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Cartões perfurados: a tecnologia que moldou a informática
Os cartões perfurados foram uma das primeiras formas de programação. Permitiam armazenar e processar dados em computadores e sistemas de cálculo mecânico e eletromecânico. Antes da memória digital, dos discos rígidos e do que hoje conhecemos como Inteligência Artificial, estes cartões eram o padrão para codificar informação de forma física.
O que são cartões perfurados
Cartões perfurados são pedaços rígidos de cartão com sequências de furos em posições pré-definidas. Cada posição representa um bit de informação.
A presença ou ausência de um furo corresponde a um valor binário que pode ser interpretado por máquinas.
Um cartão perfurado IBM de 12 linhas/80 colunas de meados do século XX.
Criação dos cartões
O processo de criação começava com um teclado ou uma perfuradora manual, onde operadores introduziam dados linha a linha.
Equipamentos como as perfuradoras Hollerith permitiam perfurar o cartão conforme o código definido (geralmente o código Hollerith, posteriormente EBCDIC ou variantes ASCII adaptadas).
Para grandes volumes, utilizavam-se perfuradoras automáticas que podiam processar centenas de cartões por minuto.
Fred M. Carroll, da IBM, desenvolveu uma série de impressoras rotativas que eram usadas para produzir cartões perfurados, incluindo um modelo de 1921 que operava a 460 cartões por minuto (cpm). Em 1936, ele introduziu uma impressora completamente diferente que operava a 850 cpm. A impressora de alta velocidade de Carroll, contendo um cilindro de impressão, revolucionou a fabricação de cartões perfurados da empresa.
Utilização dos cartões
Os cartões eram lidos por leitores mecânicos ou eletromagnéticos que interpretavam os furos e geravam sinais elétricos para cálculos ou processamento batch. Serviam para programas (instruções) e dados.
Módulo de memória de linhas de atraso em mercúrio, usado nos primeiros computadores, em particular no UNIVAC I. Tratava-se de uma forma primitiva de memória: os dados eram convertidos em impulsos sonoros que viajavam através de tubos cheios de mercúrio. Cada tubo funcionava como um ciclo fechado. Quando o sinal chegava ao fim, era novamente amplificado e reenviado, mantendo a informação “em circulação”.
Em muitos sistemas, uma sequência de cartões representava um programa completo e outro conjunto representava os dados de entrada.
Computadores que usavam cartões
Muitos computadores do início da era digital suportavam cartões perfurados, incluindo:
IBM 1401
Máquina de negócios popular na década de 1960 com velocidade de até 1000 caracteres por segundo em leitura de cartões e capacidades de processamento de texto e contabilidade.
IBM System/360
Família de mainframes (unidades centrais de processamento) com suporte extensivo a cartões perfurados e fita magnética. Variantes do 360 tinham unidades de cálculo com tempos de ciclo de alguns microsegundos e capacidade de gerir milhares de cartões por hora.
UNIVAC I
Um dos primeiros computadores comerciais, usava cartões e fita magnética. A sua CPU tinha uma velocidade de cerca de 2.25 milissegundos por instrução simples.
ENIAC (com periféricos adaptados)
Embora principalmente programado por cabos e interruptores, versões posteriores incluíram interfaces para cartões perfurados para entrada de dados.
Outros sistemas, como o PDP-8 da DEC, também tinham leitores de cartões como periféricos adicionais.
Capacidade de cálculo e execução
Estes computadores tinham capacidades que hoje parecem modestas. A maior parte executava algumas dezenas de milhares a milhões de instruções por segundo.
A memória principal variava de alguns kilobytes a poucas dezenas de kilobytes. A natureza batch do processamento de cartões implicava que grandes volumes de dados fossem processados em lotes, com tempos de resposta de horas ou dias para grandes tarefas.
Leitura e escrita
Leitores de cartões eletrónicos como o IBM 2501 podiam ler até 1200 cartões por minuto. As perfuradoras como o IBM 2540 ofereciam perfuração e leitura com taxas semelhantes.
A precisão era crítica, dado que um furo mal feito podia invalidar um conjunto de dados inteiro.
Fim da era dos cartões
Com o advento do armazenamento magnético de alta densidade e interfaces de disco, os cartões perfurados foram progressivamente substituídos nos anos 70 e 80.
Mantiveram-se em uso em algumas aplicações específicas até finais do século XX.
Top 10 factos curiosos sobre os cartões perfurados
- O conceito dos cartões perfurados é anterior aos computadores e surgiu no século XVIII com os cartões de Jacquard, usados para controlar teares.
- Herman Hollerith adaptou esta tecnologia para o recenseamento dos EUA de 1890, reduzindo o tempo de análise de vários anos para poucos meses.
- O cartão padrão tinha 80 colunas, cada uma capaz de armazenar um carácter, o equivalente a uma linha de código ou dados.
- O código Hollerith foi o antecessor direto do EBCDIC e influenciou a forma como os dados binários foram representados fisicamente.
- Programas inteiros eram armazenados em milhares de cartões. Se caíssem ao chão, a ordem correta podia demorar dias a ser recuperada.
- Leitores como o IBM 2501 conseguiam processar até 1.200 cartões por minuto, um valor impressionante para a época.
- O conceito de processamento em batch nasceu diretamente da necessidade de executar grandes pilhas de cartões de forma sequencial.
- Um único furo mal alinhado podia inutilizar um cartão e provocar erros em todo o processamento.
- Os centros de dados precisavam de salas inteiras apenas para armazenar cartões perfurados já processados.
- Para além da informática, os cartões perfurados foram usados em sistemas de votação, música mecânica e controlo industrial.
Conclusão
Em contraste com a inteligência artificial moderna, capaz de aprender, adaptar-se e processar volumes massivos de dados em tempo real, os cartões perfurados recordam-nos que a computação começou com mecanismos rígidos, físicos e determinísticos.
Esta evolução evidencia não apenas o salto tecnológico, mas também a continuidade do princípio fundamental: transformar informação em decisões.
A IA é, assim, herdeira direta dessas soluções elementares, elevadas hoje a um nível de complexidade e autonomia que, à época dos cartões perfurados, seria difícil sequer imaginar.
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Os meus dados pessoais para processamento do meu vencimento no início da minha carteira eram todos gravados nesses cartões.
Na Lusalite, na rua de São Nicolau, Lisboa, no quarto andar, estava instalado um dos maiores computadores, que funcionava com cartões perfurados, utilizado em Portugal há quarenta anos.
E era, precisamente, um IBM.
Eu escrevi programas em cartões no Técnico quando era aluno do 1° ano.
Eu ainda vi uma leitora / gravadora de cartões em ação.
E ouvi histórias sobre partidas pregadas aos novatos sobre lotes de cartões não numerados que caiam ao chão, ou lotes de cartões cheios de chad para lançar o pânico no novato.
Nas unidades de bandas com colunas de vacuo, também havia uma partida memorável que implicava que o novato soprasse para tentar estabilizar a fita da banda.
Também tive o privilégio de assistir ao aterrar de cabeças de um disco rígido numa unidade que era maior que uma máquina de lavar roupa.
Eu trabalhei com cartões como estes, em 1979-1980, para recolha intensiva de dados. Havia um tambor pequeno na máquina de perfuração onde se enrolava um cartão “programa” que definia as tabulações. A evolução foi para máquinas de gravação magnética, modelo 3742, com disquetes (grandes e flexíveis), tudo marca IBM. Nos cartões, quando havia um erro, às vezes sistemático, tinha que se repetir tudo.