IBM 打孔卡

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也许信息时代最早的标准就是 IBM 公司简单的打孔卡,一般称为“IBM 卡片”。这种光滑的纸卡尺寸大约为 7- 3/8 英寸长,3- 1/4 英寸宽,毫无疑问,它们看起来并不起眼。但是,在近半个世纪内,IBM 卡片存储着全世界几乎所有的已知信息——即使以当前的标准衡量,这仍然称得上是一项辉煌的成就。它在大萧条时期得到普及,并且很快成为数据处理和流行文化行业中无处不在的设施。另外,打孔卡为 IBM 带来了巨大的利润,对于 IBM 在 20世纪中期的迅速壮大起到了举足轻重的作用。

1928年,IBM 推出了新版打孔卡,这种卡采用长方孔,共有 80 列。这种全新设计的“IBM 计算机卡片”是公司两个最优秀的研究小组暗地竞赛的最终结果。该项技术最后成为 IBM 最重要的技术创新,将公司推到了数据处理领域的最前沿。在近四十年时间内,打孔卡一直作为存储、分类和报告数据的主要介质,它最初通过打孔卡设备处理,而后来采用计算机处理。到 20世纪 50年代中期,打孔卡的销售额占 IBM 总收入的 20%,更是占到公司利润的 30%。

打孔卡的历史可以追溯到 18世纪末 19世纪初,当时,打孔卡用于制衣机和织布机的“编程”。在 19世纪 80年代和 90年代,Herman Hollerith 将打孔卡用在他的制表机上——这是最终促成 IBM 公司诞生的一个核心产品。在接下来三十年间,IBM 和其竞争对手重新设计了采用不同尺寸和有更多孔的打孔卡,上面的孔基本上是圆形的,其中每个孔代表一份数据(比特)。IBM 的第一张卡片有 22 列和 8 个孔位;然后增加到 24 列和 10 个孔位(1900年);直到 20世纪 20年代末,这种卡片有 45 列圆孔和 12 个孔位。但由于客户需要在每张卡片上放置更多数据,这种容量并不足以满足客户的要求。当然,挑战在于卡片上的空间已经用尽,其体积不能再增大。如果 IBM 发明全新或者更大的卡,则需要更换整个设备线,并且重新销售机器。这一问题如何解决?

当时的 IBM 公司领袖 Thomas Watson Sr. 责令两位最优秀的发明家 Clair D. Lake 和 J. Royden Peirce 分别开发出一种新型卡片。两人在开发打孔卡技术方面都拥有丰富的经验,而且他们持有的专利数量也超过 20世纪的大多数美国发明家。他让两人分别设计出独立的解决方案。每个人都建立了一个团队,并且随即开始投入工作。Peirce 希望使用现有的圆孔卡,但使每个孔能够代表不止一个数字或符号——从而使数据存储量增加一倍,而仅使用一半的字母数字字符。

Lake 的团队建议采用更小的孔,并采用长方形设计,这样使金属制表机更容易阅读,但也需要新的机器,尤其是打孔机和阅读器。本世纪内最多产的 IBM 发明家 James W. Bryce(拥有 500 多项专利)也加入到了这场竞赛中。他认识这两名同事,并且了解他们的创新提议。Watson 让他选出最佳方案。Bryce 将票投给了 Lake 的想法,因为这种方法能快速实现,而且对制表机运行方式的调整最少。Bryce 也知道市场对字幕信息的需求非常小,并且希望抛弃更常见的圆孔机器。没有人使用长方孔。

                                                               专有的长方孔设计

从技术和商业角度考虑,Watson 接受了 Lake 的提议。这是一种独特的方案,可以进行版权保护,而且这种方案行得通。他希望以“IBM 卡片”的名字宣传这种产品。该产品在 1928年推出,它包含 80 列(是旧卡的几乎两倍),其中 10 行用于对数字进行编码,12 行是对 1930年的卡片的修改。这种独特的设计很快得到了客户的认可,并成为 20世纪 30年代到 50年代的其它专用卡片和硬件产品的范例。到 20世纪 60年代末,大部分 IBM 打孔卡机器都已停产,而打孔卡仍然是电子计算机的主流输入输出介质。

除了处理更多数据外,独特的长方孔更加耐用,并且更加适应以电动方式探测和夹紧小孔的钢丝刷,因此,这是一种专利设计。这种创新激发了 IBM 在 20世纪 30年代努力开发制表机的更多专利——例如 405 型字母记账机和 600 系列打孔卡机器。

                                                                     生产打孔卡

IBM 卡片本身的生产就是一项突破。以其发明人 Fred Carroll 的名字而命名的 Carroll Rotary 印刷机能够以每分钟 850 张卡片的速度生产空白打孔卡。每台印刷机每运行一分钟,就会为 IBM 创造一美元的收入。

                                                              打孔卡的生产效率

IBM 很快开始以“IBM 卡片”的名字宣传新设计的采用专有长方孔外观的卡片。IBM 卡片的产量快速增加,很快占到公司利润的 20%。在 20世纪 30年代中期,IBM 仅在恩迪科特的工厂就有 32 台印刷机在工作,每天印刷、切割并堆放 500 万至 1000 万张卡片。

                                                             政府合同和政府支票

在罗斯福新政推行期间,IBM 打孔卡不仅用于大额政府合同的制表和记账,也用于印刷政府发行的支票。1935年的社会保障局合同——被认为是当时“世界上最大规模的记账工作”——使用了几百万张 IBM 打孔卡。事实上,直到 20世纪 80年代中期,联邦支票都基于 IBM 的打孔卡设计。

                                                        改变了记账流程和高等教育

在 20世纪中期,全世界的大学和教学机构开始采用 IBM 打孔卡,用于记录课程登记和记笔迹。很快,大学开始定制卡片的外观设计,目的是为了反映出学校的品牌,同时保持实用的 80 列设计。

                                                              开票、薪资、库存等

随着计算机时代的到来。IBM 卡片在商业和工业领域得到了更广泛的应用。警察局用它追踪犯罪记录,图书馆用它追踪书籍。在私人行业中,这些卡片用于进行客户积分、薪资和工厂管理。公共事业公司认识到,它们通过将实际账单直接打印到打孔卡上,可以节约处理时间。IBM 的 80列打孔卡已不仅仅是一个行业标准——它已经成为我们熟悉的家用物件。

文化影响

布朗大学历史系教授 Steven Lubar 这样描写打孔卡:“技术的文化表现通常会比物质表现的持续时间长。文化的变革速度比技术慢。”IBM 卡片是一个强大的文化符号,在进入信息时代后,经历了结构性的转变。Lubar 补充说,打孔卡在文化领域的应用反映了“美国商业界和社会对于计算机化的普遍反应。”

                                                        激发 IBM 建筑结构的灵感

IBM 打孔卡在公司内部有特殊的地位,在 Eliot Noyes 为 IBM 设计位于洛杉矶的 IBM 航空研究中心(1963年)时的体现尤其明显:正面的开窗就基于 IBM 卡片的形状。

                                                                    打孔卡公园

艺术家 Maya Lin 受俄亥俄大学之邀,负责设计 Bicentennial Park,俗称“打孔卡公园”,这是一个占地面积三英亩的土方设计的景区,其中 21 个高低不平的长方块就来源于打孔卡的概念。Lin 女士的大学专业是计算机科学(她父母都是大学教授),并在高中时就对此感兴趣。

吸引公众的兴趣

IBM 卡片无处不在, 几十年来一直在时代发展的浪潮中得到体现。从 20世纪 40年代开始,它就出现在报纸和杂志中:《纽约人》(New Yorker) 在 1940年刊登了一篇故事,讲述了一群人聚集在纽约奥尔巴尼的一座办公设备商店前,观看打孔卡分类机,随后,《星期六晚邮报》 (Saturday Evening Post) 和《矿工杂志》(Colliers Magazine) 也刊登了报道。

不仅是数字

在关于打孔卡对文化的影响的一份长篇论文中,布朗大学教授 Steven Lubar 追溯了打孔卡在大学里应用的文化历史:“学生也开始对打孔卡提出抗议… 在某种程度上,这是向已经投资打孔卡的当局提出权利的尝试。毕竟,打孔卡是官僚体系中显而易见的部分,在大学内掌管着权力。人们有权要求至少与打孔卡同样的权利。加利福尼亚大学一名学生 Berkeley 在胸前刺了一个符号:“我是 UC 学生。请不要弯曲、折叠、扭转或损坏我”。

打孔卡在流行文化中的应用

与打孔卡相关的“不要折叠、插在纸插上或残损”这句话激发了 1971年的一部电影的灵感。在本片中,Helen Hayes、Mildred Natwick、Myrna Loy 和 Sylvia Sidney 饰演四位搞恶作剧的老人。当一位女士拿到一份计算机约会调查问卷时,其他人发明一个虚构的女郎,将伪造的打孔卡信息输入计算机中。“不要折叠、插在纸插上或残损”使 Helen Hayes 和 Mildred Natwick 在每周的系列侦破剧《The Snoop Sisters》中出演角色。

打孔卡仍然会偶尔出现在与漫画家、编剧和制作人 Matt Groening 相关的电视节目中。在《辛普森一家》的《Much Apu About Nothing》一集中,Apu 的博士论文是关于一个电脑游戏,这篇论文很久以前就已经写好,存储在打孔卡上。在《Futurama》的《母亲节》一集中,一个机器人在抗议中烧掉了一张打孔卡。在另一集《Put Your Head On My Shoulder》中,Bender 使用打孔卡计算约会服务的对象。

IBM 卡片将永远与现代信息时代联系在一起,成为近半个世纪内最常用的数据存储方法。打孔卡是 IBM 发展历程中的重要组成部分,并且毋庸置疑地帮助塑造了我们今天所了解的这个公司。

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