Tarxeta perforada

A tarxeta perforada ou simplemente tarxeta é unha lámina feita de cartolina que contén información en forma de perforacións segundo un código binario. Estes foron os primeiros medios utilizados para ingresar información e instrucións a unha computadora nos anos 1960 e 1970. As tarxetas perforadas foron usadas con anterioridade por Joseph Marie Jacquard nos teares da súa invención, de onde pasou ás primeiras computadoras electrónicas. Coa mesma lóxica utilizáronse as cintas perforadas.

Posteriormente as tarxetas perforadas foron substituídas por medios magnéticos e ópticos de ingreso de información. Con todo, moitos dos dispositivos de almacenamento ópticos, por exemplo o CD-ROM, tamén se basean nun método similar ao usado polas tarxetas perforadas, aínda que por suposto os tamaños, velocidades de acceso e capacidade dos medios no século XXI non admiten comparación cos antigos medios de mediados do século XXX.

 Historia 
miniatura|Tarxetas perforadas dun gran órgano de danza
alt=Museum of Science and Industry in Manchester, England.|esquerda|miniatura|Tarxetas perforadas nun tear de Jacquard
En 1725, un francés fillo dun fabricante de órganos, Basile Bouchon, adapta o concepto dos mecanismos de reloxaría utilizados nas caixas de música á tarefa repetitiva dun tear operado a través dunha cinta perforada. Este invento será perfeccionado o 1728 polo seu asistente, Jean-Baptiste Falcon, que utilizará unha serie de tarxetas perforadas ligadas entre elas. En 1745 o enxeñeiro francés e inventor de autómatas mecánicos, Jacques de Vaucanson, aplica os seus coñecementos e crea o primeiro tear automático. Sobre a base destes dous inventos, en 1801 Joseph Marie Jacquard crea un famoso tear mecánico de tarxetas perforadas. Estas permitían que até os usuarios máis inexpertos puidesen elaborar complexos deseños na tea.

O matemático británico Charles Babbage, coñecedor dos traballos de máquinas calculadoras realizadas por Blaise Pascal e Gottfried Leibniz, tentou entre 1833 e 1842 construír varias máquinas que puidesen facer calquera tipo de cálculo, non só os referentes ao cálculo de táboas logarítmicas ou funcións polinómicas. Deseñou en primeiro lugar a máquina diferencial e posteriormente  a máquina analítica. A unha conferencia de Babbage sobre a súa máquina, asistiu unha xove Ada Byron -matemática e escritora británica, filla de Lord Byron- quen dende ese momento quedou absolutamente fascinada deses inventos converténdose, con apenas 18 anos, na máis fiel colaboradora de Babbage, aportando importantes innovacións ao seu proxecto. Xunto á idea de utilizar as tarxetas perforadas para introducir tanto datos como ordes ao sistema, Ada suxeriu o cambio do sistema decimal ao sistema binario. O seu proxecto incluía dispositivos de entrada baseados nas tarxetas perforadas do tear Jacquard, un procesador aritmético, que calculaba números, unha unidade de control que determinaba que tarefa debía ser realizada, un mecanismo de saída e unha memoria onde os números podían ser almacenados até ser procesados. En 1842 o enxeñeiro e matemático italiano Luigi Federico Menabrea escribe Nocións sobre a máquina analítica de Charles Babbage, texto inicialmente publicado en francés. Ada, que nese momento era a esposa do conde de Lovelace e, por iso, levaba o seu apelido, púxose a traducir o libro de Menabrea. Enterado Babbage, animou a Ada Lovelace a comentar a tradución. En setembro de 1843 Lovelace publica na revista Scientific Memoirs, co título de "Sketch of the analytical engine invented by Charles Babbage"​ a tradución do libro de Menabrea engadindo como anexo o seu propio estudo sobre como facer funcionar a máquina, que triplicaba o texto de Menabrea, melloraba o novedoso invento das tarxetas perforadas do francés, mencionado por ela mesma, Jacquard, para que puideran ser reutilizadas nas tarefas cíclicas. Aquilo era o invento das subrutinas, peza chave na programación dos posteriores computadores. Nun dos apartados, describía con detalle as operacións mediante as cales as tarxetas perforadas "tecerían" unha secuencia de números na máquina analítica. O programa confeccionado por Ada Lovelace, sobre tarxetas perforadas, para a Máquina Analítica de Babbage, computaba na Nota G os números de Bernoulli, o que dá idea dos seus coñecementos matemáticos e da súa capacidade para crear un programa, moito máis complexo e ambicioso que os pequenos programas ideados polo propio Babbage. Extrapolaba a primitiva estratexia dos teares a unha máquina de calcular. A idea de reutilizar as tarxetas confeccionadas para certo procedimiento, cada vez que fora necesario, dentro dun mesmo programa, era tan avanzada que nos seguintes cen anos non se escribiu nada mellor nesa materia. Namentres xa se estaba aproveitando a súa aportación na industria téxtil. Este código está considerado como o primeiro algoritmo especificamente deseñado para ser executado por un computador, aínda que ela nunca o puido probar xa que a máquina nunca chegou a construírse.

Herman Hollerith desenvolveu a tecnoloxía de procesamento de tarxetas perforadas de datos para o censo dos Estados Unidos de América de 1890 e fundou a compañía Tabulating Machine Company (1895) a cal foi unha das tres compañías que se uniron para formar a Computing Tabulating Recording Corporation (CTR), logo renombrada IBM. IBM manufacturou e comercializou unha variedade de unidades máquinas de rexistro para crear, ordenar, e tabular tarxetas perforadas, aínda logo de expandirse nas computadoras sobre o final da década do 50. IBM desenvolveu a tecnoloxía da tarxeta perforada como unha ferramenta poderosa para o procesamento de datos empresariais e produciu unha liña extensiva de unidades máquinas de rexistro de propósito xeral. Para o ano 1950, as tarxetas IBM e as unidades máquinas de rexistro IBM volvéronse indispensables na industria e o goberno. Do not fold, spindle or mutilate (Non dobrar, enrolar ou mutilar) é unha versión xeneralizada da advertencia que aparecía nalgunhas tarxetas perforadas, que se converteu nun lema na era da pos-segunda guerra mundial (aínda que moita xente non tiña idea do que significaba spindle).

Dende 1905 até 1955, as tarxetas perforadas foron o primeiro medio para o ingreso e almacenamento de datos, e o procesamento en computación institucional e segundo os arquivos de IBM: «Por 1937 […] IBM tiña 32 prensas traballando en Endicott, N. E., imprimindo, cortando e apilando de 5 a 10 millóns de tarxetas perforadas cada día».IBM Archive: Endicott card manufacturing As tarxetas perforadas eran usadas mesmo como billetes legais, así como cheques e bonos de aforro do goberno dos Estados Unidos de América. Durante a década do 60, as tarxetas perforadas foron gradualmente substituídas como primeira medida por almacenamento de datos en cintas magnéticas, mentres non chegaron computadoras mellores e máis capaces. As tarxetas perforadas foron aínda usadas habitualmente para ingreso de datos e programación até mediados da década de 1970, cando a combinación de almacenamento en discos magnéticos de máis baixo custo e terminais interactivas accesibles sobre minicomputadoras máis baratas fixeron obsoletas as tarxetas perforadas tamén para este rol. Con todo, a súa influencia continúa a través de moitas convencións de estándares e formatos de arquivos. As terminais que substituíron as tarxetas perforadas, por exemplo a IBM 3270, mostraba 80 columnas de texto en modo texto, para compatibilidade co software existente. Algúns programas aínda operan coa convención de 80 columnas de texto, aínda que cada vez menos, mentres que sistemas máis novos empregan unha interface gráfica de usuario con tipos de fontes de ancho variable.

Hoxe en día, as tarxetas perforadas están obsoletas e foron substituídas por outros métodos de almacenamento, excepto para aplicacións especializadas.

 Formatos das tarxetas 
Nas primeiras aplicacións das tarxetas perforadas, todas usaban disposicións especificamente deseñadas e ao principio descoñecíase cal era a súa utilidade. Non foi senón até ao redor de 1928 que as tarxetas perforadas e as máquinas realizáronse "de propósito xeral". Os bits rectangulares, circulares ou ovalados de papel, denominábanse chad (recentemente, chads) ou chips (na xerga IBM). Os datos multicarácter, tales como palabras ou números grandes, conservábanse en columnas adxacentes da tarxeta, coñecidas como campos. Ao grupo de tarxetas chamábaselle mazo. Unha das esquinas superiores da tarxeta aparecía normalmente cortada, de maneira que aquelas tarxetas que non estivesen orientadas correctamente, ou as que tivesen diferentes cortes de esquina, puidesen ser facilmente identificadas. As tarxetas comunmente imprimíanse, para que a posición da fila e columna dunha perforación puidese ser identificada. Para algunhas aplicacións, a impresión podía incluír campos, nomeados e marcados con liñas verticais, logotipos e outros procedementos.
miniatura|260x260px|Cartón estándar 5081 dun fabricante non-IBM
Unha das tarxetas perforadas máis habitual foi a IBM 5081. É máis, era tan común que outros vendedores de tarxetas usaban o mesmo número (ver imaxe á dereita) e até os usuarios coñecían ese número.

 Formatos de tarxetas perforadas de Hollerith 
A tarxeta perforada patentada por Herman Hollerith o 8 de xuño de 1887 e usada nas máquinas tabuladoras mecánicas no censo de 1890 dos Estados Unidos de América, era un anaco de cartolina de ao redor de 90 mm por 215 mm, con orificios redondos e 20 columnas. Esta tarxeta pode ser vista no sitio de Historia da Computación da Universidade de Columbia.Columbia University Computing History: Hollerith 1890 Census Tabulator

Esta tarxeta tiña o tamaño dunha moeda dun dólar estadounidense daquela época. As razóns suxeridas para facela dese tamaño eran as seguintes:

 Hollerith sentiu que a xente as trataría con respecto se as facía dese tamaño.
 As caixas dese tamaño xa estaban dispoñibles a prezos baratos, deseñadas para os bancos para gardar os cartos.
 O equipamento para manexar eses tamaños de papel estaban dispoñibles para a Oficina do Censo dos Estados Unidos como préstamo do Departamento do Tesouro dos Estados Unidos.

Pero non hai evidencia real que probe que algunha destas suxestións sexa correcta.

As tarxetas perforadas de 45 columnas de Hollerith están ilustradas en The application of the Hollerith Tabulating Machine to Brown's Tables of the Moon de Comrie.Plates from: 

 Cartón perforado de 90 caracteres de UNIVAC 
dereita|miniatura|260x260px|Formato en branco dun cartón Remington-Rand UNIVAC. Cartón cortesía do MIT Museum.
O formato da tarxeta perforada de Remington-Rand UNIVAC tiña 45 columnas e buracos redondos, con dous xogos de 6 lugares para perforar en cada unha. As filas de cada xogo se rotulaban como 0, 1/2, 3/4, 5/6, 7/8 e 9.Para o codificado da tarxeta de 90 caracteres, véxase 

 Tarxetas perforadas de formato de 80 columnas de IBM 
miniatura|260x260px|Cartón dun programa en Fortran: Z(1) = E + W(1)
Este formato de tarxeta de IBM, deseñado en 1928, tiña buracos rectangulares, 80 columnas con 12 lugares de perforación cada unha, e un carácter para cada columna. 
IBM Archive: 1928. O tamaño da tarxeta era de exactamente 187,325 mm por 82,55 mm. As tarxetas eran feitas de material liso, de 0,179 mm de ancho. Hai arredor de 143 tarxetas por cada polgada de espesor. En 1964, IBM cambiou de esquinas cadradas a redondeadas.IBM Archive: Old/New-Cards.

As 10 posicións inferiores representaban (de arriba abaixo) os díxitos do 0 ao 9. As dúas posicións superiores dunha columna eran chamadas perforación de zona 12 (superior), e perforación de zona 11. Orixinalmente só se codificaba información numérica, cunha perforación por columna, indicando o díxito. Podían ser agregados signos a un campo sobreperforando o bit menos significativo cunha perforación de zona: 12 para suma e 11 para resta. As perforacións de zona tamén tiñan outros usos no procesamento, como indicar un rexistro mestre.

Máis tarde foron introducidos códigos para letras maiúsculas e caracteres especiais. Unha columna con dúas perforacións (zona [12,11,0] + díxito [1-9]) era unha letra; 3 perforacións (zona [12,11,0] + díxito [2-4] + 8) era un carácter especial. A introdución do EBCDIC en 1964 permitiu columnas con até 6 perforacións (zonas [12,11,0,8,9] + díxito [1-7]). IBM e outros fabricantes usaron codificaciones moi diferentes para caracteres de tarxetas de 80 columnas.   
esquerda|miniatura|250x250px|Tarxeta perforada binaria
Para algunhas aplicacións de computadora, foron usados formatos de números binarios, onde cada buraco representaba un único díxito binario (bit), cada columna (ou fila) era tratada como un campo dun bit simple, e calquera combinación de buracos estaba permitida. Por exemplo, as computadoras científicas da serie 704/709/7090/7094 de IBM, trataban cada fila como dúas palabras de 36 bit, usualmente en columnas de 1-72, ignorando as últimas 8 columnas (as 72 columnas eran seleccionadas usando un panel de control). Outras computadoras, como a IBM 1130 ou a System/360, usaban todas as columnas. Para a diversión do operador ou un visitante, en modo binario, as tarxetas podían ser perforadas en todas as súas posicións perforables posibles á vez, estas son chamadas tarxetas de encaixe.

O formato de tarxeta de 80 columnas dominou a industria, facéndose coñecidas só baixo o nome de tarxetas IBM, tanto que ata outras industrias tiveron que facer tarxetas e equipamento para procesalas.

 Tarxetas mark sense 
As tarxetas mark sense (electrográficas), desenvolvidas por Reynold B. Johnson en IBM, tiñan óvalos impresos que podían ser marcados cun lapis electrográfico especial. As tarxetas podían ser perforadas tipicamente con algunha información inicial, como o nome e lugar dun obxecto de inventario. Tanto a información que ía ser incluída, como a cantidade de unidades do obxecto en existencia, podía ser marcada nos óvalos. As perforacións de tarxetas cunha opción para detectar tarxetas mark sense podían entón perforar a información correspondente na tarxeta.

 Tarxetas de apertura 
miniatura|260x260px|Tarxeta de apertura (detalles suprimidos)
As tarxetass de apertura teñen un buraco rebanado no lado dereito da tarxeta perforada. Un anaco de micropelícula de 35 mm que contén unha imaxe de microforma é montado no buraco. As tarxetas de apertura son usadas para diagramas de calquera disciplina da enxeñaría. A información sobre o diagrama, por exemplo o número de debuxo, tipicamente é perforado e impreso no resto da tarxeta. As tarxetas de apertura teñen algunhas vantaxes sobre os sistemas dixitais para arquivar información.

 Tarxeta perforada IBM de 51 columnas 
Este formato de tarxeta perforada IBM foi unha tarxeta de 80 columnas acurtada. O acurtamento ás veces realizábase cortando e quitando, no momento da perforación, un anaco dunha tarxeta de 80 columnas. Estas tarxetas foron usadas nalgunhas aplicacións de venda polo miúdo e inventarios.

 Perforadora portátil de IBM 
miniatura|Perforadora portátil de IBM (port-a-punch)
Segundo os arquivos de IBM, «a División de Subministracións de IBM introduciu a perforadora portátil (Port-A-Punch) en 1958 como un rápido e preciso medio para perforar buracos en tarxetas IBM especialmente cualificadas. Deseñada para levar nun peto, a perforadora portátil fixo posible crear documentos de tarxetas perforadas en calquera lugar». O produto foi concibido para operacións de rexistro "no foco" —tales como inventarios físicos, boletos de traballo e enquisas estatísticas— xa que eliminaba a necesidade de preescribir ou escribir documentos fonte. Desafortunadamente, os buracos resultantes quedaban "peludos" e algunhas veces causaban problemas co equipo utilizado para ler as tarxetas.

 Notas 

 Ligazóns externas 

Categoría:Historia da informática