Определение
Начнем с общего термина. Что такое перфокарта? Она же — перфорированная или перфорационная карта. Слово произошло от лат. perforo, что значит «пробиваю», и лат. charta — «бумага» или же «листок из папируса».
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.
Что такое перфокарта сегодня? Один из объектов, являющийся символов прошлого. В своем главном значении перфорированные карты (как и перфоленты) уже не используются. Их вытеснили более удобные, быстрые и компактные носители — полупроводниковые, оптические и магнитные.
Развитие носителей информации: от перфокарты до флешки
Современному человеку, имеющему возможность хранить терабайты информации на жестком диске своего домашнего компьютера, очень сложно себе представить, что когда-то людям было достаточно и трехдюймовой дискеты. За свою историю носители информации прошли грандиозный путь. Каковы же были его этапы? Кажется невероятным, что перфокарта
– первый носитель информации, имевший форму бумажной, картонной или пластиковой прямоугольной пластинки с отверстиями, – появилась на свет еще в начале 19 века. О компьютерах в то время речи, конечно же, не шло, но зато активно использовались ткацкие станки французского изобретателя Жозефа-Мари Жаккарда, в которых и нашли применение перфокарты. При помощи них можно было управлять узором на ткани. В 30-х годах девятнадцатого века технология стала использоваться в первых вычислительных машинах Чарльзя Бэббиджа и в механических устройствах для классификации записей Семена Корсакова. А в 1890 году американский изобретатель Герман Холлерит придумал устройство, использовавшее перфокарты для обработки результатов проводившихся в 1890 и 1900 годах в Америке переписей населения. Разумеется, перфокарте суждено было стать носителем информации в первых компьютерах. Наверняка, многие еще помнят эти карточки размерами 187,325 × 82,55 мм и толщиной 0,178 мм с рядами цифр и отверстиями на определенных позициях – это наиболее распространенный формат IBM, введенный в обращение в 1928 году. Перфокарты широко использовались в компьютерной технике до начала 80-х годов, однако, неудобство их использования и потребность в хранении и обработке большего количества информации вынуждали специалистов искать новые решения. Поэтому перфокарты постепенно были вытеснены дискетами.
Кажется невероятным, что Дискета
представляла собой гибкий диск, имевший ферромагнитное покрытие и спрятанный в пластиковый корпус, предназначенный для защиты от механических повреждений. В 1967 году в лаборатории компании IBM была создана первая дискета, имевшая диаметр 8 дюймов, а в 1971 году первая такая дискета объемом в 80 килобайт была представлена широкой аудитории. Курс развития гибких магнитных дисков был направлен на уменьшение физических размеров и увеличение объема памяти, в результате чего сначала дискеты уменьшились до 5¼ дюймов, а после – до 3½, а объем памяти к 1991 году достиг 2880 килобайт, хотя самым ходовым форматом оставалась 3½-дюймовая 1,44-мегабайтная дискета. К сожалению, дискеты нельзя было назвать надежным приспособлением для хранения информации в силу особенностей их устройства. Они легко размагничивались под воздействием магнитных полей различной природы, застревали в дисководе, были подвержены механическим повреждениям. В итоге, когда стали появляться более надежные носители информации, дискеты стали исчезать из обихода и в настоящий момент практически перестали использоваться.
Следующим этапом в развитии носителей информации стали оптические диски
– устройства, данные с которых считываются при помощи оптического излучения. Первое поколение таких дисков использовалось, в основном, для хранения видеофайлов и музыки. Это всем известные
лазерные
и
компакт-диски
, а также
магнитооптические диски
, сочетавшие в себе свойства как оптических, так и магнитных носителей информации. Первые оптические диски увидели свет в конце 70-х годов. Ко второму поколению оптических носителей можно отнести, в частности, диски формата DVD, которые появились в 1996-1997 годах. Имея такой же внешний вид, как CD-диски, они могли хранить гораздо больший объем информации. Стоит особо отметить возможность не только считывания информации, но и однократной либо многократной (в зависимости от типа диска) ее записи, существующую как у CD, так и у DVD. В настоящее время наряду с оптическими дисками второго поколения, широко используются диски третьего поколения, и здесь борьбу за лидерство долгое время вели два формата –
HD DVD
и
Blu-ray
. Однако, верх все же одержали производители второго типа дисков. В настоящий момент,
Blu-ray-диски
способны вмещать от 23,3 до 128 гигабайт информации, в зависимости от количества слоев. Несомненным минусом всех оптических носителей информации можно считать их подверженность различным механическим повреждениям: даже мелкая царапина на поверхности диска может нанести непоправимый ущерб. Кроме того, скорость записи информации далеко не всегда удовлетворяет пользователя, а количество циклов перезаписи сильно ограничено физическими параметрами. Именно поэтому появились на свет и получили широкое распространение компактные быстрые и способные выдержать порядка 100 тысяч циклов перезаписи устройства, использующие для хранения информации
флеш-память
.
Изобретена флеш-память
была в 1984 году Фудзио Масуокой, специалистом компании Toshiba. Первый флеш-чип, предназначенный для коммерческого использования, был выпущен в 1988 году компанией Intel. Сейчас флеш-карты различных типов и объемов активно используются в мобильных телефонах, фотоаппаратах, mp3-плеерах, а также весьма популярны
USB-флеш-накопители
или, в народе,
флешки
, которые можно подключить к компьютеру или ноутбуку через USB-разъем и быстро скопировать необходимую информацию. В настоящее время стандартные устройства, использующие флеш-память, вмещают десятки гигабайт информации.
Вышеперечисленные устройства являются съемными
. Отдельно же стоит рассказать о встроенных носителях информации –
жестких дисках
.
Жесткий диск
(
НЖМД
, накопитель на жестких магнитных дисках, винчестер), как и дискета, основан на принципах магнитной записи, однако, в нем запись производится на жесткие пластины, покрытые слоем ферромагнетика. Чаще всего, винчестер изначально встроен в системный блок компьютера. Первый прототип устройства, имевший объем памяти 5 мегабайт и невероятные, в сравнении с сегодняшними жесткими дисками, размеры появился в 1956 году в компании IBM. Эволюция НЖМД привела к уменьшению их физических размеров, увеличению скорости чтения/записи информации и объема памяти. Современные винчестеры хранят в себе до 3 терабайт информации и, наверняка, это еще не предел.
Темп жизни современных людей постоянно увеличивается, как увеличивается и количество информации, которую необходимо хранить. Поэтому человечество никогда не остановится на достигнутом, и кто знает, возможно, через пятьдесят лет объемы памяти, недостижимые для современных носителей, людям будущего покажутся такими же смешными, как кажется смешным нам количество информации, которую можно было считать с перфокарты.
Первое применение карт
Самые первые перфокарты появились вовсе не в информационной среде. Они были связаны с областью ткачества. Это так называемые перфокарты «Жаккардов». У элемента было одно предназначение — управлять узором на ткацких станках Жаккарда. Впервые перфокарты здесь примененили в 1808 году.
Жаккардовый ткацкий станок — поистине уникальное изобретение для своего времени. Это автоматизированное устройство, помогающее выполнить крупный декоративный (жаккардовый) узор на коврах, тканях, скатертях и проч. Устройство было названо по имени своего изобретателя — француза Жозефа Мари Жаккарда.
Жаккардова машина
Главные компоненты машины — ножи, рамная доска, иглы, крючки, рамные шнуры и рамная домка, а также перфокарта с узором. Каждый из перечисленных элементов выполнял собственную функцию:
- Нити связаны с машиной посредством аркадных шнуров, которыми равномерно распределяются по всей ширине станка.
- Ножи (закреплены в ножевой раме) делают возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости.
- Крючки (находятся в области действия ножей) захватываются ножами и подымаются ими наверх. Выведенные из зоны действия ножей, опускаются совместно с рамной доской.
- Сила тяжести грузиков опускает как крючки, так и нити основы.
- Перфорационная призма делает качательные и вращательные движения. Она управляет в машине иглами.
- На перфорационную призму надет картон. Это и есть перфокарта. Она состоит из нескольких бумажных вложений с непробитыми и просеченными отверстиями. Встречая на своем пути просеченное место на перфокарте, игла входит в призму, что позволяет крючку оставаться в области действия ножа. Непросеченная же область на перфокарточке перемещает иголку и выпускает крючок из зоны действия ножа.
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.
Перфокарты и станок
Накопители данных в компьютерном мире появились еще в 19 веке, откуда и начинается эта история. Самое интересное, что начало этому положило, казалось бы, не относящее к данному явлению устройство – ткацкий станок. Изобретателем первых накопителей информации стал Жозеф Мари Жаккар, который поначалу работал на ткацких станах, зная все об этой деятельности, это помогло ему в создании нового устройства. Смысл заключался в том, что процесс работы станка можно было бы автоматизировать, хотя производство ткани в то время было не очень легким занятием, но имело функцию повторения одного и того же действия.
Что сделал Жаккар? Он придумал твердые пластины с дырами, которые назывались перфокартами. Производство их было очень сложное и дорогое. После этого изобретатель учел все эти нюансы и усовершенствовал пластины. Он добавил отверстия, что позволило работать с большим количеством нитей на станках, итог ясен – увечилось производство ткани. Пластины с отверстиями должны подаваться в считывающие устройство, которое называется щупами. Это тоже было упрощено таким образом, что пластины, попав в щупы проваливались в специальные отверстия, после чего некоторые нити поднимались. Этот процесс позволял составлять различные комбинации, что давало возможность создавать на ткани узоры.
В 1801 году был создан первый станок Жозефа Мари, который он постоянно совершенствовал. Таким образом, это изобретение положило начало новым технологиям в будущем.
В 30-е годы 19 века о перфокартах Жаккарта узнал математик Чарльз Бэббидж. Этот ученый пытался создать аналитическую машину, поэтому он решил использовать в ее составе перфокарты. Бэббидж съездил во Францию, чтобы узнать побольше о станках, но разработка была низкого уровня технологии и не было особо материальных средств, поэтому аналитическая машина не вышла. Однако конструкция этой машины стала образцом современных ПК.
Позже, перфокарты стали добавлять в табулятор, который был создан Германом Холлеритом в 1890 году, точнее сказать, использовали метод перфокарт в данной сфере. Это устройство обрабатывало статические данные. Герман Холлерит также создал фирму Tabulating Machine Company, которую переименовали в новое название, известное многим и сейчас – International Business Machines (IBM). Компания IBM сама начала совершенствовать перфокарты. После этого технология сильно распространилась в компьютерной аппаратуре и многих станках. Развитие технологий пришло к тому, что перфокарты перестали иметь былую актуальность и в 1980-х годах произошел скачок, который подразумевал создание нового типа средства хранения информации – магнитных носителей информации.
Кстати, хочется напомнить, что до 2000-го года развитие перфокарт еще существовало и разработчик пытались сделать размер пластин очень малым, но и данных на такой пластине должно помещаться не мало. Но закат этой технологии все же случился.
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.
Онлайн-программа изготовления перфокарт для вязальных машин
Онлайн программа для создания самых различных рисунков для перфокарт на 24 петли для самостоятельного изготовления своих собственных перфокарточных жаккардов и ажуров. Кто из вязальщиц не стремиться создавать все новые и новые рисунки на связанном полотне.
Для этого и существует эта маленькая, но такая полезная и нужная нам, вязальщицам на перфокарточных машинах, программка.
В программе можно нанести на шаблон перфокарты ваш собственный рисунок, распечатать и даже сохранить его в галерее перфокарт.
А можно воспользоваться готовым рисунком. Их создано великое множество и все они доступны на сайте программы. Бери и делай перфокарту, которую уже придумали и опробовали вязальщицы. Все это богатство к нашим услугам, дорогие мастерицы.
Онлайн-программа для набивки перфокарт живет по этому адресу https://www.punchcards.ru. Вот как позиционирует свое детище сам автор:
«Online-программка позволяющая набивать и распечатывать шаблоны перфокарт как для вязальных машин с раппортом 24 иглы так и для 12-игольного раппорта. В базе программы содержится более 1000 узоров разбитых на жаккард, ажур, single motif. Имеется возможность автоматического пересчёта схемы перфокарты для вязания двухфонтурного жаккарда. Предусмотрена опция подборки цветового решения узора. Готовая схема с разбивкой на страницы конвертируется в pgf-файл для печати.»
От себя скажу только то, что интерфейс программы настолько прост и понятен, что там и описывать ничего не надо. Любому человеку, совершенно далекому от всевозможных интернетных хитростей и секретов под силу.
Лишнее доказательство того, что все гениальное — просто. Для знакомства с работой программы нужно зайти во вкладку «О программе».
Прочитаете все, что вам нужно знать для начала и приступайте к изготовлению своего замысла. Или распечатайте любую из уже готовых из раздела Галерея.
Единственное, что вам следует помнить — это то, что перфокарта для Brother начинается с 8 ряда, а перфокарта для Сильвера с 5 ряда.
Другими словами, когда вы вставите свою перфокарту в перфокарточное устройство, вы будете видеть не первый ряд вашего рисунка, а 8 (Brother) или 5 (Сильвер), так как отбор игл начинается в той части устройства, который вы не видите.
Если вы ошиблись и набили рисунок не того ряда, который нужен вашей машине, то расстраиваться не стоит.
- Установите первый ряд рисунка на черте видимого вами начала и откатите перфокарту назад на 8 или 5 рядов.
- Отметьте это место на перфокарте черточкой и впредь будете знать, что именно с этой отметки вам стоит начинать вязание.
Вот примерно так: На первой картинке фото перфокарты для вязания шапочек и носков, там, где нужны мелкие жаккарды. Для экономии я набила их на одной перфокарте.
На этой картинке я постаралась объяснить каким образом начинать вязание с перфокарты, установленной в перфокарточном устройстве.
При клике на фото перфокарта откроется в полный размер и когда вы сохраните это изображение на своем компьютере, то перфокарта у вас будет около 14 см, как раз то, что нужно, чтобы при распечатке почти совпали отверстия распечатки и заготовки перфокарты.
Удачного творчества, дорогие гостьи-мастерицы сайта web Домоводство!
Пусть ваши вещи радуют вас самих, добавляют вам желания сделать еще не один шедевр, и всех тех, кому будут предназначаться ваши творения.
Нравится 3
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:
- Расположение печатной информации в 12 строк 80-ю колонками.
- Размер — 187х82 мм, толщина — 0,17 мм.
- Первоначально уголки картона были острые, а с 1964 года — скругленные. В СССР же нововведение не прижилось — тут продолжали использовать карты с нескругленными уголками.
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.
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
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.
Магнитные диски на основе магнитных лент
Шло время и перфокарты создавать стало очень легко, но это не избавило их от существенных изъянов. Первый недочет подразумевал малый объем памяти. Обычно можно было внести около 80 символов, что равнялось 100 байтам данных. Как видите, это довольно мало. Скорость чтения и записи вообще была очень маленькой. Следующий недостаток – отсутствие надёжности и перезаписи данных. При изготовлении пластин надо было внимательно отнестись к нанесению отверстий. Если оно сделано не там, где надо или деформировано, то перфокарта уже не подлежала использованию, а если вы на нее уже что-то записали, то информация безвозвратно потеряна.
Должно было быть решение, которое позволяло хранить данные другим способом, более эффективным. Поэтому в середине 20 века создали магнитные диски. Естественно, эта технология появилась не из откуда-то. За основу была взята магнитная пленка, созданная инженером Фрицем Пфлюмером. Самое интересное, что устройство скрывали, поэтому о нем почти ничего не было известно. Разработка лишь через некоторое время после Второй мировой войны появилась на свет. Для изготовление магнитной пленки нужен был обычный тонкая слой бумаги, на который наносили вещество – оксид железа в виде порошка. Когда на пленку велась запись, происходило воздействие магнитного поля. Впоследствии на пленке оставался эффект намагниченности, который использовался для считывания информации специальными устройствами. По сравнению с перфокартами объем магнитных лент составлял 1 Мб.
Далее шло развитие технологии и внедрение ее в различные сферы жизни. Использовались конечно не везде, чаще всего на мини-компьютерах. Позже, примерно с 80-х годов устройство магнитных лент стало использоваться только для хранения резервных копий информации. А все потому, что устройство былом надёжным и не дорогим. Конечно, время шло и понятно, что рано или поздно технология должны себя изжить, поэтому в 2000 годах магнитные ленты прекратили свое развитие, цены начали резко падать. Но не тут-то было. В 2011 году магнитные ленты все же обрели вторую жизнь и этому поспособствовала одна простая случайность – наводнение в Таиланде, продолжавшееся 170 дней затопило зоны, в которых находились заводы по созданию этих самых магнитных лент, тогда ими занимались кампании Western Digital, Seagate и другие. В результате цена на товар увеличилась примерно на 60%, хотя производство упало.
Заметим, что ленточные устройства памяти распространились на многих сферах, где нужно хранить много данных. В качестве примера можно привести большие исследования на адронном коллайдере. Также применялись и в других крупных компаниях.
Магнитные ленты обладали множеством преимуществ, например, надёжность – даже если вы порвали случайно ленту ее можно склеить и все будет работать. А вот при поломке жёсткого диска можно потерять абсолютно всю информацию. Следующее достоинство – энергоэффективность, точнее сказать, ленты вообще не потребляют энергии по сравнению со многими современными устройствами. И следующий пункт – безопасность лент. Уничтожение данных на магнитных лентах – это очень трудоёмкая задача, которая может длиться не один месяц, а если злоумышленник хочет что-то сделать с информацией на HDD (жёсткий диск), то сделает это за пару минут. Ну и наконец последний плюс – долговечность. Магнитные ленты можно использовать через многие десятилетия, если не столетия, в то время жёсткие диски могут проработать около 5 лет и выйти из строя.
Конечно, сейчас ведутся исследования по созданию новых, более совершенных технологий, поэтому ориентировка на магнитные ленты не будет иметь никакой важности.
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 о (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.
Перфокарта — весьма широкое понятие, известное больше по информационной сфере, компьютерной технике, где такие карточки применялись в качестве носителей информации. Но перфокарты используются также и в ткачестве — как в прошлом, так и сейчас. Это и вариант представления ученических, экзаменационных заданий — карточки с отверстиями, которые нужно определенным образом заполнить.
