Lochkarte

Vielleicht hast du schon einmal eine Eintrittskarte gesehen, die an einer Stelle gelocht wurde. Das Loch zeigt dann: Diese Karte wurde benutzt. In der Informatik gab es früher Karten, bei denen Löcher nicht nur etwas bestätigten, sondern Daten speicherten. So konnten Maschinen Informationen lesen, lange bevor es USB-Sticks oder Cloud-Speicher gab.

Deine Lernziele

• Du erklärst, was eine Lochkarte ist.
• Du beschreibst, wie Löcher Daten darstellen können.
• Du ordnest Lochkarten in die Geschichte der Computer ein.
• Du erkennst, warum Lochkarten später ersetzt wurden.

Was eine Lochkarte ist

Eine Lochkarte ist eine feste Karte aus Papier oder Karton, in die Löcher gestanzt werden. Diese Löcher stehen an bestimmten Stellen. Jede Stelle hat eine Bedeutung.

Ein Datenträger ist ein Gegenstand oder Medium, auf dem Informationen gespeichert werden. Heute sind zum Beispiel Festplatten, USB-Sticks oder Speicherkarten Datenträger. Früher konnte auch eine Lochkarte ein Datenträger sein.

Definition

Eine Lochkarte ist ein Datenträger aus Karton. Daten werden darauf durch Löcher an festgelegten Positionen gespeichert.

Das Wichtige ist nicht nur, dass ein Loch da ist. Wichtig ist auch, wo es liegt. Eine Maschine kann die Karte abtasten und daraus erkennen, welche Information gemeint ist. Maschinenlesbar bedeutet: Eine Maschine kann die gespeicherte Information erfassen, ohne dass ein Mensch sie Buchstabe für Buchstabe ablesen muss.

Beispiel

Stell dir eine einfache Karte mit drei Feldern vor:

Feld 1 bedeutet: Person ist Schülerin oder Schüler.
Feld 2 bedeutet: Person ist erwachsen.
Feld 3 bedeutet: Person wohnt in Berlin.

Wenn Feld 1 und Feld 3 gelocht sind, kann eine Maschine daraus lesen: Diese Person ist Schülerin oder Schüler und wohnt in Berlin.

Merke

Bei einer Lochkarte zählt die Position des Lochs. Ein Loch allein sagt wenig. Erst der vereinbarte Platz macht daraus eine Information.

Wie Löcher zu Daten werden

Damit eine Lochkarte verstanden wird, braucht man einen Code. Ein Code ist eine feste Zuordnung. Er legt fest, welches Zeichen oder welche Bedeutung zu einem bestimmten Lochmuster gehört.

Wenn du zum Beispiel abmachst, dass ein Loch oben für A steht und ein Loch darunter für B, dann kannst du mit Löchern Buchstaben darstellen. Ohne diese Abmachung sieht man nur Löcher. Mit Code werden daraus Daten.

Definition

Ein Code ist eine Regel, die Zeichen oder Bedeutungen bestimmten Mustern zuordnet.

Beispiel

Ein einfacher Lochkarten-Code könnte so aussehen:

• Loch in Reihe 1 bedeutet A.
• Loch in Reihe 2 bedeutet B.
• Loch in Reihe 3 bedeutet C.
• Kein Loch bedeutet Leerzeichen.

Dann kann eine Folge von Kartenpositionen eine Nachricht bilden.

Eine Maschine muss den Code ebenfalls kennen. Sonst kann sie die Löcher zwar erkennen, aber nicht richtig deuten. Das ist ähnlich wie bei einer Geheimschrift: Die Zeichen sind da, aber du brauchst den Schlüssel.

Gut zu wissen

Lochkarten konnten je nach System Zahlen, Buchstaben, Sonderzeichen, Befehle oder andere Daten darstellen. Es gab verschiedene Lochkartenformate und verschiedene Codes.

Wie Maschinen Lochkarten lesen

Eine Lochkartenmaschine ist eine Maschine, die Lochkarten stanzen, sortieren, zählen oder auslesen kann. Frühere Maschinen arbeiteten mechanisch oder elektromechanisch. Das bedeutet: Es gab bewegliche Teile, und oft half elektrischer Strom bei der Auswertung.

Beim Lesen prüft die Maschine, ob an einer bestimmten Stelle ein Loch vorhanden ist. Wenn dort ein Loch ist, kann zum Beispiel ein Kontakt geschlossen werden oder ein Stift durch die Karte fallen. So erkennt die Maschine: An dieser Position steht ein Signal.

Definition

Eine Tabelliermaschine ist eine frühe Rechen- und Auswertemaschine. Sie konnte Lochkarten lesen und die darauf gespeicherten Daten zählen, ordnen oder berechnen.

Beispiel

Bei einer Volkszählung könnten Karten Informationen über Personen enthalten:

• Alter
• Wohnort
• Beruf
• Familienstand

Eine Tabelliermaschine liest viele Karten nacheinander. Dann zählt sie zum Beispiel, wie viele Menschen in einer Stadt leben oder wie viele Personen zu einer Altersgruppe gehören.

Das war ein großer Fortschritt. Menschen mussten nicht jede Karte einzeln von Hand auswerten. Maschinen konnten viele Karten nacheinander verarbeiten.

Merke

Lochkarten machten Daten maschinenlesbar. Dadurch konnten große Datenmengen schneller gezählt und sortiert werden als nur mit Handarbeit.

Herman Hollerith und große Datenmengen

Ein wichtiger Name in der Geschichte der Lochkarte ist Herman Hollerith. Er war ein Erfinder aus den USA. Er hat lochkartenähnliche Systeme nicht allgemein erfunden, denn gelochte Karten wurden schon früher zur Steuerung von Maschinen genutzt. Hollerith entwickelte aber in den 1880er-Jahren ein besonders wichtiges System, mit dem Daten auf Lochkarten gespeichert und maschinell ausgewertet werden konnten.

Massendatenverarbeitung bedeutet: Sehr viele Daten werden systematisch gesammelt, gespeichert und ausgewertet. Das ist zum Beispiel nötig, wenn ein Land Daten über Millionen Menschen erfassen will.

Besonders bekannt wurde Holleriths System durch die US-amerikanische Volkszählung von 1890. Eine Volkszählung ist eine große Erfassung von Daten über die Bevölkerung eines Landes. Dabei geht es zum Beispiel um Wohnorte, Alter oder Berufe.

Beispiel

Ohne Maschinen mussten Menschen sehr viele Fragebögen lesen, sortieren und zählen. Das dauerte lange.

Mit Holleriths System wurden Informationen auf Lochkarten übertragen. Maschinen konnten diese Karten dann auswerten. So wurde Massendatenverarbeitung viel schneller.

Holleriths Idee war für die Geschichte der Informatik wichtig. Sie zeigte: Daten können so vorbereitet werden, dass Maschinen sie automatisch verarbeiten. Das ist ein Grundgedanke moderner Computer.

Lochkarten in frühen Computern

Ein Programm ist eine Folge von Befehlen, die ein Computer ausführt. Früher wurden Programme manchmal auf Lochkarten geschrieben. Eine Karte konnte dabei zum Beispiel eine Zeile eines Programms enthalten.

Ein Kartenstapel ist eine geordnete Menge von Lochkarten. Viele frühe Computer hatten noch keine bequeme Tastatur mit Bildschirm, wie du sie heute kennst. Daten und Programme wurden vorbereitet, gelocht und als Kartenstapel eingelesen. Die Reihenfolge der Karten war dabei sehr wichtig.

Definition

Ein Kartenstapel ist eine geordnete Folge von Lochkarten. Die Maschine liest die Karten nacheinander ein.

Beispiel

Ein Programm besteht aus 50 Zeilen. Jede Zeile wird auf eine Lochkarte gestanzt. Dann werden die 50 Karten in der richtigen Reihenfolge in den Kartenleser gelegt.

Wenn eine Karte fehlt oder falsch einsortiert ist, kann das Programm falsch laufen oder abbrechen.

Eine Spalte ist hier eine senkrechte Position auf der Lochkarte. Ein verbreitetes Format hatte 80 Spalten. Jede Spalte konnte ein Zeichen darstellen. Daher passte auf eine solche Karte oft eine Textzeile mit bis zu 80 Zeichen.

Merke

Lochkarten prägten frühe Computerarbeit: Programme waren nicht nur Text, sondern echte Kartenstapel, die man richtig sortieren und einlesen musste.

Warum Lochkarten ersetzt wurden

Lochkarten waren nützlich, aber sie hatten Grenzen. Sie brauchten viel Platz. Ein großer Datenbestand konnte ganze Räume mit Karten füllen. Außerdem waren Kartenstapel empfindlich für Fehler in der Reihenfolge.

Ein weiterer Nachteil war die Geschwindigkeit. Neue Speichermedien konnten Daten schneller lesen und schreiben. Dazu kamen Magnetbänder, Magnetplatten, Disketten und später viele weitere Speicher.

Beispiel

Stell dir vor, du musst ein Referat ändern. Auf einem Laptop bearbeitest du den Text direkt. Bei Lochkarten müsste die betroffene Karte neu gestanzt werden. Wenn mehrere Zeilen betroffen sind, brauchst du mehrere neue Karten und musst den Stapel wieder richtig einsortieren.

Trotzdem waren Lochkarten nicht einfach schlecht. Für ihre Zeit waren sie robust, vergleichsweise günstig und maschinenlesbar. Sie waren ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur modernen Datenverarbeitung.

Gut zu wissen

Lochkarten wurden vor allem ersetzt, weil andere Speichermedien praktischer wurden: Sie speicherten mehr Daten auf weniger Raum, arbeiteten schneller und ließen sich leichter ändern.

Zusammenfassung

Eine Lochkarte ist ein früher Datenträger aus Karton. Daten werden durch Löcher an festen Positionen gespeichert. Damit die Löcher etwas bedeuten, braucht man einen Code.

Maschinen konnten Lochkarten auslesen, zählen, sortieren und für Berechnungen nutzen. Herman Hollerith machte dieses Prinzip besonders bekannt, weil sein System große Datenmengen bei Volkszählungen schneller auswerten konnte.

Später nutzten auch frühe Computer Lochkarten für Daten und Programme. Mit Magnetbändern, Festplatten, Disketten und modernen Speichern wurden Lochkarten nach und nach ersetzt.