Lochkarte: Funktionsweise, Code und Geschichte

Eine Lochkarte ist ein Datenträger aus stabilem, dünnem Karton. Ein Datenträger ist ein Gegenstand, auf dem man Daten aufbewahrt. Auf Lochkarten speicherte man früher vor allem Daten und Programme. Die Informationen stehen als Löcher in der Karte. Diese Löcher nennt man zusammen den Lochcode.

Entscheidend ist die Position der Löcher. Welches Zeichen gemeint ist, ergibt sich aus der Stelle, an der gelocht wurde, und aus der Kombination mehrerer Löcher in einer Spalte. Die weit verbreitete Karte im 80-Spalten-Format von IBM hat 80 Spalten und 12 Zeilen. Eine Spalte steht für eine Zeichenposition, also für einen Buchstaben oder eine Ziffer.

Ursprünglich war nur ein Loch pro Spalte erlaubt. Das bedeutete eine Ziffer. Später war ein zweites Loch erlaubt, das beschrieb dann Großbuchstaben. Eine dritte Lochung fügte Sonderzeichen hinzu.

Oben auf der Karte stand oft der Inhalt als gedruckter Text, damit Menschen ihn lesen konnten. Für den Computer zählten nur die Löcher.

Man kann die Karte auch wie Einsen und Nullen sehen: Loch → 1, kein Loch → 0. Darum gelten Lochkarten als frühe Form digitaler Datenträger. Digital heißt hier: Jede Stelle hat nur zwei Zustände. Ihr Vorteil lag weniger in der Menge der Daten. Er lag darin, dass man sie einfach vervielfältigen und nutzen konnte und dass Maschinen sie lesen konnten.

Was eine Lochkombination bedeutet, wurde in einem Code vereinbart. Je nach Kartenart und Hersteller der Geräte waren unterschiedliche Codes im Einsatz.

Hier lernst du einen Code für Karten mit 80 Spalten, die unter anderem auf Systemen der Serie 360 benutzt wurden. In jeder Spalte steht ein Zeichen. Die 12 Zeilen übereinander haben Namen: Die unteren 10 Zeilen sind die Ziffernzeilen 0 bis 9. Die obersten zwei Zeilen heißen Zonen, die 12er Zone und die 11er Zone. Die dritte Zeile von oben ist die Null-Reihe. Wird sie bei mehreren Löchern als Überlochung benutzt, heißt sie 10er Zone.

Eine Ziffer von 0 bis 9 braucht nur ein Loch in ihrer Ziffernzeile. Ein Buchstabe braucht zwei Löcher: eine Zone und eine Ziffernzeile. Das zeigt die Tabelle.

Die Einzelzuordnung folgt aus der Reihenfolge des Alphabets. Bei J bis R gehört die Ziffernzeile 1 zu J, die 2 zu K, die 3 zu L und die 4 zu M. Ausdrücklich bekannt ist M: 11er Zone und 4. Bei S bis Z fängst du bei 2 an: Die 2 gehört zu S, die 3 zu T, die 4 zu U und so weiter.

Achtung: Dieselbe Lochung kann zwei Bedeutungen haben. Die negative Zahl −4 wird mit einer 11er Überlochung und der 4 gelocht, genau wie M. Ob M oder „minus 4“ gilt, hängt davon ab, ob das Programm die Spalte als Text oder als Zahl liest.

Kleinbuchstaben, Umlaute und Sonderzeichen brauchen weitere Lochkombinationen mit bis zu 6 Lochungen je Spalte. Die kennst du hier noch nicht. Du übst nur die Großbuchstaben A bis Z.

Schritt 1, Lochen: Eine Person tippte aus Vorlagen die Daten an einem Lochkartenlocher. Das Gerät hatte eine Schreibmaschinentastatur. Es stanzte die Löcher spaltenweise in die Karte. Neuere Geräte druckten den Inhalt zusätzlich oben als Text auf die Karte.

Schritt 2, Prüfen (optional): Auf einer zweiten Maschine, dem Lochkartenprüfer, konnte man die Daten nochmals eingeben. Stimmten die Lochungen überein, wurde die Karte als geprüft gekennzeichnet. Sonst musste sie korrigiert werden. Eine geprüfte Karte bekam nach der 80. Spalte eine Prüfkerbe am rechten Kartenrand.

Schritt 3, Transport: Lochkarten wurden meist nicht dort verarbeitet, wo man sie erzeugte, zum Beispiel im „Lochsaal“. Verarbeitet wurden sie meist in einem Rechenzentrum, also einem Ort mit Rechnern. Dafür mussten sie körperlich transportiert werden. Dort wurden sie geprüft und ergänzt und in den Maschinensaal gebracht. Vor der Verarbeitung konnte ein Lochkartensortierer die Karten in eine Reihenfolge bringen.

Schritt 4, Einlesen: Der Lochkartenleser ist ein Gerät am Rechner. Der Stapel kam in einen Leseschacht und wurde mit einem Gewicht beschwert. Auf Knopfdruck startete der Lesevorgang. Ein Gebläse lockerte den Stapel auf, dann wurde eine Karte nach der anderen eingelesen. An einer Abfühlstation erkannte das Gerät die Löcher und wandelte sie in einen elektronischen Code um. Das ging zum Beispiel mit Stiften, mit Bürsten oder mit Licht und Fotozellen.

Die Hollerith-Lochkarte, wie sie zur Hochzeit der Lochkarte am meisten verbreitet war, hat eine besondere Ecke. Die linke obere Ecke ist ca. 1 cm hoch flach abgeschrägt. Die anderen drei Ecken sind gerundet oder eckig.

Die Ecke ist eine technische Eigenschaft der Karte. Sie ermöglichte die manuelle Orientierung: Man erkannte von Hand, was vorne und hinten und was unten und oben ist. Dafür musste man keine Löcher lesen. Ein Blick auf die Ecke genügte.

Das half zum Beispiel am Lochkartenleser. Dort legte der bedienende Operator, also die Person am Rechner, den Stapel in den Leseschacht. Für die korrekte Orientierung sorgte die abgeschrägte linke obere Ecke der Karten.

Die Ecke sagte dem Computer nichts. Er beachtete nur den Bereich mit den Lochungen. Sie half dem Menschen bei der Arbeit mit den Karten.

Andere Kartenarten sahen anders aus. Die Karte der Volkszählung von 1890 hatte den Eckabschnitt zum Beispiel noch rechts unten. Bei einer Randlochkarte war die obere rechte Ecke abgeschrägt, damit man bei einem Stapel erkannte, dass alle Karten mit der richtigen Seite in eine Richtung lagen.