Scheda perforata

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Una scheda utilizzata per immettere programmi e dati in un mainframe IBM negli anni settanta

La scheda perforata è un supporto di registrazione atto a contenere informazioni da utilizzare nelle macchine per il trattamento automatico dei dati. Le schede perforate sono fatte di cartoncino, e rappresentano l'informazione attraverso la presenza o l'assenza di fori in posizioni predefinite della scheda. Nella prima generazione di computer, dagli anni venti agli anni cinquanta, le schede perforate erano il supporto d'elezione per l'immagazzinamento e il trattamento dei dati. Durante i tardi anni settanta e fino ai primi anni ottanta, la scheda perforata fu accantonata come supporto di registrazione per i dati, e sostituita dai floppy disk. Oggi le schede perforate sono decisamente obsolete, se si eccettuano alcuni sistemi legacy e alcune applicazioni specializzate.

Origini[modifica | modifica wikitesto]

Sistema a schede perforate per apparecchio musicale. Chiamato anche Book music, un supporto europeo per organi elettronici

La nascita delle schede perforate precede di molto quella dei computer. Già nel 1725 Basile Bouchon usò rotoli di carta perforata su telai per regolare il motivo ornamentale da riprodurre sulla stoffa, e nel 1726 il suo collaboratore Jean-Baptiste Falcon migliorò il progetto utilizzando sequenze di schede, rendendo più semplice il cambiamento di programmazione della macchina. Il telaio Bouchon-Falcon era semi-automatico e richiedeva l'inserzione manuale del programma; nel 1801 Joseph Jacquard usò schede perforate metalliche per il controllo di un telaio di grande successo, maggiormente automatico, noto come telaio Jacquard.

Nel 1837 Charles Babbage, artefice dell'idea di una macchina calcolatrice programmabile, adottò il sistema a schede perforate di Jacquard per il controllo della sequenza di calcoli nel progetto della sua macchina analitica [1]. Questo tipo di schede fu usato per l'immissione dei dati nelle prime macchine calcolatrici del tardo XIX secolo. La versione brevettata da Herman Hollerith l'8 giugno 1887 ed usata dalle schedatrici meccaniche dello U.S. Census nel 1890, era costituita da un cartoncino rettangolare della dimensione approssimativa di 90x215 mm, con fori rotondi: apparentemente tale dimensione fu scelta in modo da essere pressoché coincidente con quella delle banconote statunitensi di allora, così che gli scaffali destinati allo stoccaggio del denaro potessero essere utilizzati anche per le sue schede. Le prime applicazioni delle schede perforate utilizzavano schede specifiche; solo nel 1928 le schede perforate ed i relativi lettori divennero componenti generiche e la loro dimensione fu standardizzata esattamente a 7-3/8x3-1/4 pollici (187.325x82.55 mm), con uno spessore di 7 millesimi di pollice (ovvero circa 143 schede per pollice, chiamate anche deck).

Nel 1896 Hollerith fondò la Tabulating Machine Company, vincitrice del contratto di fornitura di macchine per schedatura per il Census Bureau e che nel 1911 si fuse con altre aziende dando vita alla Computing Tabulating Recording Co. (C-T-R), più nota, a partire dal 1924, con il nome di IBM.

Dettagli funzionali[modifica | modifica wikitesto]

Una perforatrice per riproduzione, come questa dell'IBM, serviva per ricreare copie esatte di interi pacchi di schede perforate.

Il metodo è abbastanza semplice: un pezzo di cartoncino leggero viene suddiviso in molteplici porzioni che possono essere attraversate da un foro o lasciate intatte. I pezzetti di carta rettangolare che vengono asportati durante la perforazione vengono chiamati chad. Ogni singola posizione sulla scheda rappresenta una singola cifra binaria (bit). Ogni colonna sulla scheda contiene più posizioni forabili (bit multipli).

Formato IBM[modifica | modifica wikitesto]

Il formato della scheda perforata IBM, che in seguito è divenuto lo standard, prevede 80 colonne con 12 posizioni di perforatura ciascuna, per rappresentare 80 caratteri. Originariamente venivano rappresentate solo informazioni numeriche con 1 o 2 fori per colonna: valore (numeri[0-9]) e segni (zona[12,11] – alcune volte eseguendo una ulteriore perforazione sopra Least Significant Digit valore meno significativo). In seguito, furono introdotti codici per lettere maiuscole e caratteri speciali. Una colonna con due perforazioni (zona[12,11,0] + numeri[1-9]) era una lettera; 3 perforazioni (zona[12,11,0] + numeri[2-4] + 8) era un carattere speciale. L'introduzione del EBCDIC nel 1964 permise di ottenere colonne contenenti fino a 6 perforazioni (zone[12,11,0,8,9] + numeri[1-7]). Le schede perforate erano lunghe 18,7325 centimetri (7 pollici e 3/8), alte 8,25500 (3 pollici e 1/4) e spesse 0,1778 millimetri (0,007 pollici) con uno degli angoli superiori tagliato in diagonale.

L'angolo tagliato[modifica | modifica wikitesto]

Una scheda generica di inserimento dati (non ancora perforata)

La principale ragione dell'angolo tagliato era evitare che la scheda potesse essere inserita al contrario. Se la scheda veniva inserita nel lettore in modo errato andava a colpire una levetta. Questa attivava un micro interruttore e fermava la macchina finché la scheda non veniva inserita correttamente come previsto dal sistema. Fermare la macchina significava arrestare il processo di ordinamento o convalida dei dati.

Molti computer utilizzavano schede con l'angolo opposto tagliato (o in altri casi senza angoli tagliati) come separatori di elaborazione, affinché l'operatore potesse impilare più elaborazioni nel lettore allo stesso tempo e potesse rapidamente separarle una volta rimosse dalla pila. Queste schede venivano perforate precedentemente (es., a JCL comando per eseguire una nuova elaborazione) e in grande quantità. Ciò era specialmente utile qualora il computer non leggesse direttamente le schede, ma leggesse la loro rappresentazione su nastro magnetico che veniva preparato tramite convertitore da scheda a nastro o da computer più piccoli.

Perforatrici[modifica | modifica wikitesto]

Operatrice mentre utilizza una perforatrice a pantografo (Censimento degli Stati Uniti ca. 1890)

I dati venivano inseriti tramite la perforatrice, che era una macchina da scrivere grande e rumorosa. Spesso il testo veniva stampato nella parte superiore della scheda, permettendo di leggerla più facilmente. Questo veniva fatto da un'altra macchina chiamata interprete. Modelli più evoluti di perforatrici permettevano di eseguire entrambe le operazioni contemporaneamente. Dati composti da più caratteri, come parole o numeri molto grandi, venivano salvati nelle colonne di schede in sequenza chiamate campi. Per applicazioni in cui la precisione era necessaria, la pratica era di far lavorare due operatori sugli stessi dati, il secondo operatore utilizzava un controllore di schede invece di una perforatrice. Le schede verificate venivano marcate con una tacca rotonda sul lato destro. Le schede errate venivano sostituite dall'operatore alla perforatrice. C'era una grossa richiesta di operatori alla perforatrice normalmente donne, che lavoravano full-time alla perforatrice o al controllore.

Perforatrice IBM 029

Sono state costruite apparecchiature elettromeccaniche per forare, ordinare, intabellare e stampare le schede. Queste macchine permettevano di compiere sofisticati compiti di elaborazione dati molto tempo prima dell'invenzione dei calcolatori elettronici. I lettori di schede usavano dapprima un sensore elettrico (una spazzola di metallo) e in seguito un sensore ottico per individuare le posizioni della scheda che contenevano un buco. I lettori avevano alimentatori meccanici ad alta velocità che processavano circa cento schede al minuto. Tutte le elaborazioni erano fatte usando contatori elettromeccanici e relè e le macchine erano programmate spostando cavi e connessioni fisiche su pannelli.

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

In parte