένο σε κύλινδρο, συχνά χρησιμοποιούνταν ως δοχεία για στυλό ή μολύβια γραφείου, και ακόμη και σήμερα θεωρούνται συλλεκτικά αντικείμενα της IBM (κάθε διάταξη κάρτας είχε το δικό της εκτυπωτικό καλούπι).

Στα μέσα της δεκαετίας του 1930, ένα κουτί με 1.000 κάρτες κόστιζε 1,05 δολάρια (ισοδύναμο με 24 δολάρια το 2024).

 Πρότυπα 

 ANSI INCITS 21-1967 (R2002), Rectangular Holes in Twelve-Row Punched Cards (προηγουμένως ANSI X3.21-1967 (R1997)) Καθορίζει το μέγεθος και την τοποθεσία των ορθογώνιων οπών σε 12-στηλες διάτρητες κάρτες πλάτους 3+1⁄4-ιντσών (83 χιλιοστά).
 ANSI X3.11-1990 American National Standard Specifications for General Purpose Paper Cards for Information Processing
 ANSI X3.26-1980 (R1991) Hollerith Punched Card Code
 ISO 1681:1973 Information processing – Unpunched paper cards – Specification
 ISO 6586:1980 Data processing – Implementation of the ISO 7- bit and 8- bit coded character sets on punched cards. Καθορίζει ISO 7-bit και 8-bit σετ χαρακτήρων σε διάτρητες κάρτες, όπως και την αναπαράσταση συνδυασμών 7-bit και 8-bit σε 12-στηλες διάτρητες κάρτες. Προερχόμενο από και συμβατό με τον Hollerith Code, εξασφαλίζει τη συμβατότητα με τα υπάρχοντα αρχεία διάτρητων καρτών.

 Συσκευές διάτρητης κάρτας 
Η επεξεργασία των διάτρητων καρτών γινόταν με τη χρήση διαφόρων μηχανών, όπως:

 Διάτρητες μηχανές (Keypunches) – Μηχανές με πληκτρολόγιο όπου οι διάτρητες κάρτες χρησιμοποιούνταν για την εισαγωγή δεδομένων από τον χειριστή.
 Μηχανές επεξεργασίας διάτρητων καρτών (Unit record equipment) – Μηχανές που επεξεργάζονταν δεδομένα διάτρητων καρτών. Χρησιμοποιήθηκαν πριν από τη διάδοση των ψηφιακών υπολογιστών και περιλάμβαναν ταξινομητές καρτών, μηχανές ταξινόμησης, μηχανές καταχώρισης και διάφορες άλλες συσκευές.
 Αναγνώστης διάτρητων καρτών υπολογιστή (Computer punched card reader) – Συσκευή εισόδου υπολογιστή που διάβαζε εκτελέσιμα προγράμματα και δεδομένα από διάτρητες κάρτες υπό τον έλεγχο του υπολογιστή. Οι πρώτοι αναγνώστες καρτών μπορούσαν να διαβάζουν έως 100 κάρτες το λεπτό, ενώ οι παραδοσιακοί "υψηλής ταχύτητας" αναγνώστες μπορούσαν να διαβάζουν περίπου 1.000 κάρτες το λεπτό.
 Διάτρητη μηχανή υπολογιστή (Computer card punch) – Συσκευή εξόδου υπολογιστή που δημιουργούσε οπές σε κάρτες υπό τον έλεγχο του υπολογιστή.
 Μηχανές ψηφοφορίας (Voting machines) – Χρησιμοποιήθηκαν μέχρι και τον 21ο αιώνα.

 Δείτε επίσης 

 Ιστορία των υπολογιστών

 Παραπομπές 

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι