穿孔卡

**打孔卡**，也稱**穿孔卡**（英語：Punched card）又稱**霍爾瑞斯式卡**或 **IBM 卡**，是一塊紙板，在預先知道的位置利用打洞與不打洞來表示數位訊息。現在幾乎是一個過時的記憶體，但其設計轉變成現今常用於考試及彩券投注等用途的光學劃記符號辨識卡片（答題卡）。

## 簡介

1801 年，法國人約瑟夫・瑪麗・雅卡爾發明了打孔卡用在控制織布機織出的圖案。

1880 年代，美國人口調查局職員赫爾曼・何樂禮發明了用於人口普查資料的穿孔卡片及機器，並用於 1890 年美國人口普查，僅 6 周就完成了統計。而此前 1880 年美國人口普查的資料全靠手工處理，歷時 7 年才得出最終結果。何樂禮建立的公司，發展為今日的 IBM。

1890 年代至 20 世紀初，打孔卡廣泛運用在商業和相關文書。20 世紀期間，打孔卡應用在單位記錄機作為輸入端、處理和電腦程式。早期的數位電腦運用打孔機已輸入資訊的打孔卡當做電腦程式和資料的主要輸入媒介。另外，一些投票機也運用打孔卡。

1928 年，IBM 發明的 80 列、矩形孔卡片，成為事實上的標準。其工作原理如下：編號為 0 至 9，總計 10 行；以及一塊區域，用於第 11、第 12 行（注意，沒有編號為第 10 的行）。

每列的穿孔組合用於表示單個字元：

* 數字通過在行 0 至行 9 直接打 1 個孔來表示。
* 空格符的表示，不需要打孔。
* 字母用 2 個孔表示：一個孔在第 11、第 12、第 0 行；另一個孔在第 1 至第 9 行。字母表被依次分為由 9 個字母組成的區（zones），每個區的字母依次在第 1 至第 9 行打孔。每個區分別在第 11、第 12、第 0 行打孔。第 3 區第 1 個字元保留未使用。
* 一些特殊字元使用了額外的單孔表示，或者雙孔表示。
* 大多數特殊字元（如標點符號等）用 3 孔表示：第 8 行被穿孔；第 0、第 11、第 12 行有 1 個穿孔；第 1 到第 7 行有 1 個穿孔。第 9 行保留未使用。

總計表示了 67 個字元。

進入到數字電腦時代，上述穿孔卡片字元表示方式發展為 6 位元的字元編碼：用 4 位元表示第 0 行至第 9 行的哪一行被穿孔；用 2 位元表示第 11、第 12 行的哪一行被穿孔。這可以表示所有的單孔或者雙孔的字元表示，這被稱作「二進位編碼的十進位交換碼」（Binary Coded Decimal Information Code，BCDIC, BCD 碼）。

1964 年，IBM 在 BCDIC 上又增加 2 個位元，形成了 8 位元的「擴充的二進位編碼的十進位交換碼」（Extended Binary Coded Decimal Information Code，EBCDIC），首先用於 IBM System/360 電腦。EBCDIC 向下相容 BCDIC，擴充了小寫字母，以及從 ASCII 碼借鑑來的一些控制字元（穿孔卡片實際上不需要，也不表示控制字元）。因為 EBCDIC 脫胎於穿孔卡，所以其字母表是以 9 個為一組，彼此不連續編碼表示的，這給程式設計師帶來了很大不便。例如，字母「I」編碼為 0xC9；而字母「J」編碼為 0xD1，二者中間有 8 個碼位間斷。EBCDIC 一直用到目前的 IBM System/390 電腦系統。

## 參考文獻

本條目部分或全部內容出自以 GFDL 授權發佈的《自由線上電腦詞典》（FOLDOC）。

## 外部連結

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* Korsakov S.N. A Depiction of a New Research Method, Using Machines which Compare Ideas, Ed. by Alexander Mikhailov, MEPhI, 2009 （俄文）

## 參見

* Card image
* Computer programming in the punch card era
* Key punch
* 電腦硬體歷史
* List of books on the history of computing#Punched cards, Unit record equipment
* Paper data storage
* Unit record equipment
* Voting machine