Carte perforée

La carte perforée et le ruban perforé ont été les premiers supports d'entrée-sortie et les premières mémoires de masse utilisés dans les débuts de l'informatique.


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Carte perforée à 80 colonnes.

La carte perforée (quelquefois nommée carte Herman Hollerith) et le ruban perforé ont été les premiers supports d'entrée-sortie et les premières mémoires de masse utilisés dans les débuts de l'informatique. La carte perforée avait jusque là été utilisée en mécanographie.

Elles sont apparues avant les systèmes d'exploitation, et ont permis la création de ceux-ci.

Apparition et disparition

Cartes perforées pour le métier Jacquard.

C'est Basile Bouchon qui inventa le papier perforé en 1725 ; en 1728, Jean-Baptiste Falcon perfectionna le dispositif sous forme de cartes perforées reliées entre elles, et elles furent utilisées pour les métiers Jacquard en 1801. Elles furent ensuite utilisées pour divers automates, et surtout les orgues de Barbarie et les pianos mécaniques.

L'invention de la machine à cartes perforées par Herman Hollerith, pour le recensement de 1890 aux États-Unis, a été la base du développement de trois grandes entreprises internationales : IBM, Powers (absorbée par Remington Rand, et fusionnée dans Unisys), et Bull. Les premières cartes Hollerith mesuraient 6 centimètres sur 12 et comportaient 210 cases. Le format avait été aligné sur celui du billet de 10 dollars de l'époque pour pouvoir réutiliser des meubles de rangement déjà existants.

Le modèle le plus courant de cartes perforées, breveté par IBM en 1928, était la carte dite à 80 colonnes. C'est une feuille de bristol mince de forme rectangulaire, dont un coin était tronqué, où les caractères alphanumériques (BCD, EBCDIC ou ASCII) étaient traduits par des perforations rectangulaires (au nombre de 1, 2 ou 3 par caractère) disposées en colonnes parallèles à la largeur (80 colonnes) et sur 12 lignes parallèles à la longueur. Ces cartes étaient stockées par boîtes de 2 000, et le coin tronqué servait de repère pour les insérer dans le bon sens dans un chargeur de cartes ou pour les remettre à l'endroit lorsque la boîte tombait par terre…

Les cartes étaient perforées par des opératrices spécialisées œuvrant à partir de «bordereaux de saisie», vérifiées par re-frappe par d'autres opératrices (les perfo-vérifs) dont la cadence normale de saisie était d'environ 15 000 caractères à l'heure (soit à peu près 4 caractères à la seconde). Les cartes étaient susceptibles d'être triées sur des machines nommées trieuses et interclasseuses. Les machines mécanographiques ont utilisé ces cartes jusqu'au remplacement des dernières de ces machines par des ordinateurs vers 1970. Les ordinateurs ont été équipés d'unités périphériques capables de lire et de perforer ces cartes jusqu'au début des années 1980.

Le mécanisme de lecture des cartes perforées était au départ particulièrement spécifique. En effet, une aiguille passait en revue les lignes et colonnes de la carte. De l'autre côté de la carte, se trouvait un baquet rempli de mercure. Si l'aiguille touchait le mercure, un courant électrique transmis dans l'aiguille passait et fermait le circuit, ce qui indiquait la présence d'un trou. Ce mécanisme sera remplacé dans les années 1920 par un système de brosses métalliques venant entrer en contact avec une plaque métallique à travers la perforation de la carte.

Appareil de perforation de cartes IBM

Au début des années 1960, les premiers moniteurs d'ordinateur œuvrant en «mode texte» comportaient 80 colonnes par ligne afin d'être compatibles avec les cartes perforées. Actuellement, de nombreux ordinateurs utilisent toujours des programmes nés dans cette période et modernisés depuis, et manipulent toujours des fichiers organisés en blocs multiples de 80 caractères.

Les programmes en langages COBOL, FORTRAN et PL/1 s'écrivaient sur des lignes de 72 caractères au maximum pour pouvoir être perforés sur cartes (les 8 derniers caractères étant réservés au numérotage des cartes).

La carte perforée a progressivement disparu à partir de 1970 quand sont apparues les unités d'entrée-sortie à bande magnétique ainsi qu'à disquettes souples de format «8 pouces» et des mémoires de masse plus performantes.

On utilisait cependant toujours des cartes perforées en France pour les péages d'autoroutes jusqu'en 1985.

Aux États-Unis, il y avait toujours des machines à voter utilisant des cartes perforées à l'élection présidentielle de 2000. Compte tenu de la vétusté de certains de ces matériels, cette technique a alors génèré des litiges (perforations non nettes), tandis que le résultat était particulièrement serré.

Normes de spécification du papier à cartes perforées

De nombreux papetiers, tant aux États-Unis qu'en Europe, ont tenté de fabriquer du papier pour cartes perforées, pensant qu'il s'agissait d'une opération simple. En réalité, la fabrication devait répondre à des normes extrêmement précises, sans tolérance, sous peine de bourrages (voir article cité dans les sources et références en fin de cette page). Sous la pression des utilisateurs, il a fallu définir des normes qu'un petit nombre de fournisseurs uniquement avait la capacité de réaliser :

Au cours de la Deuxième Guerre mondiale, l'importation de cartes perforées de l'étranger est énormément réduite. L'usine des Papeteries Aussedat près d'Annecy reste alors l'unique en France pour approvisionner la totalité des besoins nationaux en papier pour cartes perforées. L'importation de bois étant elle-même particulièrement perturbée, cette entreprise dut réactiver une ancienne usine de fabrication de pâte à papier à base de paille. Ce procédé de fabrication fut poursuivi jusqu'au milieu des années 1950 du fait de sa rentabilité, puis fut abandonné sous la pression des utilisateurs, car la pâte de paille, particulièrement riche en silice, produisait des cartes qui érodaient anormalement vite les organes des machines mécanographiques.

Normes de spécification des cartes

Il s'agit des spécifications d'origine américaine (Hollerith/IBM) reprises et officialisées par l'AFNOR dans les années 1950 pour les cartes 80 colonnes :

Autres formats de cartes perforées

D'autres modèles de cartes perforées ont été proposés, surtout une carte à 132 colonnes, avec des trous circulaires de dimensions réduites, mais ils ont été peu utilisés (132 était le nombre de caractères imprimables par ligne des imprimantes à chaîne les plus communes).

IBM a aussi commercialisé des cartes à 96 colonnes avec des perforations rondes.

D'autre part la carte 80 colonnes a aussi été utilisée pour lecture optique de traits marqués au crayon. La cœxistence de marques optiques et de perforations était envisageable.

Voir aussi

Il y a eu aussi des cartes donnant la possibilité de la saisie directe à la source de l'information sur des cartes à confettis pré-découpés, dites cartes perfostyl ou cartes perfoguide. L'épreuve théorique du permis de conduire en France a fait appel à ce procédé entre 1981 et 1996 et l'examen théorique du permis de chasser l'utilise toujours en 2010. À ce jour seule la Société MESUREL produit ce genre de cartes en Europe.

Dans ce cadre de simplification de la saisie, il faut mentionner les cartes à cocher avec un crayon gras qui étaient lues par un lecteur optique. Ce procédé permettait d'éviter la saisie mais était particulièrement délicat, en effet toute coche mal faite provoquait une erreur de saisie. Le contrôle double ou manque de coche par colonne (DPBC) permettait de limiter ces erreurs.

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