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パンチカードとは、厚手の紙に穴を開けることで、その位置や有無から情報を記録するメディア。また、アナログの情報管理のための「カード・システム」で使用される、多角検索のためのツールなどもパンチカードの名で呼ばれる。

コンピュータや、自動織機などで多く利用されたが、記録メディアとしての役割は、現在ではより便利な代替品が出ていることから、ほとんどなくなっている。

だがパンチカードそのものは駆逐され消えつつあるものではなく、現代でも現役のツールである。使用例の一つは選挙の投票用紙代わりであり、あるいはより身近な、趣味的なところではオルガニートで触れることができる。

◆ 歴史

織機などで多く利用されたのは、コンピュータをそれに応用しようという考えからではなく、むしろこちらのほうが元祖であったゆえである。

パンチカードを発明したのはフランスのジャカールであるとされ、これは自動織機を制御して複雑な模様の布を織るために使用され、世紀を超えて使用され続けた。チャールズ・バベッジはこのジャカールの機械(ジャカード織機)をヒントにして、パンチカードをプログラムに使う計算機(解析機関)を構想した。だが彼が構想した計算機は、その存命中には実現しなかった。

ジャカールの自動織機に触発されたのはバベッジだけではなかった。パンチカードを使って「革命」を起こした人物がアメリカにいた。当時、大規模な移民の受け入れにより急激に人口が膨張しつつあったアメリカでは、1880年の国勢調査が1889年になっても集計が完了しないという問題を抱えていた(これには、単純な人口の増加だけではなく、集計する項目が増えたために当初の手作業システムが破綻したのだと言われる)。計算している間に人口が大きく変動してしまうこの状況を解決したのがハーマン・ホレリスが発明したパンチカードによる集計機タビュレーティングマシンで、これによって集計のスピードは10倍になったという。ホレリスはまた文字コードも考案し、これはホレリスコードと呼ばれている。

当時は手書きで記録を取り、それを事務所に持ち帰ってパンチカードに転記するという手間を踏んでおり、かつホレリスの集計機自体も1回1回人間が処理の仕方を設定する必要があるなどの欠点があったが、その圧倒的な処理能力は「驚異のテクノロジー」と賞賛され、政府機関だけではなく様々な分野で使用されていくことになる。多数の顧客情報を処理しなければならない保険会社などでも使われた。後に電気式加算機の計算機構を組み込んでかなりの計算ができる機械が登場し、会計処理だけでなく科学技術計算にも使われるようになった。このようなプログラム内蔵式でないコンピュータともいうべき機器は電子式コンピュータが登場した後もしばらく使われ続けた。

ホレリスは1枚のカードに80項目、1項目につき12種類の選択肢の情報が記録できるような仕様を策定した。このカードはサイズを身近な1ドル紙幣と同一にし、普及のために低額で販売したため、事実上の標準となった。特に「1行 80項目(桁)」は、FORTRANを筆頭としてその後長く受け継がれていくことになる(後述)。そして1896年、この事業のためにホレリスが興した「タビュレーティング・マシーンズ社」は、幾度かの統合を経て巨大企業IBMの母体となっていく。

◆ 投開票への使用

また、有権者の識字率が高くない場合や、同一の言語を使っているとは限らない国や地域、あるいは膨大な数の有権者がいる場合に有用ではないかということで、投開票に使用されることもある。アメリカの大統領選挙では1969年(一部地域では1964年)から使用された。これは有権者がパンチカードに孔を穿つ方式だが、穿孔装置を押す力が弱い場合などに「穿孔くず」が残るなどして、誤った読み取りや、それに基づく問題を生んだ。2000年のアメリカ大統領選挙では再集計の度に集計結果が異なり、以前からあったこのシステムへの疑義が改めて提示されることとなった。

(この場合の)パンチカードは不完全なデジタル情報を記録するものであり、「孔が空いている」「空いていない」を人間が判断する必要が生じたことなどが、その原因の一つとして挙げられている。また、穿孔くずによって機械が止まり、それによって無効票が多数出るなどの問題も発生した。

◆ ハンドソート・パンチカード・システム

特殊な機械を必要としない手操作で用いる(ハンドソート)パンチカードが事務用・調査用に盛んに用いられた。これは周囲に多数の孔を開けたカードで、特定の孔の部分を切符のように切り取ることで情報を記録し、孔に棒を通すとそこが切られたカードだけが振り落とされ、これを繰り返すことでソートするというものであった。

◆コンピュータ用パンチカードの様式

1960年代にコンピューターシステムが普及するまでは、パンチカードシステム(Punch card systemまたは略称:PCSは和製英語で、英語:)が広く使われた。これは

・ カード穿孔機(カードパンチ)

・ カード分類機(カードソーター)

・ カード照合機(カードコレーター)

・ 作表機(タビュレーター)

などを用いてデータ処理し、データの保存も多くはパンチカードを用いた。

1960年代以降にコンピューターシステムが普及しても、1970年代に以降表示装置やパソコンが普及してこれらで代替されるまでは、コンピューターへのデータ入力は

・ カード穿孔機

・ カード読取機(カードリーダー)

を用いて行った。

これらの時代に、日本も含めた世界で使われたパンチカード様式はおもに3つあった。

◇IBMの80欄カード

IBM 80欄カード(英文:IBM 80-column card、縦長の長方形の穴)は、1枚のカードに80英数字・特殊文字がパンチでき、1欄(コラム)は数字0〜9、またはカード上方のY-X-0ゾーン(12-11-0ゾーンとも呼ばれた)も使って英字を表現し、簡単な特殊文字は3つの穴を穿孔して表わすようになっていた。各欄の最上位置に文字も印刷できた。 [外部リンク] Punched Card Codes また、81番目の爛もあり、これはプログラムなどの複雑なカードをカード穿孔機・カード読取機が処理する場合に、穿孔・読取誤り防止用のチェックディジットとして使われた。

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/&-0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQR/STUVWXYZ

Y / x xxxxxxxxx

X| x xxxxxxxxx

0| x xxxxxxxxx

1| x x x x

2| x x x x

3| x x x x

4| x x x x

5| x x x x

6| x x x x

7| x x x x

8| x x x x

9| x x x x

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注:その他の各特殊符号は3つのパンチ(穴)を開ける。

カードの大きさは 7-3/8 インチ x 3-1/4 インチ(187.325 x 82.55 mm)で、厚みは 0.007 インチ(0.178 mm)で、1964年にカードの隅が丸くなり、この80欄カードが最も広く使われた。

◇IBMの96欄カード

1970年代に、IBMの中小型コンピューターシリーズのSystem/3用に、新しく96欄カード(丸穴)を発表した。BCD文字(6ビット)とEBCDIC文字(8ビット)のビット構成をそのままカードにしたようなカード様式で(8ビット用には上中下段用に、それぞれ上の2行を使う)、32欄が上下3段にに配置されていた。 [外部リンク] The Punched card

◇Univacの90欄カード

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