
【計】 punch card computer; punched card calculator
穿孔卡片計算機(Punched Card Computer)是一種早期數據處理設備,通過讀取卡片上的孔洞排列來輸入程式或數據。其核心原理是将信息編碼為紙質卡片上的特定孔位組合,由機械或光電讀卡器識别并轉換為電信號進行計算。該技術源于19世紀末赫爾曼·霍列瑞斯(Herman Hollerith)為美國人口普查設計的制表機,後成為20世紀中葉計算機(如IBM 604、UNIVAC)的關鍵輸入/存儲介質。
采用霍列瑞斯編碼(Hollerith code),卡片80列每列12行,孔位組合代表字符、數字或指令。例如,數字"5"在特定列的第5行穿孔,字母"A"需多行組合穿孔。
讀卡器通過金屬刷或光電管檢測孔洞,通電或透光時産生電脈沖,将物理孔位轉換為二進制信號(有孔=1,無孔=0)。
信號傳輸至中央處理器執行算術邏輯運算,結果可輸出到新卡片或打印機。例如,IBM 1401計算機每分鐘處理500張卡片。
中文術語 | 英文術語 |
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穿孔卡片 | Punched Card |
讀卡器 | Card Reader |
霍列瑞斯編碼 | Hollerith Code |
制表機 | Tabulating Machine |
批處理 | Batch Processing |
示例卡片編碼(二進制表示):
數字 "7" 的穿孔位置:
$$
text{Row 7} = 1, quad text{其他行} = 0
$$
字母 "J" 的編碼(以IBM 026鍵控穿孔機為例):
$$
text{Row 11 (X)} + text{Row 1 (1)} = text{J}
$$
穿孔卡片計算機是指20世紀中期依賴穿孔卡片作為核心輸入和存儲介質的早期計算機系統。以下從五個方面詳細解析其特點與運作原理:
穿孔卡片是一種紙質存儲介質,主流規格為12行×80列的網格布局()。每個網格通過打孔(代表1)或保留完整(代表0)記錄二進制信息,相當于可存儲960位(約120字節)的二維布爾數組()。
其原理可追溯至19世紀雅卡爾提花機,後由霍列瑞斯(H. Hollerith)改進用于1890年美國人口普查()。IBM在20世紀将其标準化,成為早期計算機主流輸入設備()。
20世紀70年代後,磁帶和磁盤憑借更高存儲密度(單盤磁帶可達數MB)逐步取代穿孔卡片()。如今僅存于博物館或特定數控設備中()。
如需進一步了解具體機型(如IBM 360)的卡片系統實現細節,可查閱計算機發展史專著或技術檔案。
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