
【计】 punch card computer; punched card calculator
穿孔卡片计算机(Punched Card Computer)是一种早期数据处理设备,通过读取卡片上的孔洞排列来输入程序或数据。其核心原理是将信息编码为纸质卡片上的特定孔位组合,由机械或光电读卡器识别并转换为电信号进行计算。该技术源于19世纪末赫尔曼·霍列瑞斯(Herman Hollerith)为美国人口普查设计的制表机,后成为20世纪中叶计算机(如IBM 604、UNIVAC)的关键输入/存储介质。
采用霍列瑞斯编码(Hollerith code),卡片80列每列12行,孔位组合代表字符、数字或指令。例如,数字"5"在特定列的第5行穿孔,字母"A"需多行组合穿孔。
读卡器通过金属刷或光电管检测孔洞,通电或透光时产生电脉冲,将物理孔位转换为二进制信号(有孔=1,无孔=0)。
信号传输至中央处理器执行算术逻辑运算,结果可输出到新卡片或打印机。例如,IBM 1401计算机每分钟处理500张卡片。
中文术语 | 英文术语 |
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穿孔卡片 | Punched Card |
读卡器 | Card Reader |
霍列瑞斯编码 | Hollerith Code |
制表机 | Tabulating Machine |
批处理 | Batch Processing |
示例卡片编码(二进制表示):
数字 "7" 的穿孔位置:
$$
text{Row 7} = 1, quad text{其他行} = 0
$$
字母 "J" 的编码(以IBM 026键控穿孔机为例):
$$
text{Row 11 (X)} + text{Row 1 (1)} = text{J}
$$
穿孔卡片计算机是指20世纪中期依赖穿孔卡片作为核心输入和存储介质的早期计算机系统。以下从五个方面详细解析其特点与运作原理:
穿孔卡片是一种纸质存储介质,主流规格为12行×80列的网格布局()。每个网格通过打孔(代表1)或保留完整(代表0)记录二进制信息,相当于可存储960位(约120字节)的二维布尔数组()。
其原理可追溯至19世纪雅卡尔提花机,后由霍列瑞斯(H. Hollerith)改进用于1890年美国人口普查()。IBM在20世纪将其标准化,成为早期计算机主流输入设备()。
20世纪70年代后,磁带和磁盘凭借更高存储密度(单盘磁带可达数MB)逐步取代穿孔卡片()。如今仅存于博物馆或特定数控设备中()。
如需进一步了解具体机型(如IBM 360)的卡片系统实现细节,可查阅计算机发展史专著或技术档案。
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