Dierna páska

Dierna páska^[1] je historické záznamové médium, na ktorom je informácia zakódovaná prítomnosťou alebo neprítomnosťou otvorov (dier), perforovaných na vopred definovaných pozíciách. V širšej miere sa používala od konca 19. storočia na riadenie činnosti automatizovaných tkáčskych, sádzacích, obrábacích, šifrovacích a počítacích strojov, na ukladanie a odosielanie obsahu správ v telegrafoch a ďalekopisoch a následne od prelomu 30. a 40. rokov 20. storočia aj v raných generáciách číslicových počítačov, kde doplnila a čiastočne nahradila dierne štítky.^[1]^[2] Sama bola neskôr v roli vymeniteľného média postupne nahradená magnetickými páskami a disketami a v roli pracovných pamätí programu a dát feritovými a neskôr polovodičovými pamäťami s priamym prístupom.

Materiál pásky bol vo väčšine prípadov papier, len pre exponovanejšie použitia, ako napr. nekonečné slučky pásky pre riadenie činnosti strojov, sa používala trvanlivejšia kovová alebo plastová páska.

5-stopová ďalekopisná páska

Ďalekopisná páska bola päťstopová, keďže ďalekopisy využívali historicky 5-bitové telegrafné kódovania znakov, počnúc Baudotovým kódom z roku 1880.^[2] Obsahovala päť stôp pre záznam dát (veľké otvory) a jednu vodiacu stopu (malé otvory). Rozmery boli neskôr štandardizované, šírka pásky bola 11⁄16 palca (17 mm) a hrúbka 0,1 mm.

8-stopová počítačová páska

Text *„Wikipedia“* s odriadkovaním (CR, LF) v 7-bitovom kódovaní ASCII bez paritného bitu na 8-stopovej diernej páske. Najmenej významný bit je vpravo, napr. znak „W“ má kód 01010111.

Dátová páska pre počítače bola osemstopová, umožňujúca 8-bitový záznam (resp. 7-bitový s kontrolou formou paritného bitu). Údaje sa do pásky perforovali priečne po 8 bitových znakoch tak, že logická „1“ je reprezentovaná perforovanou dierou a logická „0“ neperforovaným miestom.^[1]

Šírka pásky bola štandardne 1 palec (2,54 cm) a hrúbka 0,1 mm. Rozstup otvorov bol 0,1 palca (2,54 mm) v oboch smeroch. Dátové otvory mali priemer 0,072 palca (1,8 mm), vodiace otvory 0,046 palca (1,2 mm).^[3] Dodávala sa zvyčajne v dĺžke 200 m stočená do kotúča o priemere približne 20 cm. Pamäťová kapacita diernej pásky bola 400 znakov na 1 meter dĺžky.^[1]

Kódovania znakov používané pre počítačové dierne pásky boli najprv proprietárne, neskôr sa začali postupne štandardizovať. Kód ASCII (American Standard Code for Information Interchange) z roku 1963 pretrval v podobe zapracovania do medzinárodného štandardu Unicode až dodnes.

Ešte v 80. rokoch 20. storočia dierne pásky bežne slúžili ako prenosné médium pri diaľkovom prenose údajov pomocou ďalekopisov, na vkladanie dát do sálových počítačov a ako zdroj dát pre programovanie permanentných polovodičových pamätí (ROM, PROM, EPROM).^[4]

Čítanie pásky

Čítanie diernej pásky prebiehalo buď mechanicky alebo opticky. Pri mechanickom princípe bola z jednej strany pásky umiestnená podkladová kovová plôška a z druhej sada pružných kontaktov vo forme kefiek, ktoré kĺzali po povrchu pásky. Pri pohybe pásky dochádzalo na miestach s perforáciou k vodivému prepojeniu kontaktov s podkladom, čo vyvolalo elektrický impulz. Pri optickom princípe bola páska presvetľovaná tenkým lúčom svetla, ktorý v miestach s perforovanou dierkou dopadal na snímač pod páskou, produkujúci elektrický impulz.^[2]

Oba spôsoby čítania trpeli určitou mierou chybovosti. Pri mechanickom princípe dochádzalo k postupnému opotrebúvaniu kontaktov a následnému vynechávaniu impulzov oznamujúcich prítomnosť dierky v páske. Pri optickom princípe sa zase stávalo, že menej kvalitný papier pásky prepúšťal svetlo aj v miestach, kde nebola perforovaná dierka, čo viedlo k falošným impulzom. Pre kritickejšie potreby sa preto používali schémy reprezentácie dát s kontrolou integrity na úrovni jednotlivých znakov (paritný bit) a/alebo dlhších blokov dát (kontrolné súčty), umožňujúce detekciu chýb, prípadne aj korekciu limitovaného množstva chýb určitého typu (samoopravný kód).^[4]

Rýchle optické čítačky dokázali čítať obsah pásky rýchlosťami až niekoľko tisíc znakov za sekundu, napr. britský počítač Colossus, slúžiaci počas druhej svetovej vojny v Bletchley Parku na kryptoanalýzu zachytených správ z nemeckých šifrovacích strojov Lorenz SZ 40/42, čítal obsah diernych pások rýchlosťou 5 000 znakov za sekundu, čomu zodpovedá pohyb pásky rýchlosťou 13 m/s resp. 46 km/h.^[5]^[6]

Galéria

Dierna páska zostavená zo vzájomne prepojených diernych štítkov pre riadenie činnosti tkáčskeho stavu J. M. Jacquarda (1804)
Vstupné zariadenie sádzacieho systému Monotype (1885), kódujúce text zadávaný na klávesnici do diernej pásky
Hudobný záznam pre flašinet (verklík) na diernej páske skladanej do formy leporela
Komplikovaná diernopásková mechanika na britskom počítači Colossus z roku 1943, slúžiacom na kryptoanalýzu
24-stopová dierna páska, slúžiaca ako pamäť programu počítača Harvard Mark I z roku 1944
Nerozbalená dierna páska z československého národného podniku Krkonošské papírny
Detail štandardnej 8-stopovej diernej pásky
Mylarová dierna páska s vyššou odolnosťou pre priemyselné použitie
Čítačka na počítači Harwell s nekonečnou slučkou 5-stopovej pásky, reprezentujúcou algoritmus s nekonečným cyklom
Ďalekopis Teletype 33 ASR z roku 1963 s čítaním a zápisom na 8-stopovú pásku, jedno z prvých zariadení, využívajúcich znakovú sadu ASCII
Čítačka diernej pásky na číslicovo riadenom (CNC) obrábacom stroji
Minipočítač PDP-1 zavádzajúci program z diernej pásky
Veľkokapacitná diernopásková jednotka so zavedenou páskou

Referencie

↑ ^a ^b ^c ^d Múzeum počítačov : Dierna páska [online]. Bratislava: Slovenská akadémia vied : Výpočtové stredisko, [cit. 2023-10-22]. Dostupné online.
↑ ^a ^b ^c MAXFIELD, Clive. How it was: Paper tapes and punched cards. EE Times, 2011-10-13. Dostupné online [cit. 2023-10-22].
↑ LANCASTER, Don. TV Typewriter Cookbook. Thatcher, Arizona : Synergetics SP Press, 1976 : 2010. Dostupné online. S. 211.
↑ ^a ^b Translation File Formats [online]. Data I/O Corporation, [cit. 2024-10-05]. Dostupné online.
↑ The Colossus Machine [online]. Stanford, California: Stanford University, [cit. 2023-10-22]. Dostupné online.
↑ FLOWERS, Thomas H.. The Design of Colossus. Annals of the History of Computing (IEEE), 1983, roč. 5, čís. 3, s. 239 – 252,. Dostupné online.

Literatúra

An introduction to Creed teleprinters and punched tape equipment. 2. vyd. Croydon : Creed & Company Limited, 1958. 52 s. Dostupné online.
SEDLÁČEK, Jan; ŠTĚTKA, Karel. Dĕrná páska. 1. vyd. Praha : Státní nakladatelství technické literatury, 1963. 214 s.
KLETEČKA, František. Soustava děrné pásky. Praha : Aritma, 1963. 137 s.
ECMA-10 : ECMA Standard for Data Interchange on Punched Tape [online]. Geneva: European Computer Manufacturers Association, 1965, [cit. 2024-10-05]. Dostupné online. Archivované 2011-09-27 z originálu.

Pozri aj

Iné projekty

Commons ponúka multimediálne súbory na tému Dierna páska

Externé odkazy

Perforátor a automatický telegrafný kľúč Wheatstonovho telegrafu – ukážka perforovania správy na diernu pásku a jej následného automatizovaného kľúčovania (YouTube video)
Friden Flexowriter SPD – elektrický písací stroj a ďalekopis, ukážka založenia diernej pásky a tlače (YouTube video)
Mikropočítač Altair 8800 s pripojenou vysokorýchlostnou čítačkou a dierovačkou (YouTube video)

[sav-muzeum-1] Múzeum počítačov : Dierna páska [online]. Bratislava: Slovenská akadémia vied : Výpočtové stredisko, [cit. 2023-10-22]. Dostupné online.

[eet-2011-2] MAXFIELD, Clive. How it was: Paper tapes and punched cards. EE Times, 2011-10-13. Dostupné online [cit. 2023-10-22].

[3] LANCASTER, Don. TV Typewriter Cookbook. Thatcher, Arizona : Synergetics SP Press, 1976 : 2010. Dostupné online. S. 211.

[tff-4] Translation File Formats [online]. Data I/O Corporation, [cit. 2024-10-05]. Dostupné online.

[5] The Colossus Machine [online]. Stanford, California: Stanford University, [cit. 2023-10-22]. Dostupné online.

[6] FLOWERS, Thomas H.. The Design of Colossus. Annals of the History of Computing (IEEE), 1983, roč. 5, čís. 3, s. 239 – 252,. Dostupné online.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]