МАШИНЫ МАТЕМАТИКИ. Счетный автомат

МАШИНЫ МАТЕМАТИКИ. Счетный автомат

Долог и сложен был путь развития вы­числительных средств. Камушки, косточки, ракушки, узелки на веревочках — первые при­митивные орудия счета. Затем появились табли­цы — первые примитивные устройства счета. Шло время, и им на смену пришли арифмети­ческие машины. Но они были еще очень несо­вершенны.

Развивались наука и техника, совершенство­валось производство. Горы расчетов и океаны цифр заставили человека ускорить счет, свести к минимуму свое непосредственное участие в работе счетных машин. Их снабдили мотора­ми, научили «читать» и «запоминать» числа. В век автоматов стала автоматом и счетная машина. Ее научили управлять вычислительным про­цессом и контролировать его. В самый совер­шенный автомат превратила счетную машину электронная техника.

Счетный автомат

Одним из первых автоматов для счета была счетно-записывающая машина — табуля­тор. Он может самостоятельно не только вести счет — складывать, умножать, делить числа, автоматически комбинировать эти действия, но и осуществлять некоторые логические опера­ции. Все это машина делает с помощью перфо­карт — картонных стандартных прямоуголь­ников со срезанным левым углом (срез позво­ляет легко выявить неправильно уложенную карту).

В типографии на ней печатается цифро­вая сетка в виде 80 колонок цифр. В каждой колонке цифры помещены сверху вниз — от 0 до 9. Это позиции, т. е. места возможной про­бивки отверстий. Кроме того, на карте между девятым и восьмым рядами есть нумерация ря­дов колонок.

В таком виде картонный прямоугольник «нем». Чтобы он «заговорил», надо пробить отверстия в позициях колонок. Их пробивают, или, как говорят, перфорируют, на специальной ма­шине — перфораторе. После него карты поступают на другую машину — контрольник, который проверяет, на том ли месте, где надо, сделаны отверстия.

Допустим, что отверстия в перфокарте в на­шем примере показывают данные рабочего на­ряда токаря. За месяц на большом предприятии собираются сотни тысяч карт. Когда нужно подсчитать зарплату рабочим, получить дан­ные о выполнении плана или стоимости про­дукции, вступает в действие сначала электри­ческий сортировщик. Со скоростью 25 тыс. карт в час он группирует их по опреде­ленным признакам в отдельные пачки. Затем они поступают на табулятор.

Здесь сначала происходит чтение перфозаписей. Это делает специальный блок из 80 ще­точек — по числу колонок в перфораторе. Щеточки соединены проводами со счетчиками и печатающими механизмами. Перфокарта идет в табуляторе десятками вперед. Щеточки ощу­пывают сначала все девятые, затем восьмые позиции и т. д.

Вот в карте оказалась пробитой восьмая позиция в тринадцатой колонке. Щеточка замкнет электрическую цепь, сработает элект­ромагнит цифрового колеса, и оно начнет поворачиваться. Карта сместится на одну по­зицию — седьмую, колесо повернется на одну цифру и покажет 1. Карта сместится еще на одну позицию — шестую, и колесо покажет 2. А когда под щеточку подойдет нулевая по­зиция, поворот цифрового колеса оканчи­вается: оно повернулось на восемь позиций и показывает цифру 8. Таким образом, вось­мерка с перфокарты передана в разряд счет­чика, соответствующий тринадцатой колонке. Так же производится и суммирование.

А кто же управляет быстрой и сложной ма­шиной? Все те же перфокарты и щеточки. В та­буляторе, кроме описанного устройства — нижнего воспринимающего ме­ханизма, есть второе такое же устройство — верхний воспринимающий ме­ханизм с таким же блоком щеточек. Он и осу­ществляет управление ма­шиной.

Управление основано на сравнении двух идущих друг за другом перфокарт, когда одна из них нахо­дится в нижнем воспри­нимающем устройстве, дру­гая — в верхнем. Если при­знаки карт одинаковы, ма­шина продолжает сумми­ровать, но если вдруг из­менится признак на оче­редной карте, электриче­ская цепь размыкается и суммирование автоматически прекращается. Машина записывает итог по прошедшим картам и лишь после этого пере­ходит к подсчету сумм по картам следующей группы.

Проследим теперь за электрическим импуль­сом. Он возник, когда щеточка попала в отвер­стие перфокарты, и дал команду машине — заставил сработать счетчик. Он же участвовал в автоматической записи итогов, и он же авто­матически управляет табулятором.

Чтобы электрический импульс совершил сложный путь внутри машины, концы всех электрических цепей, связанных со щеточками, счетчиками, печатающими механизмами, выве­дены на коммутационную доску. Это пульт распределения электрических им­пульсов. Отсюда они с помощью переключате­лей распределяются по всей машине.

Система управления современным табуля­тором необычайно гибкая и многосторонняя. Хороший табулятор может обработать до 10 тыс. перфокарт в час. Советские инженеры еще в 1950 г. создали одну из лучших счет­но-перфорационных машин — табулятор Т-5. В ней установлено восемь 11-разрядных счет­чиков. Это значит, что одновременно можно суммировать восемь столбцов многопозицион­ных чисел — 70 тыс. сложений в час! За это время сто счетных работников сделают лишь 25 тыс. действий.

Советские ученые и конструкторы продол­жают упорно работать над совершенствова­нием счетно-перфорационных машин. Однако, как бы их ни улучшали, у них есть один серь­езный недостаток: перфокарта сдерживает про­изводительность. Ведь от машины к машине ее переносит человек. Это не позволяет создать единого потока чисел. Но ученые и инженеры после долгих поисков сумели построить еди­ную машину для быстрого автоматического выполнения длинной цепочки математических действий.