Тесное знакомство с электромеханическим сортировщиком перфокарт (экскурс в начало XX века) +28


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.





P.S. 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.


Чтобы понять, почему слово «мини» взято в кавычки, посмотрите вот эту фотографию

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (10):

  1. Exchan-ge
    /#19262473

    Стоит ли ещё писать на около-перфокартную тему?


    Стоит.
    +и о символе технического прогресса в СССР — о перфолентах )

    С самым необычным применением перфокарт я столкнулся в 1982 г. — из них делали дензнаки для самодельной версии игры «Монополия».
    Пачка денег приятно оттягивала руку )

  2. AstorS1
    /#19262921

    Я до сих пор использую перфокарты для записей. Формат весьма удобен для внутреннего кармана пиджака, для записей «на ходу». Или записать и отдать кому-нибудь, чтобы из блокнота листок не вырывать.

    Из опыта работы с перфолентами, у меня до сих пор сохранился навык по их намотке на пальцы ладони, чтобы потом без запутывания в считыватель или в телетайп быстро заходила. Впрочем, это уже были армейские будни.

  3. Stas911
    /#19263531

    Мне кажется или идеи map-reduce таки восходят прямиком к перфокартам?

  4. x86128
    /#19263699

    Подскажите, если есть такие сортировщики карт, почему было фатально уронить на пол колоду карт? Не может ли быть такого, что номера строк в языке Бейсик идут прямиком с тех пор как он вводился с перфокарт?

    • rutenis
      /#19263889 / +1

      Подскажите, если есть такие сортировщики карт, почему было фатально уронить на пол колоду карт?

      Мне пришлось пару раз собирать рассыпанную программу на ассемблере на полторы сотни строк примерно. Не то, чтобы фатально, но полдня тут же пропадает, т.к. перфокарты были без надпечатки.

      Потому что нумерацию карт в программе — в колонках с 72 по 80 — можно сделать только при машинном выводе колоды. При набивке перфокарт вручную никто не заморачивался с их нумерацией. Да и польза от этого была лишь до первого серьезного редактирования программы. Плюс к этому, когда колода падает на пол, некоторые из перфокарт наверняка помнутся или даже надорвутся, что приведет к проблемам при последующем вводе этой колоды.
      Не может ли быть такого, что номера строк в языке Бейсик идут прямиком с тех пор как он вводился с перфокарт?

      Вряд ли, ведь Бейсик создавался как раз для диалоговой работы (телетайпы). Номера строк там использовались для редактирования: нужно заменить строку программы — вводи с таким же номером; нужно удалить — вводи только номер; нужно вставить — вводи номер между номерами требуемых строк. Отсюда и требование к исходной нумерации через 10 — чтобы проще было вставлять. А еще была команда перенумерации всех строк программы, чтобы вставлять строки в такие места, где нумерация уже идет подряд.

  5. Vitalley
    /#19264113

    Так и не понятно, для чего их сортировать и по какому критерию.

    • rutenis
      /#19264377 / +1

      Кроме сортировщиков, для обработки данных использовались табуляторы с настраиваемой логикой. К примеру, табулятор можно было настроить на суммирование чисел в колонках 3-8, печать суммы при изменении данных в колонках 1-2 и обнуление суммы после печати. Если взять колоду перфокарт, представляющих данные о заказах, где в колонках 1-2 записан номер штата, а в колонках 3-8 — сумма заказа, то пропустив эту колоду через сортировщик по колонкам 1-2, а затем через этот табулятор, можно получить таблицу с суммами заказов по штатам (то, что сейчас делается при помощи «GROUP BY»).

      Пример этот, конечно, примитивный, но вся обработка данных с использованием перфокарт строилась на такого рода алгоритмах.

  6. welga
    /#19268369 / +1

    На одном заводе, мы обслуживали ЕС ЭВМ. Где — то в 1986 году, мне показали списанную механическую ЭВМ из Германии. На ней с помощью перфокарт долгие годы считали зарплату рабочим. Из электроники там были только электромагниты и датчики. Как она работала, не знаю, но те кто на ней работал, хвалили ее.

  7. UA3MQJ
    /#19270861

    Меня как-то давно на заводе деды водили в заброшенный цех с сортировкой, табуляторами и прочими непонятными динозаврами.