Тесное знакомство с электромеханическим сортировщиком перфокарт (экскурс в начало XX века)21.10.2018 19:03

Поняв, как работать с электромеханическим сортировщиком перфокарт (с точки зрения обычного пользователя), и приступая к более тесному знакомству с ним (с точки зрения инженера), — ожидаешь увидеть в нём несколько датчиков для считывания отверстий в перфокартах и с десяток манипуляторов, каждый из которых забирает перфокарту в свой карман. Однако электромеханика сортировщика намного более элегантна и проста: весь его интеллект держится на одном датчике и на одном электромагните. Как именно, читайте ниже.

Принцип действия сортировщика (на примере IBM Type 82 Sorter)

• Перфокарты поступают в сортировщик по одной (см. на схеме жирную линию, отмеченную буквой «C»). Боком, нижним краем вперёд (этот край называется «краем девяток», потому что по нижнему ряду расположены девятки).
• Небольшая проволочная щётка (отмечена буквой «A») скользит по поверхности перфокарты (по одному из её столбцов), пытаясь замкнуть электрическую цепь, через соприкосновение с металлическим валом (отмечен буквой «B»). Скользит по заданному оператору столбцу. От цифры 0, до цифры 9.
• Если в текущем столбце пробитых цифр нет, то перфокарта не позволяет цепи замкнуться. Но если в перфокарте есть отверстие, проволочная щётка соприкасается с металлическим валом и т.о. замыкает цепь.
• Когда проволочная щётка замыкается с металлическим валом, активируется электромагнит (отмечен буквой «D»), который тянет на себя металлическую арматуру (отмечена буквой «E»). Эта арматура, в свою очередь, увлекает за собой стопку направляющих металлических полосок (эти полоски отмечены на схеме надписью «Chute Blades»), — те из них, под которые перфокарта ещё не прошла.
• В результате перед перфокартой образовывается «туннель» для прохода в нужный карман. Суть в том, что края направляющих металлических полосок расположены с тем же интервалом, что и строки на перфокарте, — чтобы отверстие (если оно пробито) обнаруживалось непосредственно перед тем, как перфокарта достигнет соответствующей полоски.
• Если в текущем столбце пробитых цифр нет, то перфокарта падает в карман для отброшенных перфокарт (для карт, которые оказались «вне игры»).

Насколько быстро работали сортировщики

• IBM Type 80 Sorter, самый первый сортировщик, выпущенный IBM в 1925 году, прогонял по 450 перфокарт в минуту. Он выполнял обработку данных исключительно электромеханическим способом. Без транзисторов, и даже без ламповой электроники. Весь «интеллект» строился на электромеханическом реле и электромагнитах. Несмотря на свою технологическую примитивность, Type 80 относился к категории высокоточного оборудования. Почему? Потому что та скорость, с которой он работал, подразумевала, что края направляющих металлических лент опускались и поднимались семь с лишним раз в секунду. Любая накладка по времени могла бы привести либо к неверной сортировке, либо к тому, что край металлической направляющей ленты повредит перфокарту.
  

  
  

• IBM Type 82 Sorter, следующая модель сортировщика от IBM, прогонял уже 650 перфокарт в минуту. Для электромеханического реле такая скорость была не по зубам, и поэтому в своей новой модели IBM впервые задействовало ламповую электронику — для управления электромагнитом.
  

  
  

• IBM Type 83 Sorter, выпущенный в 1955 году, сортировал перфокарты на ещё более фантастической скорости: 1000 штук в минуту! В нём был реализован более совершенный алгоритм обработки перфокарт: эта модель считывала с перфокарты сразу все отверстия выбранного столбца. Благодаря этому Type 83 мог выполнять новые задачи, решение которых на более ранних моделях было принципиально невозможно. Среди таких задач: отбраковка ошибочных перфокарт, — у которых в одном столбце было пробито сразу несколько отверстий.
  

  
  

• IBM Type 84 Sorter, самая производительная из моделей, которую IBM когда-либо выпускала, увидел свет в 1959 году. В прямом и переносном смысле этого слова… В этом сортировщике проволочная щётка уступила своё место — оптическому (фотоэлектрическому) датчику. Плюс, его интеллект строился на полупроводниковых технологиях. Более того, в новой модели своего сортировщика IBM заменила электромагнит на вакуумную присоску. Благодаря таким кардинальным улучшениям, Type 84 Sorter прогонял перфокарты по 2000 штук в минуту. Т.о. через него ежесекундно пролетало более 30 перфокарт.
  

  
  

PS. Несмотря на свою технологическую примитивность, электромеханические сортировщики перфокарт в своё время произвели революцию в обработке бизнес-данных, и подготовили почву для появления электронных «мини»-компьютеров бизнес-класса, таких как IBM 1401. Кроме того, даже после появления компьютеров, сортировщики перфокарт ещё долгое время оставались востребованными. Так например, самая первая модель сортировщика (IBM Type Sorter 80), выпущенная в 1925 году, — поддерживалась вплоть до 1980 года.