Lochkartentechnik

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Die Lochkartentechnik bezeichnet in der Datenverarbeitung eine Methode der Datenerfassung und -Speicherung mittels spezieller Pappkarten als Datenträger. Mit ihren vielseitigen Einsatzmöglichkeiten führte sie in den Industrieländern zu einer schnellen maschinentechnischen Weiterentwicklung. Mit steigenden Ausstattungsgrad gewann sie ein breites Anwendungsgebiet. Durch ihre geringe Arbeitsgeschwindigkeit und wegen der Entwicklung zur elektronischen Datenverarbeitung verlor die Lochkartentechnik etwa ab 1960 zunehmend an Bedeutung.

Übersicht Lochkartenmaschinen[Bearbeiten]

Die Technologie geht auf die von Herman Hollerith Ende des 19. Jahrhunderts patentierten mechanischen Erfindungen zurück.

Im Ersten Weltkrieg wurden in Deutschland Lochkarten beim Waffen- und Munitionsbeschaffungsamt (WUMBA), Haus Cumberland, eingesetzt. Die Lochkarten blieben nach dem Krieg erhalten, der Schlüssel blieb geheim, was als Argument für den Einsatz im 3. Reich verwendet wurde. Die Marineverwaltung setzte Lochkarten bereits vor 1934 für Gebühren- und Materialkostenabrechnungen bei Werften ein.

Hauptartikel: Maschinelles Berichtswesen

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde sie eingesetzt im Zusammenhang mit den elektronischen Rechenmaschinen, die auf Zuse Z3 und ENIAC folgten, und ähnelt den in der Fernschreibetechnik verwendeten Lochstreifen.

In den 1950er Jahren wurden entwickelt:

Lochkartenlocher[Bearbeiten]

IBM 029
  • Datenerfassungsgerät für 80spaltige Lochkarten
  • numerische und alphanumerische Tastatur; Steuertastatur
  • automatische Zufuhr und Ablage der Lochkarte
  • spaltenweises Lochen
  • automatisches Lochen möglich
  • ein Stanzblock mit 12 Stanzstempeln und eine Abfühlstation mit 24 Abfühlstiften (2 × 12); Stanzprinzip: Schritttransport mit anschließendem Stanzvorgang
  • Programm- und Konstantentrommel werden mit je 12 Sternrädern abgefühlt

Stanzvorgang[Bearbeiten]

Eingabeeinheit

Der über Tastatur, Vorlaufkarte oder Konstantentrommel erregte Lochmagnet (Zeilenmagnet) zieht den Anker an. Dies geschieht kurz vor dem Erreichen der tiefsten Stellung der Exzenterwelle (Stanzrohr). Dadurch wird über die Zugstange und den 1. Winkelhebel der 2. Winkelhebel (Kupplungsglied) unter den Mitnehmer gebracht. Dabei steht die Ausbuchtung des Kupplungsgliedes unter dem Mitnehmer. Durch die exzentrische Bewegung des Stanzrohres wird das Kupplungsglied gegen den Mitnehmer gedrückt. Er nimmt den Stanzstempel mit nach oben, der die in der Matrize liegende Lochkarte durchdringt. Die Auswahl der Stanzstempel erfolgt elektromagnetisch. Der Stanzvorgang erfolgt im „Schritt-Stanz-Prinzip“.

Entrasten[Bearbeiten]

Der durch den Mitnehmer gehobene Rückholbügel wird beim Abwärtsbewegen der Exzenterwelle wieder in die Ausgangslage gebracht und damit auch der Stanzstempel.

Lochkartenprüfer[Bearbeiten]

Lochkarte
  • Datenprüfgerät für 80spaltige Lochkarten
  • spaltenweises Prüfen
  • automatisches Prüfen möglich
  • zwei Abfühlstationen mit je 24 Abfühlstiften (2 × 12)
  • geprüfte, richtig gestanzte Lochkarte erhält nach der 80. Spalte eine Prüfkerbe am rechten Kartenrand
  • Fehlerhafte Lochungen bewirken Aufleuchten der Fehlerlampe

Nach zweimaliger Wiederholung des Prüfvorganges der betreffenden Spalte erhält die Lochkarte bei festgestelltem Fehler eine Fehlerkerbung am oberen Kartenrand. Die Lochkarte wird durch zwei Abfühlstifte abgetastet. Bei jedem möglichen Abfühlvorgang werden die Abfühlstifte durch die Schwinge mechanisch zur Abfühlbereitschaft freigegeben.

Lochstelle[Bearbeiten]

Abfühlstifte
Die beiden Abfühlstifte durchdringen die Lochkarte, und über den Winkelhebel wird der Kontakt geschlossen. → Stromfluss
Sternrad
Das Sternrad dringt in die Lochung ein und schließt über den Sternradträger die Verbindung zwischen der Kontaktfeder und der Kontaktschraube. → Stromfluss

keine Lochstelle[Bearbeiten]

Abfühlstifte
Die beiden Abfühlstifte werden durch die Lochkarte in der Aufwärtsbewegung gehindert, so dass kein Kontaktschluss erfolgt. → kein Stromfluss
Sternrad
Das Sternrad kann die Lochkarte nicht durchdringen. Dadurch entsteht ein Abstand zwischen der Kontaktfeder und der Kontaktschraube. → kein Stromfluss

Lochkartenstanzer[Bearbeiten]

Ausgabe von Daten in Lochkarten aus der Zentraleinheit (Central Processing Unit CPU) über den Pufferspeicher.

Kartenbahn[Bearbeiten]

  • Kartenzufuhr durch Kartenzuführungsmesser
  • Die Lochkarte wird zeilenweise gestanzt und mit der Zeile 9 voraus auf die Kartenbahn (Stanzbahn) transportiert
  • Der Stanzblock besitzt 80 rechteckige Stanzstempel
  • 80stelliger Abfühlbürstenblock zur Kontrolle der Stanzzungen

Stanzvorgang[Bearbeiten]

Die Stanzeinheit besteht aus:

  • 80 Stanzmagnetpaaren mit je einem Anker
  • 1 Schlagplatte mit Exzenter
  • 80 Zugstangen
  • 80 Kuppelgliedern
  • 80 Stanzstempeln in der Stanzmatrize
  • 80 Rückholfedern

Bei der Funktionsbereitschaft des Lochkartenstanzers wird die Schlagplatte durch den Exzenter auf- und abwärts bewegt. Bei Erregung eines Stanzmagnetpaares wird durch die Zugstange das Kuppelglied in die Richtung der Schlagplatte gezogen und durch das Kuppelglied mit Stanzstempel nach unten gedrückt. Die Lochkarte wird gestanzt. Bei der dann folgenden Aufwärtsbewegung der Schlagplatte bewirkt sie in Verbindung mit der Rückholfeder die Ruhestellung von Kuppelglied und Stanzstempel.

Technische Realisierung des maschinellen Lesens[Bearbeiten]

Zur Informationsextraktion standen zwei Lösungen zur Verfügung.

Elektromechanisches Leseverfahren[Bearbeiten]

Noch aus der Hollerith-Technik stammte das mechanische Abtastverfahren, das ab den 1920er Jahren als elektromechanisches Lesen beschleunigt wurde.

Der Informationsträger Lochkarte wird durch Abfühlbürsten abgetastet. Ist eine Lochstelle im Informationsträger, so schließen die Abfühlbürsten über die Kontaktfläche (Kontaktwalze) einen Stromkreis. Der dabei entstehende Impuls wird von der Auswertungsschaltung als Merkmal für eine Lochstelle interpretiert. Die elektrische Kontaktzeit der Abfühlbürste in der Lochstelle ist kürzer als ihre mechanische Berührungszeit mit der Kontaktfläche (Kontaktwalze) – stromlos in die Lochstelle, stromlos aus der Lochstelle.

Fotoelektrisches Leseverfahren[Bearbeiten]

Der Informationsträger Lochkarte wird von gebündeltem Licht abgetastet. Durch ein lichtempfindliches Bauelement werden die Lichtstärkeänderungen in Spannungsänderungen umgewandelt. Nach Verstärkung stehen die Impulse zur Auswertung zur Verfügung.

Literaturverzeichnis[Bearbeiten]

  • Sebastian Dworatschek: Einführung in die Datenverarbeitung. 5. Auflage, ISBN 3110042800

Referenzen (z. T. englisch)[Bearbeiten]

Typical machines for unit record processing were:

Keypunching

Sorting

Collating

Tabulating

Card Punching

Interpreting

Calculating

Statistical

The following provide summaries of a number of unit record machines.

  1. http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1048739

Weblinks[Bearbeiten]