Lochkarte

Eine Lochkarte (LK) ist ein aus stabilem dünnen Karton gefertigter Datenträger, der früher vor allem in der Datenverarbeitung zur Speicherung von Daten und Programmen verwendet wurde. In ihr wurden die Dateninhalte durch einen Lochcode abgebildet, der mithilfe von elektro-mechanischen Geräten erzeugt und ausgelesen wurde. Diese Technik wird allgemein als veraltet angesehen.W. M. Kähler Einführung in die Programmiersprache COBOLenzyklo.de Begriff Lochkarte mehrere Quellen nennen LK als veraltetcyberport.de Techniklexikon … mittlerweile stark veraltete Lochkarte

Geschichte Überblick In den Anfangszeiten der elektronischen Datenverarbeitung konnten vielen Computersystemen ihre Eingabedaten ausschließlich über Lochkarten (oder Lochstreifen) zugeführt werden. Auch zur Speicherung von Bestandsdaten (z. B. Kontoinformationen einer Bank) wurden zunächst Lochkarten verwendet, bis die Speicherung und Verarbeitung auf magnetischen Datenträgern effizienter und günstiger wurde. In der Softwareentwicklung wurde der Programm-Quellcode von den Programmierern auf Lochkarten erfasst, durch Übersetzer verarbeitet und auch als Lochkarten archiviert. Auch zum Laden von Programmen (im Maschinencode, zum Teil auch als Programm-Quelltext) wurden Lochkarten verwendet. … Lochkarten als Medium zur Programmeingabe …

Sukzessive wurden Lochkarten schon ab den 1960er Jahren durch elektronische Speichermedien wie Magnetbänder und Magnetplatten abgelöst;Robotrontechnik zur Datenerfassung wurden „modernere“ Datenträger wie z. B. Disketten verwendet sowie Bildschirm-gestützte Erfassungsverfahren mit Datenfernübertragung eingesetzt.

Länger hielten sich Lochkarten als Trägermedium für JCL-Steueranweisungen, über die Jobs bereits unter Nutzung elektronischer Programmbibliotheken ausgeführt wurden.

Ursprung mini|links|Lochkarton, eine Form des Lochstreifens, zur Steuerung einer Tanzorgel mini|Lochkarten für einen mechanischen Webstuhl, Textilmuseum Bocholt

Lochkartenähnliche Systeme wurden ab etwa der Mitte des 18. Jahrhunderts im Bereich der Automatisierung verwendet. Sie wurden meist eingesetzt, um wiederkehrende Abläufe rationell zu wiederholen. Es wurden unter anderem lochkartengesteuerte Webstühle gebaut, wobei die ersten Lochkarten hier hölzerne Plättchen waren.Die Geschichte der maschinellen Datenverarbeitung, Band 1: IBM Enzyklopädie der Informationsverarbeitung, IBM Form D 12-0028 (3/91), S. 34 Als Weiterentwicklung ist vor allem der Jacquardwebstuhl bekannt, der im Jahr 1805 mit gelochten Karten aus Karton gesteuert wurde. Drehorgeln werden oftmals noch heute mit lochkartenähnlichen Speichermedien (sogenannte Faltkartonnoten oder Lochbandrollen) gesteuert, aber auch andere automatische und teilautomatische Musikinstrumente bedienen sich dieses Verfahrens. Charles Babbage sah ca. 1837 für den Entwurf seiner Analytical Engine eine Lochkartensteuerung vor.

Die Ursprünge der Lochkarte gehen auf die Funktionsweise von Spieldosen und anderen Automaten zurück, in denen eine sich drehende Walze oder Scheibe mit darauf angebrachten federnden Stiften oder Löchern die automatisierte Wiedergabe von Musikstücken und die Steuerung mechanischer Abläufe ermöglichte. Das Grundprinzip dieser Lochkarten war, dass die Funktionen eines Automaten in einer bestimmten Art und Weise (durch einen bestimmten Code) und zeitlich korrekt angesteuert werden. Beispielsweise werden in ein aus dünnem Karton bestehendes Speichermedium Löcher gestanzt, deren Bedeutung positionsabhängig im jeweils verwendeten Code festgelegt ist. Zur Ausführung der codierten Funktionen werden die Löcher im Speichermedium durch eine „Leseeinheit“ abgetastet, durch eine geeignete Vorrichtung decodiert und so der jeweiligen Funktion zugeordnet.

Die Darstellung, Speicherung und Verarbeitung von Daten in Form von Lochungen in einem Medium aus Papier, Karton oder ähnlichem ermöglichte vor der Entwicklung der elektronischen Datenverarbeitung, im Gegensatz zu Systemen wie etwa der Stiftwalze, die wirtschaftlichste Möglichkeit, codierte Daten schnell zu vervielfältigen und mit einfachen Mitteln einen neuen Code zu schreiben. Frühe Datenverarbeitungs- und -registrieranlagen waren ohne Lochkarten nicht denkbar.

Hollerith-Lochkarte

mini|Eine frühe Hollerith-Lochkarte noch mit runden Löchern. mini|Lochkarte der Zuse KG für die Z7-Z10, 1950er Jahre mini|Lochkarte im 80-Spalten-Format nach IBM-Standard

Die später im Computerbereich weit verbreitete Lochkarte geht auf die US-amerikanische Volkszählung 1890 zurück, zu der Herman Hollerith ein auf Lochkarten basierendes – unter der US-Patent Nr. 395.781 am 8. Januar 1889 beschriebenes – Verfahren einschließlich der zugehörigen Stanz- und Auswertemaschinen (Tabelliermaschinen) entwickelte. Dabei wurde die Lochkarte nicht mehr funktional steuernd, sondern als Träger von Sachdaten verwendet. Die Volkszählung wurde zwischen dem 1. Juni 1890 und dem 1. Juli 1890 durchgeführt. Die Daten zur Einwohnererfassung wurden manuell direkt in die Tabelliermaschinen eingegeben. Die Ergebnisse dieser Daten wurden am 12. Dezember 1890 veröffentlicht. Alle anderen Daten wurden zuerst in die Lochkarten gelocht und dann mit den Tabelliermaschinen ausgewertet. Der erste Teil der Ergebnisse wurde am 12. Dezember 1892 als Compendium of the Eleventh Census Part I veröffentlicht. Die Teile 2 und 3 wurden 1894 und 1896 veröffentlicht.

Die Lochkarte wurde nach ihrer Massenpremiere, der Volkszählung, vor allem in mechanischen und elektromechanischen Rechen- und Lochkartensortierern und Lochkartenmischern eingesetzt. Es dauerte allerdings bis 1928, bis die Lochkarte ihr endgültiges, standardisiertes Format bekam. Nach ihrem Erfinder war für diese Art Lochkarten auch die Bezeichnung Hollerithkarte üblich.

Eine Hollerith-Lochkarte – in der Form, wie sie zur Hochzeit der Lochkarte am meisten verbreitet war – ist ein rechteckiges, etwa 18,7 cm × 8,3 cm großes Stück 0,17 mm dünner Karton hoher Papierqualität mit gleichmäßiger Papierstärke (161 g/m²), in das mit Hilfe eines speziellen Lochungsgerätes an vorgegebenen Positionen spaltenweise Löcher gestanzt werden, um eine Folge von Zeichen zu codieren. Die Kodierung war zunächst symbolisch, das heißt für jedes Loch war dessen Bedeutung abgesprochen (z. B. Haarfarbe oder Religion etc.). Erst spätere Lochkarten enthielten kodierte Zahlen, noch später alphanumerische Daten wie Buchstaben und Sonderzeichen.

Als im 20. Jahrhundert digitale Computer entwickelt wurden, boten sich die schon etablierten Lochkarten als Medium zur Programmeingabe und Datenspeicherung an. Eine solche Hollerith-Lochkarte ist im Allgemeinen auf der Vorderseite an den Lochpositionen bedruckt, die linke obere Ecke ist ca. 1 cm hoch flach abgeschrägt, um die manuelle Orientierung vorne/hinten bzw. unten/oben zu ermöglichen; die anderen drei Ecken sind gerundet oder eckig (siehe Bilder). In die vorgegebenen Positionen wurden meist mit Hilfe eines tastaturunterstützten Lochkartenstanzers spaltenweise Löcher gestanzt, um die gewünschten Inhalte in der Lochkarte zu codieren. Zur besseren Lesbarkeit durch den Menschen wurde zusätzlich zum Lochungsbereich (nur dieser „interessierte“ den Computer) am oberen Kartenrand der erfasste Inhalt aufgedruckt, meist spaltengenau zu den Lochungen.

Die übliche maximale Zeilenlänge von knapp 80 Zeichen in E-Mails und Textdateien geht auf dieses Lochkartenformat zurück, ebenso das JCL-Format von IBM-Großrechnern und das Darstellungsformat von meist 80 Zeichen Breite von Terminals oder Terminal-Emulationen, welche u. a. als Datenerfassungsgeräte/-systeme die Lochkarten später verdrängten.

In die Lochkarte können in 80 Spalten und in 12 Zeilen Löcher gestanzt werden. Ursprünglich war nur ein Loch pro Spalte erlaubt, was eine Ziffer bedeutete. Später war ein zweites Loch erlaubt, was dann Großbuchstaben beschrieb; eine dritte Lochung fügte Sonderzeichen hinzu. Mit Verwendung des EBCDIC-Codes seit 1964 wurden bis zu 6-fach-Lochungen definiert (das machte 256 verschiedene Zeichen möglich). Dabei entsprach eine Karte einer Zeile Text und eine Spalte der Karte einer Zeichenposition der Zeile. Eine Lochkarte hatte somit ein Fassungsvermögen von 80 Byte.

Zum Vergleich: Der Inhalt einer Million Lochkarten füllte damit etwa ein 80-MB-Festplattenlaufwerk, eine in den 1970er Jahren übliche Größenordnung auf Großrechnern. Als einzelner Kartenstapel würde dies rechnerisch mit 170 Metern etwa die Höhe des Ulmer Münsters ausmachen, das Gewicht beträgt in trockenem Zustand etwa 2.500 kg, die etwa 100 kg Verpackung nicht mitgerechnet.

Karl Ganzhorn und Wolfgang Walter beschreiben im Jahr 1966 die besonderen Eigenschaften von Lochkarten wie folgt: „Ihre Hauptvorteile, wie maschinelle und visuelle Lesbarkeit mechanische Duplizier-, Misch- und Sortierbarkeit, das überragend gute Signal-Störverhältnis (>106), geringe Kosten universelle Eignung zur maschinellen Dateneingabe und -ausgabe, sind in dieser idealen Kombination noch von keinem anderen Speichermedium erreicht worden.“Die geschichtliche Entwicklung der Datenverarbeitung Karl Ganzhorn und Wolfgang Walter, überarbeitete und erweiterte Fassung, 1975 (Erstveröffentlicht 1966) IBM-Form F 12-1600-1, S. 50

Zahlreiche Verbesserungen der Lochkartensysteme gehen auf Gustav Tauschek (1899–1945) zurück.

Ende der Lochkarten-Ära Ab Mitte der 1960er Jahre verbreiteten sich in den Rechenzentren Magnetbänder als Medium zum Speichern und Sortieren von Daten. Sie waren schneller und hatten eine wesentlich höhere Kapazität in Bezug auf Volumen und Gewicht.Robotron-Technik: Datenträger / Speicher, abgerufen am 20. Juli 2012. Mitte der 1970er Jahre war die Lochkarte weitgehend außer GebrauchBernhard Engstler: Seminar Medientechnik (PDF; 1,2 MB) Abgerufen am 20. Juli 2012. und auch zur Datenerfassung von Magnetbandkassetten oder Disketten abgelöst.

Weitere Geschichte In Einzelfällen wurden und werden Lochkarten, oft in individuell auf den Anwendungszweck ausgerichteten Formaten, auch noch sehr viel später und für unterschiedliche Zwecke benutzt. Beispiele:

Votomat Lochkarten finden in US-amerikanischen Wahlmaschinen Verwendung. Bei der Wahl von George W. Bush zum Präsidenten der USA wurden teilweise Wahlzettel verwendet, die vom Wähler wie Lochkarten von Hand mit einem Stift gelocht wurden. mit Abbildung von Karten Bei der Präsidentschaftswahl USA 2000 wurden auch Lochkarten im Hollerith-Format eingesetzt. In Florida kam es zu Pannen bei der Stimmenauszählung; das Stimmabgabesystem mittels Lochkarten geriet in die Kritik.Michael W. Traugott: Das amerikanische Wahlsystem. Veröffentlicht auf der Website der Botschaft der Vereinigten Staaten von Amerika, abgerufen am 20. Juli 2012. Deshalb wurde beschlossen, beginnend mit den Präsidentschaftswahlen 2004, die Lochkarten auch in diesem Bereich abzuschaffen und durch elektronische Wahlsysteme zu ersetzen. Auch bei der Präsidentschaftswahl USA 2004 wurde teilweise noch mit Lochkarten gearbeitet.

Selbst bei der Präsidentschaftswahl USA 2012 war die Umstellung noch nicht abgeschlossen.„Abgestimmt wird per Brief- oder Online-Wahl und – wie in manchen Gegenden in Idaho – zum Teil auch noch mit Lochkarten.“ : Eine Wahl, wie geschaffen für Anwälte, Zeit Online vom 6. November 2012.

Stempeluhr Lochkarten im Hollerith-Format gibt es heute noch bei einigen mechanischen Stempeluhren. In der Computertechnik sind echte Lochkarten heutzutage nicht mehr von Bedeutung. Jedoch werden noch immer häufig Umfragedaten in Dateien gespeichert, deren Format an Lochkarten angelehnt ist – auch im 21. Jahrhundert gibt es also noch „Spalten“ und „Karten“, wenn auch nur virtuell (siehe: Liste der Begriffe und Methoden der Marktforschung).

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