Cinta perforada

En el siglo XXI, la cinta perforada está obsoleta, excepto entre aficionados y en aplicaciones de mecanizado por control numérico computarizado (CNC). Aunque la cinta de papel ha sido reemplazada por la memoria digital , algunos sistemas modernos aún miden el tamaño de los programas CNC almacenados en pies o metros, lo que corresponde a la longitud equivalente si los datos estuvieran perforados en cinta de papel. ^{[ 3 ]}

Muchas de las primeras máquinas utilizaban cinta de papel aceitada, preimpregnada con un aceite ligero para máquinas , para lubricar los mecanismos de lectura y perforación. Esta impregnación solía hacer que el papel fuera algo translúcido y resbaladizo, y el exceso de aceite podía transferirse a la ropa o a cualquier superficie con la que entrara en contacto. Los lectores de cinta óptica posteriores a menudo especificaban cinta de papel opaca sin aceitar, que era menos propensa a depositar residuos aceitosos en los sensores ópticos y a causar errores de lectura. Otra innovación fue la cinta de papel plegada en abanico, que era más fácil de almacenar de forma compacta y menos propensa a enredarse, en comparación con la cinta de papel enrollada.

Para uso intensivo o repetitivo, se solía utilizar cinta de poliéster Mylar . Esta película plástica resistente y duradera era generalmente más delgada que las cintas de papel, pero aun así podía utilizarse en muchos dispositivos diseñados originalmente para soportes de papel. La cinta plástica a veces era transparente, pero normalmente se aluminizaba para hacerla lo suficientemente opaca para su uso en lectores ópticos de alta velocidad.

La cinta para perforación solía tener un grosor de 0,00394 pulgadas (0,100 mm) . Los dos anchos más comunes eran 1 1/16 pulgadas (17 mm ) para códigos de cinco bits y 1 pulgada (25 mm) para cintas con seis o más bits. El espaciado entre orificios era de 0,1 pulgadas (2,5 mm) en ambas direcciones. Los orificios de datos tenían un diámetro de 0,072 pulgadas (1,8 mm) ; los orificios de alimentación de la rueda dentada tenían un diámetro de 0,046 pulgadas (1,2 mm) . ^{[ 8 ]}      

La mayoría de los equipos de perforación de cinta utilizaban perforadoras circulares sólidas para crear agujeros en la cinta. Este proceso generaba pequeños trozos de papel circulares, conocidos como " chad ". La eliminación de estos trozos era un problema complejo y molesto, ya que tendían a escaparse y a interferir con otras partes electromecánicas del equipo de teleimpresión. Los trozos de papel provenientes de cintas de papel aceitadas eran particularmente problemáticos, pues tendían a acumularse en lugar de caer libremente en un contenedor de recolección.

Una variante de la perforadora de cinta era un dispositivo llamado reperforador de impresión sin perforaciones . Esta máquina perforaba la señal de teletipo recibida en la cinta e imprimía el mensaje simultáneamente, utilizando un mecanismo de impresión similar al de una impresora común. En lugar de perforar los agujeros redondos habituales, la perforadora hacía pequeños cortes en forma de U en el papel, evitando así la perforación ; el "agujero" se rellenaba con una pequeña trampilla de papel. Al no perforar completamente el agujero, la impresión en el papel permanecía intacta y legible. Esto permitía a los operadores leer la cinta sin tener que descifrar los agujeros, lo que facilitaba la transmisión del mensaje a otra estación de la red. Además, no había que vaciar periódicamente una caja para las perforaciones.

Una desventaja de esta tecnología era que, una vez perforada, la cinta sin chadless no se enrollaba bien para su almacenamiento, ya que las solapas de papel que sobresalían se enganchaban en la siguiente capa de cinta, impidiendo que se enrollara correctamente. Otra desventaja que surgió con el tiempo fue la falta de un método fiable para leer la cinta sin chadless en los lectores de alta velocidad posteriores que utilizaban detección óptica. Sin embargo, los lectores de cinta mecánicos utilizados en la mayoría de los equipos de velocidad estándar no presentaban problemas con la cinta sin chadless, puesto que detectaban los agujeros mediante pasadores mecánicos romos accionados por resorte, que apartaban fácilmente las solapas de papel.

La cinta perforada se utilizaba para almacenar mensajes en los teletipos . Los operadores escribían el mensaje en la cinta de papel y luego lo enviaban a la máxima velocidad de línea. Esto les permitía preparar el mensaje fuera de línea a su mejor velocidad de escritura y corregir cualquier error antes de la transmisión. Un operador experimentado podía preparar un mensaje a 135 palabras por minuto (ppm) o más durante cortos periodos.

La línea operaba normalmente a 75  palabras por minuto (ppm), pero de forma continua. Al preparar la cinta fuera de línea y enviar el mensaje con un lector de cintas, la línea podía operar de forma continua en lugar de depender de la escritura continua en línea por parte de un solo operador. Por lo general, una sola  línea de 75 ppm admitía a tres o más operadores de teletipo trabajando fuera de línea. Las cintas perforadas en el extremo receptor podían utilizarse para transmitir mensajes a otra estación. Se desarrollaron grandes redes de almacenamiento y reenvío utilizando estas técnicas.

Las cintas de papel podían leerse en ordenadores a una velocidad de hasta 1000 caracteres por segundo. ^{[ 10 ]} En 1963, la empresa danesa Regnecentralen presentó un lector de cintas de papel llamado RC  2000 que podía leer 2000 caracteres por segundo; posteriormente, aumentaron aún más la velocidad, hasta 2500  cps. Ya en la Segunda Guerra Mundial , el lector de cintas Heath Robinson , utilizado por los descifradores de códigos aliados, era capaz de alcanzar los 2000  cps, mientras que Colossus podía funcionar a 5000  cps utilizando un lector de cintas ópticas diseñado por Arnold Lynch.

Cuando se lanzaron los primeros miniordenadores , la mayoría de los fabricantes recurrieron a las teleimpresoras ASCII de producción masiva existentes (principalmente el Teletype Modelo 33 , capaz de imprimir diez caracteres ASCII por segundo) como una solución de bajo coste para la entrada de teclado y la salida de impresora. El Modelo 33 ASR, comúnmente especificado, incluía un lector/perforador de cinta de papel, donde ASR significa "Envío/Recepción Automático" (Automatic Send/Receive), a diferencia de los modelos KSR ( Keyboard Send/Receive) y RO (Receive Only), que no incluían lector/perforador. Como consecuencia, la cinta perforada se convirtió en un medio popular para el almacenamiento de datos y programas de miniordenadores de bajo coste, y era común encontrar una selección de cintas con programas útiles en la mayoría de las instalaciones de miniordenadores. Los lectores ópticos más rápidos también eran comunes.

La transferencia de datos binarios hacia o desde estos miniordenadores se realizaba a menudo mediante una técnica de doble codificación para compensar la tasa de error relativamente alta de los perforadores y lectores. La codificación de bajo nivel era típicamente ASCII, que se codificaba y enmarcaba aún más mediante diversos esquemas, como Intel Hex , en el que un valor binario de "01011010" representaba el carácter ASCII "Z". La información de enmarcado, direccionamiento y suma de comprobación (principalmente en caracteres hexadecimales ASCII) facilitaba la detección de errores. La eficiencia de este esquema de codificación es del orden del 35-40% (por ejemplo, el 36% si se necesitan 44 caracteres ASCII de 8 bits para representar dieciséis bytes de datos binarios por trama).

En la década de 1970, los equipos de fabricación asistida por computadora solían usar cinta de papel. Un lector de cinta de papel era más pequeño y económico que los lectores de tarjetas Hollerith o de cinta magnética , y el soporte era razonablemente fiable en un entorno de fabricación. La cinta de papel era un importante medio de almacenamiento para las máquinas de bobinado de alambre controladas por computadora , por ejemplo.

Se desarrollaron papeles de fibra larga, encerados y lubricados de color negro de primera calidad, y cintas de película Mylar para que las cintas de producción de uso intensivo duraran más tiempo.

En las décadas de 1970 y principios de 1980, la cinta de papel se usaba comúnmente para transferir datos binarios para su incorporación en chips de memoria de solo lectura (ROM) programables por máscara o en sus contrapartes borrables, las EPROM . Se desarrolló una variedad significativa de formatos de codificación para su uso en la transferencia de datos entre computadoras y ROM/EPROM. ^{[ 11 ]} Los formatos de codificación comúnmente utilizados estaban determinados principalmente por aquellos formatos que admitían los dispositivos de programación de EPROM e incluían varias variantes hexadecimales ASCII, así como una serie de formatos propietarios.

También se utilizó un esquema de codificación de alto nivel mucho más primitivo y mucho más largo, BNPF (Begin-Negative-Positive-Finish), ^{[ 12 ] [ 13 ]} también escrito como BPNF (Begin-Positive-Negative-Finish). ^{[ 14 ]} En la codificación BNPF, un solo byte (8 bits) se representaría mediante una secuencia de caracteres altamente redundante que comienza con una sola letra mayúscula ASCII "B", ocho caracteres ASCII donde un "0" se representaría con una "N" y un "1" con una "P", seguidos de una letra final ASCII "F". ^{[ 12 ] [ 14 ] [ 13 ]} Estas secuencias ASCII de diez caracteres estaban separadas por uno o más espacios en blanco , por lo que se utilizaban al menos once caracteres ASCII por cada byte almacenado (eficiencia del 9%). Los caracteres ASCII "N" y "P" diferían en cuatro posiciones de bits, lo que proporcionaba una excelente protección contra errores de perforación simple. También estaban disponibles esquemas alternativos llamados BHLF (Begin-High-Low-Finish) y B10F (Begin-One-Zero-Finish) donde "L" y "H" o "0" y "1" también estaban disponibles para representar bits de datos, ^{[ 15 ]} pero en ambos esquemas de codificación, los dos caracteres ASCII portadores de datos difieren en una sola posición de bit, lo que proporciona una detección de errores de perforación simple muy deficiente.

NCR de Dayton, Ohio , fabricaba cajas registradoras alrededor de 1970 que perforaban cintas de papel. Sweda fabricaba cajas registradoras similares por la misma época. La cinta se podía leer en una computadora y, además de resumir la información de ventas, se podían facturar las transacciones a crédito. La cinta también se utilizaba para el control de inventario, registrando los números de departamento y de clase de los artículos vendidos.

La industria periodística utilizó cintas de papel perforadas hasta mediados de la década de 1970 o incluso después. Los periódicos se componían normalmente con tipos de plomo fundido mediante máquinas como la Linotype . Con la llegada de las agencias de noticias a un dispositivo que perforaba la cinta de papel, en lugar de que el operador de la Linotype tuviera que volver a escribir todas las noticias, la cinta se podía colocar en un lector de cinta de papel de la Linotype, que creaba los rótulos de plomo sin que el operador tuviera que volver a escribir las noticias. Esto también permitió a los periódicos utilizar dispositivos, como la Friden Flexowriter , para convertir el texto escrito a texto de plomo mediante cinta. Incluso después de la desaparición de la Linotype y la composición tipográfica con tipos de plomo fundido, muchos de los primeros dispositivos de fotocomposición seguían utilizando lectores de cinta de papel.

Si se detectaba un error en una posición de la cinta de seis niveles, ese carácter podía convertirse en un carácter nulo para omitirlo perforando las posiciones restantes sin perforar con lo que se conocía como una "desplumadora". Tenía el aspecto de un descorazonador de fresas que, al presionarlo con el pulgar y el índice, podía perforar las posiciones restantes, un agujero a la vez.

Los cifrados Vernam se inventaron en 1917 para encriptar las comunicaciones de teletipo mediante una clave almacenada en cinta de papel. Durante el último tercio del siglo XX y hasta bien entrado el siglo XXI, la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) utilizó cinta de papel perforada para distribuir claves criptográficas . Las cintas de papel de ocho niveles se distribuían bajo estrictos controles contables y se leían mediante un dispositivo de llenado , como el lector portátil KOI-18 , que se conectaba temporalmente a cada dispositivo de seguridad que necesitaba nuevas claves. El contenedor de la cinta de papel era un recipiente a prueba de manipulaciones que incluía características para evitar alteraciones no detectadas de su contenido. La NSA finalmente puso fin a la producción de claves de cifrado basadas en cinta de papel el 2 de octubre de 2019, tras varias décadas de esfuerzos para implementar un nuevo sistema de gestión de claves electrónicas ( EKMS ) más seguro ^{[ 16 ].}