打孔胶带

哈威尔计算机上的纸胶带读取器，一小部分五孔胶带与圆圈连接在一起 - 创建一个物理程序循环

打孔胶带或穿孔纸胶带是一种数据存储设备的形式，由一条长条纸组成，通过该纸将小孔打孔。它是从开发的，随后与打孔卡一起使用，不同之处在于胶带是连续的。

在18世纪，使用了打孔卡和打孔卡的链条来控制织机。电报系统的使用始于1842年。在整个19世纪和20世纪的大部分时间里，都使用了打孔的磁带，用于可编程织机，电视通信，以输入1950年代和1960年代的计算机，后来作为小型计算机和CNC Machine的存储介质工具。在第二次世界大战期间，使用光学读数方法的高速打孔磁带系统用于代码破坏系统。打孔胶带用于传输数据以制造仅阅读记忆芯片。

历史

由打孔卡制成的纸带，在jacquard织机中使用。每个边缘上的大孔都是链轮孔，用于将纸带拉入织机。

Basile Bouchon在1725年首先使用穿孔的纸带来控制织机。但是，纸带的创建，脆弱且难以修复是昂贵的。到1801年，约瑟夫·玛丽·雅各布（Joseph Marie Jacquard）开发了机器来制作纸胶带，通过将打孔卡绑在雅加德（Jacquard）织机上。由此产生的纸带，也称为“纸牌链”，在创建和维修方面越来越强大。这导致了传达数据的概念，而不是作为单个卡流，而是作为“连续卡”（或磁带）的概念。整个19世纪，由打孔卡制成的纸带被广泛用于控制织机。许多专业的刺绣操作仍然指出那些创建设计和机器图案的个人，即使在1990年代最终逐步淘汰了打孔卡和纸带。

1842年，克劳德·塞特（Claude Seytre）的一项法国专利描述了一种钢琴弹奏设备，该设备从穿孔纸卷中读取数据。到1900年，使用钢琴钢琴的穿孔音乐卷被用来向大众市场分发流行音乐。

1846年，亚历山大·贝恩（Alexander Bain）使用打孔胶带发送电报。查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone）于1857年采用了这项技术，用于用于自动化，储存和传输电报中数据的惠斯通系统。

在1880年代，托尔伯特·兰斯顿（Tolbert Lanston）发明了由键盘和构图脚轮组成的单型排版系统。磁带用键盘打孔，后来由施法者读取，该胶带根据高达31个位置的孔的组合产生了铅类型。磁带读取器使用压缩空气，这些空气穿过孔，并被指向施法者的某些机制。该系统于1897年开始商业用途，并在1970年代的生产中进行了良好的生产，并在此过程中经历了几次变化。

现代用途

在21世纪，使用打孔胶带将非常罕见，可能在过时的军事系统中或某些业余爱好者中。在计算机数值控制（CNC）加工应用中，纸带并不常见，但是某些现代系统仍在用脚或米计量存储的CNC程序的大小，如果数据实际上是在纸带上打孔的，则对应于等效的长度。

格式

数据以特定位置的孔的存在或不存在表示。磁带最初有五行孔的孔，用于整个磁带宽度的数据。后来的磁带有更多的行。 1944年的电力机械可编程计算机，自动序列控制的计算器或哈佛大学I ，使用了24行的纸带。澳大利亚1951年的电子计算机CSIRAC使用了3英寸（76毫米）宽的纸带，带有十二行。

一排较小的链轮孔总是被打孔以同步胶带移动。最初，这是使用带有径向牙齿的车轮来完成的。后来，光学读取器使用链轮孔来生成正时脉冲。链轮孔稍微靠近胶带的一个边缘，将胶带划分为不等的宽度，以使其明确的方式使胶带定向读取器中的胶带。当代码在数字系统中表示为数字时，磁带宽度较窄的位通常是最不重要的位。

材料

许多早期的机器都使用了上油纸带，并用轻机油预先浸渍，以润滑读取器和打孔机构。石油浸渍通常使纸有些半透明和湿滑，并且多余的油可以转移到衣服或接触的任何表面。后来的光胶带读取器通常指定非上油不透明的纸带，这不太容易在光学传感器上沉积油碎片并引起读取错误。与卷纸胶带相比，另一个创新是坦率的纸带，它更容易固定，更容易缠结。

对于重型或重复使用，经常使用聚酯纤维胶带。这种坚固，耐用的塑料膜通常比纸胶带薄，但仍可在最初为纸媒体设计的许多设备中使用。塑料胶带有时是透明的，但通常会铝制，以使其不透明，以便在高速光学读取器中使用。

方面

用于打孔的胶带通常为0.00394英寸（0.100毫米）。两个最常见的宽度是五位代码为11⁄16英寸（17毫米），带有六个或更多位的磁带1英寸（25毫米）。两个方向的孔间距为0.1英寸（2.5毫米）。数据孔的直径为0.072英寸（1.8毫米）；链轮进料孔为0.046英寸（1.2毫米）。

chadless胶带

Chadless 5级Baudot纸带c。 1975–1980在电视公司打孔

大多数磁带式设备都使用坚固的圆形打孔器在胶带中创建孔。这个过程创建了“乍得”或小圆形纸。管理乍得的处置是一个令人讨厌且复杂的问题，因为小纸张倾向于逃避遏制并干扰电视设备的其他机电部分。从上油纸带上的乍得尤其有问题，因为它倾向于结块并堆积，而不是自由地流入集合容器中。

磁带打孔器上的一种变化是一种称为Chadless Printing Reperfortor的设备。该机器将使用类似于普通页面打印机的打印机制将接收到的电视信号打入磁带中，并同时在其上打印消息。磁带拳而不是打开通常的圆形孔，而是在纸上打了小U形切割，因此不会生产乍得。 “孔”仍然充满了一个小纸陷阱门。通过不完全打孔，纸上的打印保持完整且清晰。这使操作员能够读取磁带，而不必破译孔，这将有助于将消息传递到网络中的另一个站点。另外，没有时不时要空的“乍得盒子”。

这项技术的一个缺点是，一旦打孔，无用的胶带就无法很好地滚动以存放，因为纸的突出襟翼会捕获在下一层胶带上，因此不能紧紧地盘绕它。及时出现的另一个缺点是，没有可靠的方法可以在以后使用光学传感的高速读取器中读取无用的胶带。但是，在大多数标准速度设备中使用的机械磁带读取器对Chadless胶带没有任何问题，因为他们通过钝的弹簧弹簧的机械传感引脚感觉到孔，这很容易将纸张推开。

编码

“ wikipedia”一词， cr/lf为7位ascii，没有奇偶校验，右边最不重要- eg“ w”是1010111

文本是通过几种方式编码的。编码最早的标准角色是鲍多特（Baudot），其历史可以追溯到19世纪，有五个孔。 Baudot代码被修改后的五孔代码（例如Murray代码（增加了运输返回和线供稿））所取代，该代码被开发到Western Union Code中，该法规进一步发展为国际电报字母2号（ITA 2），以及一种称为美国电信器代码（USTTY）的变体。其他标准，例如电视节（TTS）， Fieldata和Flexowriter ，有六个孔。在1960年代初期，美国标准协会（American Standards Association）领导了一个项目，以制定通用数据处理代码，该代码成为美国信息互换标准守则（ASCII）。该七级代码被一些Teprinter用户（包括AT＆T （电视））采用。其他人，例如电传，保留了较早的代码。

申请

通讯

打孔胶带被用作存储电视节目消息的一种方式。操作员将消息输入到纸带上，然后以磁带的最大线速度发送消息。这允许操作员以操作员的最佳打字速度准备消息“离线”，并允许操作员在传输之前纠正任何错误。经验丰富的操作员可以在短时间内以每分钟135个字（WPM）或更多的方式准备一条消息。

该线通常在75 wpm处运行，但连续运行。通过准备磁带“离线”，然后用磁带读取器发送消息，该行可以连续运行，而不是依赖单个操作员键入的连续“在线”。通常，单个75 wpm线支持三个或更多的电视操作员脱机。接收端的磁带可用于将消息传递到另一个站。使用这些技术开发了大型商店和前向网络。

纸带可以以每秒1,000个字符的最多1,000个字符读取。 1963年，一家名为RegneCentralen的丹麦公司推出了一位名为RC 2000的纸带读取器，每秒可以读取2,000个字符。后来，他们进一步提高了速度，最高可达2500 cps。早在第二次世界大战时，Allied Codebreakers使用的Heath Robinson Tape Reader就可以使用2,000 CP，而巨像可以使用Arnold Lynch设计的光磁带阅读器以5,000 cps运行。

微型计算机

当发布第一个微型计算机时，大多数制造商都将现有的质量生产的ASCII 电信器（主要是电视型33 ，能够每秒十个ASCII字符吞吐量）作为键盘输入和打印机输出的低成本解决方案。通常指定的型号33 ASR包括纸胶带打孔器/读取器，其中ASR代表“自动发送/接收”，而不是无拳/无读者KSR -键盘发送/接收和RO仅接收模型。作为副作用，打孔胶带成为低成本微型计算机数据和程序存储的流行媒介，通常在大多数微型计算机安装中找到包含有用程序的磁带选择。更快的光学阅读器也很常见。

通常使用双重编码技术来完成对这些微型计算机的二进制数据传输，以弥补相对较高的打孔器和读者错误率。低级编码通常是ASCII，进一步编码和构建了Intel Hex等各种方案，其中二进制值“ 01011010”将由ASCII字符“ 5A”表示。框架，处理和校验和（主要用于ASCII HEX字符）信息有助于检测错误。这种编码方案的效率为35–40％（例如，需要44个8位ASCII字符的36％来代表每个二进制数据的16个字节）。

计算机辅助制造

在1970年代，计算机辅助制造设备经常使用纸带。纸带读取器比Hollerith卡或磁带读取器更小且价格便宜，并且在制造环境中，媒介是相当可靠的。纸带是用于计算机控制的电线包装机的重要存储介质。

开发了高级黑色打蜡和润滑的长纤维纸，并开发了聚酯薄膜胶带，以便大量使用的生产胶带持续更长的时间。

ROM和EPROM编程的数据传输

在1970年代至1980年代初期，纸带通常用于将二进制数据传输到可编程的可读取记忆（ROM）芯片或其可擦除的EPROM中。开发了用于计算机和ROM/EPROM数据传输的各种编码格式。通常使用的编码格式主要是由EPROM编程设备支持的那些格式驱动的，并包括各种ASCII HEX变体以及许多专有格式。

还使用了一个更原始的和更长的高级编码方案，即BNPF （BEGIN-NENGATION-PROCEDIS阳性 - 细胞），也写为BPNF （开始启示阳性阴性）。在BNPF编码中，一个单个字节（8位）将由一个高度冗余的字符框架序列表示，以单个大写ASCII“ B”，八个ASCII字符，其中A“ 0”将由A“ N”和A“ ”和A“”表示。 1英寸将由“ P”代表，然后是结束的ASCII“ F”。这些十个字符的ASCII序列通过一个或多个空格字符分离，因此，每个字节存储的每个字节至少使用11个ASCII字符（9％的效率）。 ASCII“ N”和“ P”字符在四个位置上有所不同，为单打错误提供了极好的保护。在“ L”和“ H”或“ H”或“ 0”和“ 1”中，也可以使用名为BHLF（开始最高的）和B10F（零零一）和B10F（零零一）的替代方案位，但在这两个编码方案中，两个数据包含的ASCII字符在一个位位置方面有所不同，提供了非常差的单打误差检测。

收银机

俄亥俄州代顿市的NCR在1970年左右进行了收银机，这将打纸胶带。瑞典大约在同一时间进行类似的现金记录。然后可以将磁带读取到计算机中，不仅可以总结销售信息，还可以通过收费交易完成帐单。该磁带还用于库存跟踪，记录部门和出售商品的班级数量。

报纸行业

直到1970年代中期或更晚，报纸行业都使用了打孔纸带。报纸通常由Linotype机器等设备设置在热门线索中。随着电线服务进入可以打孔纸带的设备，而不是必须重新输入所有传入的故事的Linotype操作员，可以将纸带放入Linotype上的纸带读取器中，并且它将创建铅sl ，而无需操作员重新融合了故事。这也使报纸可以使用诸如Friden Flexowriter之类的设备将键入通过磁带转换为引线类型。即使在Linotype和Hot Lead排版灭亡之后，许多早期的PhototypeSetter设备也使用了纸带读取器。

如果在六级胶带上的一个位置上发现错误，则可以将该角色变成一个无效的角色，以跳过剩下的非弹性位置，并用所谓的“鸡拔鸡肉”。用拇指和食指压制的草莓茎去除，一次可以敲出其余的位置，一次孔。

密码学

Vernam密码是在1917年发明的，用于使用存储在纸带上的密钥来对Teprinter通信进行加密。在20世纪的最后三分之一中，国家安全局（NSA）使用打孔纸带来分发加密密钥。八级纸带是在严格的会计控件下分发的，并通过填充设备（例如手持koi-18）读取，该设备暂时连接到需要新钥匙的每个安全设备。 NSA一直试图用更安全的电子密钥管理系统（ EKM ）替换此方法，但是截至2016年，显然仍在使用纸带。纸带罐是一个耐篡改的容器，其中包含以防止内容物改变的功能。

优点和局限性

制造后数十年可以读取无酸纸或薄膜胶带，而磁带可能会变质并随着时间的流逝而变得不可读。如有必要，可以用眼睛解码打孔胶带的孔图案，即使是通过手动切割和剪接也可以编辑胶带。与磁带不同，电动机产生的磁场不能改变打孔的数据。在密码应用应用中，用来分发钥匙的磁带可以通过燃烧而迅速而完全破坏，从而防止钥匙掉入敌人的手中。

纸带打孔操作的可靠性是一个问题，因此，对于关键应用，可以在打孔后读取新的打孔胶带以验证正确的内容。重新打扫胶带需要采用卷轴或其他措施，以免撕裂或缠绕胶带。在某些用途中，“风扇折叠”胶带简化了处理，因为胶带会重新折叠为“装饰箱”，准备重新阅读。与磁带相比，打孔胶带的信息密度很低，使大数据集笨拙地以打孔胶带形式处理。