САЙТ                ученицы 11 класса МОУ СОШ №11 города Свободного Амурской области Артемьевой Марины
 

Один ум - хорошо, а два лучше!

Поиск:

 

главная

статьи полезные ссылки карта сайта

 

СПИСОК СТАТЕЙ

Перфоносители.

Абак в России.

Его величество транзистор.

Усовершенствованные счеты.

Древняя бухгалтерия.

Это древнее слово.

Самосчеты Буняковского.

Магнитные носители информации.

Уникальная коллекция России.

Старейшее счетное устройство.

Вильгельм Шиккард и его вычислительная машина.

Вычислительная машина Якобсона.

 

 

 

 

 

 

Перфоносители

М.Э. Смолевицкая, Москва

Перфоносителями называют носители информации с перфорациями – отверстиями круглой или прямоугольной формы, места расположения которых соответствуют закодированной на этом носителе информации. Перфорации могут наноситься на рулонную бумагу, металлические диски или карты, узкую бумажную, пластмассовую и целлулоидную ленту, небольшие прямоугольные карточки из специального тонкого картона.

Самыми первыми перфоносителями, видимо, следует считать перфокарты в виде прямоугольных карточек различных размеров, которые начали использовать в ткацких станках французов Б. Бушо и М. Фалькони между 1725-м и 1745 гг.

В 1801 году после 20-летних трудов фрунцузский механик Жозеф Мари Жаккар представил свой знаменитый ткацкий автомат. Данный прибор управлял переплетением нитей основы и утка по программе, нанесенной в виде отверстий (перфораций) на картонные листы, связанные в цепь. На станках Жаккара до наших дней производятся жаккардовые ткани.

Принцип использования перфорированных программоносителей оказался весьма плодотворным, и в XIX веке он начал применяться в телеграфных аппаратах, наборных машинах, вычислительной технике и музыкальных автоматах.

В 1832 году английский математик Чарльз Бэббидж начинает строить свою знаменитую Аналитическую машину. Бэббидж предполагал, что отдельные устройства этой вычислительной машины будут обмениваться информацией, нанесенной на перфокарты трех видов: карты данных, карты операции и карты переменных. Некоторые из этих карт сохранились и хранятся в Музее науки в Лондоне (см. рис. 1).

В конце XIX века американский изобретатель Герман Холлерит создал машину для выполнения статистических расчетов и начал ее промышленный выпуск. Вся информация вводилась в эти машины с помощью перфокарт, пробивки на которые наносились одним из устройств машины – перфоратором. В 1890 году счетная машина Г. Холлерита впервые использовалась при проведении переписи населения в США, затем в Австрии, Канаде и других странах.

В 1896 году в России проводилась первая всеобщая перепись населения. Для обработки данных, полученных во время ее проведения, машины Германа Холлерита были специально приобретены, и сам изобретатель принимал в этом мероприятии непосредственное участие. Было разработана специальная перфокарта с полями, соответствующими вопросам переписных листов. Одна из сохранившихся машин Г. Холлерита экспонируется в Политехническом музее в Москве.

В первой половине XX века перфокарты использовались в табуляторах перфорационных машин, разработанных на основе принципов счетных машин Г. Холлерита.

Затем перфокарты широко использовались в электронных вычислительных машинах вплоть до начала 90-х  годов XX века. Дискретность данного носителя информации и его малая механическая прочность ограничивали быстродействие карточных устройств ввода и вывода. Но перфокарты имели и достоинства: возможности визуального контроля, замены карты в массиве, их объединения в массив и его разделения.

Размер перфокарт для электронных вычислительных машин был стандартизован: длина – 187,32мм, ширина – 82,5 мм, толщина – 0,18 мм. Точное соблюдение размеров было необходимо для правильной ориентации и транспортировки карт в процессе перфорации и считывания информации. Плотность записи информации  не превышала 4 бит/кВ. см.

В Политехническом музее хранятся наборы перфокарт и журналы распечаток информации на этих перфокартах, использовавшиеся для расчета поправок орбиты первого искусственного спутника Земли в 1956 году (рис. 2).

Перфорированная лента, или перфолента, впервые была использована в автоматическом телеграфном аппарате Ч. Уитстона, созданном в 1858 году. Расположенное на ней соответствующим образом дырочки-пробирки обозначали точки и тире азбуки Морзе. На таком аппарате можно было передавать до 500 букв в минуту, т.е. в пять-шесть раз больше, чем при ручной работе посредством телеграфного ключа.

Эти передатчики использовались и в первой половине XX века. По воспоминаниям маршака войск связи И.Т. Пересыпкина, ими, наряду с аппаратами Боло и старт-стопными передатчиками СТ-35, была оснащена Красная Армия в период Великой Отечественной войны.

Аппарат Ч. Уитстона, перфораторы Ф. Крида, приставки к аппарату Э. Бодо можно увидеть в залах Политехнического музея.

В дальнейшем перфоленты стали использовать и в телетайпах. Первые в мире телетайпы были разработаны в 1918 году в США. В 1921 – 1925 годах они были созданы и в нашей стране (разработчики А.П. Трусевич, В.И. Каупуж). До 50-х  годов прошло века серийной выпускались телетайпы как с ленточным, так и с рулонным носителями (широкими лентами): модель Л.И. Тремля, СТ-35, РТА-50 и др. скорость их работы составляла до 400 знаков в минуту. Так же как при эксплуатации аппаратов прошлых лет с прямой (ручной) передачей, эта скорость была значительно ниже пропускной способности линий связи, что вызвало необходимость автоматизации процессов передачи телеграмм.

Первые автоматизированные телетайпы были выпущены в нашей стране в 1950 году на базе модели СТ-35 путем простого подключения реперфоратора и трансмиттера. Реперфоратор преобразовывал механические комбинации знаков от клавиатуры в кодовые комбинации отверстий на перфоленте с помощью наборного и пробивного устройства. Трансмиттер передавал комбинацию электрических сигналов в линию связи при пропускании через него перфоленты.

В 1869 году русский изобретатель Петр Павлович Княгининский создал первый в мире “автомат-наборщик” – литеронаборную машину с программным управлением от перфоленты. Его машина читала текст, представлявший собой бумажную ленту с комбинациями отверстий, соответствующими каждой букве и знаку (так называемые “депеши”), и автоматически (с помощью электромагнитного механизма) производила набор металлических литер. В 1870 году машина Княгининского была доставлена в Петербург и демонстрировалась на Мануфактурной выставке. Позже со своей машиной Княгининский был в Москве. К его машине проявляли интерес, но никто не поддержал изобретателя в его стремлении найти ей практическое применение.

Умер П.П. Княгининский в нищете, а машина его бесследно исчезла прогрессивна. Принцип автоматизации набора с помощью перфорированной ленты был использован в 90-х  годах XIX века при создании строкоотливной наборной машины.   

В XX веке перфоленты имели большое значение как носитель информации ввиду того, что они позволяют связывать в единую систему различные виды вычислительных машин – клавишные, перфорационные, электронные.

Перфоленты выпускались разной степени прочности, в бобинах различной ширины и длиной 160-200 м., белого цвета или окрашенные в светлые тона. Плотность записи информации на перфоленте составляет около 13 бит/ кВ. см.

Использовались пяти- и восьмидорожечные ленты. Помимо кодовых дорожек в стране части лент располагалась транспортная, или ведущая, дорожка, необходимая для перемещения ленты, а также для синхронизации в устройствах, использующих фотоэлектрический способ воспроизведения пробивок. Ряды отверстий, расположенных поперек перфоленты, образовывали строки. На каждой строке записывался код одного символа. Массивы информации могли объединятся в зоны, отделяемые друг от друга промежутками без перфорации. Начало и конец зоны также могли отмечаться соответствующими этим признакам служебными символами.

Недостаток бумажных перфолент – малая механическая прочность и в связи с этим невысокий срок службы и ограниченная скорость протяжки при записи (перфорации) и воспроизведении.

Перфолента была самым дешевым носителем информации. Относительно проста и дешева была аппаратура, с помощью которой на ней записывались и с нее считывалась информация.  

Большой интерес представляет использование перфолент и металлических дисков, так называемых “программоносителей”, в музыкальных автоматах.

В середине XIX века начались интенсивные попытки применить перфорированные носители программ для автоматической игры на струнных, клавишных и других видах музыкальных инструментов.

К 70-м годам XIX века для струнных и пневматических инструментов стали применять карточные программы француза Тесте, считывание с которых выполнялось с помощью подпружиненных щупов, открывающих соответствующие клапаны голосов в инструментах с прорезными языками или освобождающих молоточки, бьющие по струнам. Период наибольшего распространения таких машин – 1880 – 1890 годы.

В коллекции музыкальных автоматов Политехнического музея два пневматических органчика – “герофон” и “манопан” – имеют систему управления с механическим считыванием. Эти машины были запатентованы уже в конце XIX века.

“Герофон” кажется совершенно нелепой конструкцией: перфокарта – квадратный лист картона с концентрическими дорожками перфораций различной длины – крепится на ящике и остается неподвижной, а весь музыкальный блок (кроме мехов) с рядами голосов и считывающим механизмом вращается.

Громкость, большой звукоряд, удобство пользования кольцевой перфолентой в “манопане” делали его весьма привлекательным для непритязательных танцевальных заведений.

В музыкальном автомате “Миньон” была применена изобретенная в Америке в конце 80-х  годов XIX века пневматическая система управления с программой на бумажной перфоленте для автоматизации фортепиано и приставок к ним.

В Германии в середине 80-х  годов XIX века в лейпцигской мастерской Пауля Лохмана стали работать над перфорированными дисками для гребневых инструментов. Сначала их делали из картона и металлических листов, но удовлетворительной работы механизма получить, очевидно, не удалось. Нужный эффект дали перфорированные диски (в прейскурантах XIX века – “металлические ноты”). На нижней стороне дисков при вырубке образовывались выступы, играющие роль колков на программном валике (отверстие не вырубалось полностью, а прорубилось П-образно, так, чтобы оставался язычок металла). Дисковые автоматы П. Лохмана под названием “симфонионы” стали широко выпускаться начиная с 1886 года.

В середине XIX века начались  попытки автоматизации пианино и роялей. Первым в новом направлении обычно называют Шарля Феликса Сейтра, французского механика. В 1842 году он предложил пневматическую систему с перфорированными картонами, через отверстия которых накачиваемый мехами воздух под давлением поступал в маленькие цилиндры, приводящие в движение молоточки (пальцы) пианино.

Наиболее значительное событие начала XX века в области “механической музыки” произошло в Германии. Фирма “М.Вельте и сыновья” разработала пианино-репродуктор – систему записи и воспроизведения программы исполнения музыкального произведения пианистом. В коллекции Политехнического музея есть пианино “Вельте” с комплектом перфолент с автографами знаменитых европейских и русских пианистов первой четверти XX века, а также так называемый “роялофон” (рис.4). В последнем “музыкальная программа” была нанесена на картонные листы, которые складывались в книжку. Эти листы продвигались на барабане с иголочками человеком, который вращал ручку барабана.

Полностью автоматизированной машиной с электроприводом и полным набором управляющих команд, зафиксированных на перфоленте, является “пианола-С” фирмы “Филипс и сыновья” (в настоящее время находится в г. Франкфурт-на-Майне, Германия).

С появлением магнитных способов записи и разработкой магнитных носителей информации перфокарты, перфоленты, картонные и металлические диски постепенно стали использоваться все меньше, а затем и полностью были вытеснены новыми носителями.

      

 

главная статьи полезные ссылки карта сайта
 

Наш адрес: Амурская область, г.Свободный, ул.Каменчука, 27.   Е-mail: msosh11@mail.ru