LochkartenrechnerFlorian Fey, Julian Andres Klode

Seminar Mathematische Modelle bei Prof. Agricola

Geschichte der Lochkarten

18. Jahrhundert

– Spieluhren und Webstuhle19. Jahrhundert

– Volkszahlung20. Jahrhundert

– Computer

Entwicklung der Lochkarten

Fruher: Metallwalzen zur automatisiertenSteuerung von Mechaniken

Ersetzt durch Lochkarten als gunstigeres undflexibleres Speichermedium

Dienten im 18. Jhd. der Steuerung vonWebstuhlen und Spieluhren

Einfach herstellbar, austauschbar undwiederverwendbar

(a) Skizze Webstuhl (b) Webstuhlkarten

Problem der US-Volkszahlung 1880

Verwendung ankreuzbarer Fragebogen

Manuelle Auswertung aufwendig und fehlerhaft

Dauer: 7 Jahre

⇒ Idee: Maschinelle Erfassung der Antworten

US-Volkszahlung von 1890

Dauer: 4 Wochen

Verwendung von Lochkarten

Auswertung durch Tabelliermaschinen desamerikanischen Statistikers Hermann Hollerith

Hollerith grundete eine Firma zur Produktionvon Lochkartenmaschinen, die 1911 in der

”Computing-Tabulating-Recording Company“

(CTR) aufging

1924 wurde CTR umbenannt in”International

Business Machines“ (IBM)

Lochkarten zur Programmierung

Jede Karte reprasentiert eine Programmzeile

Programmiersprachen: Fortran, ALGOL,COBOL

Reprasentation von Zahlen und Text moglich

Spezielle Formate zur Datenreprasentation

Format einer 80 spaltigen IBM-Lochkarte

Kodierung auf einer IBM Lochkarte mit0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Ausgestellte Maschinen In Reihenfolge der ausgestellten Maschinen

Rechner TR86 und Speicher WSP 414 Sortierer IBM 083 Locher und Prufer IBM 129

Großrechner TR 440

1969 von Telefunken entwickelt

Insgesamt 45 Anlagen gebaut

Insbesondere an Universitaten eingesetzt

Diente als zentrale Recheneinheit

Erweiterbar durch Satellitenrechner

Wechselplattenspeicher fur persistente Daten

Hier ausgestellt (links): Speicher eines TR86

Zur Ein- und Ausgabe von Daten genutzt

Diente der Vor- und Nachverarbeitung

Konnte den Hauptrechner entlasten

Ermoglicht den Anschluss von Peripheriegeraten

Erlaubt Datenfernverarbeitung perFernschreiber

Hier ist nur der Speicher ausgestellt (siehe denSchrank)

Hier ausgestellt (zweite von links): WSP 414

Wechselplattenspeicher

Dient der persistenten Datenhaltung

Jedes Laufwerk fasst einen Stapel von 11Platten

Plattenstapel mit Transportbehalteraustauschbar

Speichert”Worter“ mit je 56 bit

Ein Plattenstapel speichert 4 096 000 Worter= 32 000 Blocke= 229 376 000 bit

also ca. 218 MiB / 229 MB

Ein Block ist somit 71680 bit groß.

Schreib- und Lesegeschwindigkeit: 320 Blockepro Sekunde, d.h. in etwa 21 Mibit/s

Allgemein: Radixsort fur numerische Werte

Wurde zur Sortierung von Lochkarten genutzt

Benotigt keine Vergleiche von Werten

Schneller als vergleichsbasierte Verfahren

Eignet sich nur fur endliche Zeichenketten wieNamen, Postleitzahlen, etc.

Das Verfahren ist stabilMethode:

Ziffernweises Einsortieren der Elemente in FacherZusammenfuhren der Elemente aus den FachernVerfahren beginnt bei niederwertigster ZifferWiederholte Anwendung fur jede hoherwertige Ziffer

Allgemein: Stabilitat von Radixsort

Karten im gleichen Fach behalten ihre relativeReihenfolge. Der wiederholte Sortiervorganghoherwertiger Ziffern einer Zahl erhalt dieOrdnung bereits sortierter niederwertiger Ziffern.Sortierverfahren die dieser Bedingung genugenheißen stabil. Die Stabilitat von Radixsort erlaubtdie spaltenweise Sortierung von Lochkarten.

Allgemein: Sortieren von Buchstaben

Basiert auf wiederholter numerischer Sortierung

Sortiere numerisch nach den Zahlenzeilen 1-9

Sortiere numerisch nach den 12, 11, 10 Zonen

Hier ausgestellt (mitte): IBM 083

Auslesen der Karten durch Metallbursten

Sortiert bis zu 1000 Karten pro Minute

Nutzt 13 Facher (12 Zeilen + fehlerhafteKarten)

Ab ca. 1958 gebaut

Allgemein: Locher

Dienten dem Erstellen von Lochkarten

19. Jhd.: Primitive Handlocher

20. Jhd.: Elektromechanische Locher

Elektromechanische Kartenstanzer wie der IBM129 boten eine Vielzahl an Funktionen undkonnten ahnlich einer Schreibmaschine benutztwerden

einfacher mechanischer Locher der Firma CTR furVolkszahlungen, ca. 1911

Allgemein: Prufer

Lochkarten werden eingelegt und der Inhalterneut eingegeben

Gerat pruft ob Lochkarte zur Eingabe passt

Hier ausgestellt (rechts): IBM 129

Letzter IBM Kartenlocher (1970 entwickelt)

Erstellen und Prufen von Lochkarten moglich

Beinhaltet Funktionen zum DuplizierenInterner elektronischer Speicher

Ermoglicht Korrekturen wahrend der EingabeAbspeichern von bis zu 6 Karten moglich

Optische Leseeinheit integriert

Fasst bis zu 500 Lochkarten

Geschwindigkeit von bis zu 20 Zeichen/Minute

Florian Fey, Julian Andres Klode Seminar Mathematische Modelle bei Prof. Agricola

Lochkartenrechner