Борис Крук - ...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь

Автолюбителям хорошо знаком несложный прибор, который крепится на присоске в кабине машины и позволяет "запомнить", сколько бензина залито в бак или сколько километров пути пройдено, скажем, к моменту очередной поездки. Следует только установить, вращая зубчатые колесики, необходимые цифры в окошечках прибора. Ясно, что этот прибор — простейшая механическая память. "Запись" новой информации и "стирание" старой осуществляются в приборе "вручную". Запоминание цифры происходит за счет установки зубчатого колесика в нужном положении, а индикация хранящейся в памяти цифровой информации производится путем выставления при вращении колесика соответствующей цифры в окошечке.

Если воспользоваться шифровальной таблицей на с. 31 и закодировать слово "омега", получится следующий десятичный код: 06 30 16 33 10. Чтобы запомнить данное слово, потребуется механическая "память" из десяти зубчатых колесиков. Для запоминания же любой из десяти цифр каждое колесико должно иметь десять зубцов и принимать десять фиксированных положений.

В факельном, а позднее электрическом телеграфе каждая буква слова ОМЕГА заменялась 5-разрядным двоичным кодом, например: 00011 00111 10000 01011 11000. Теперь число зубчатых колесиков в механической памяти возрастет до 25. Вместе с тем каждое колесико будет иметь всего два фиксированных положения: одно из них будет "помнить" цифру 0, другое — цифру 1.

В повседневной жизни мы на каждом шагу встречаемся с механическим устройством памяти, имеющим два фиксированных положения. Выключая или включая свет, мы устанавливаем выключатель в одно из фиксированных положений. Можно выключенное состояние сопоставить с цифрой 0, а включенное — с цифрой 1. Незажженная или горящая лампочка указывает, в каком состоянии (0 или 1) находится выключатель.

Группа из пяти выключателей с лампочками позволяет "запомнить" только одну букву, представленную в 5-разрядном двоичном коде. Для запоминания слова из пяти букв (например, ОМЕГА) потребуется уже пять таких групп. "Набрав" на выключателях нужное слово, можно отключить общий рубильник, при этом информация в такой электрической памяти не исчезнет: она сохранится в положениях выключателей. Стоит только включить общий рубильник и можно прочитать на индикаторах (лампочках) текстовую информацию, записанную с помощью "магических" цифр 0 и 1.

Очевидно, хранить текст в устройстве, собранном из сотен (не говоря уже о тысячах и десятках тысяч) выключателей и лампочек по меньшей мере неразумно. Нужна "память" более простая и удобная в пользовании. В телеграфии, например, в качестве памяти для хранения текстов телеграмм с давних пор использовалась… бумага. Только не обычная бумага, а узкая бумажная лента — перфолента. Каждая буква отображается на ней 5-разрядным двоичным кодом, при этом цифрам 1 соответствуют дырочки (отверстия) на перфоленте, цифрам 0 — отсутствие таких дырочек.

Любопытно, что идея перфорации родилась вовсе не в связи с развитием телеграфной техники, хотя, как вы помните, Ж. Бодо предложил свой двоичный код еще в 1874 г.

…В 1879 г. в статистическое управление при Министерстве внутренних дел США был принят на работу 19-летний выпускник Горной школы Колумбийского университета Герман Холлерит. Ему была поручена обработка информации по результатам переписи 1880 г. Однажды в поезде внимание Холлерита привлекли действия кондуктора, который с помощью компостера заносил в бланк данные о пассажирах. Это и натолкнуло его на мысль разработать перфокарты — специальные картонные карточки стандартного размера, на них числа представлялись в виде системы отверстий. Таким образом можно было хранить и затем механически обрабатывать статистические данные для переписи населения. В 1884 г. Холлерит обратился за патентом на свою "машину для переписи населения", содержащую клавишный перфоратор. В общей сложности он получил более 30 патентов. В 1890 г. бюро переписи США использовало машину Холлерита для переписи населения Америки. В 1897 г. ее купила для тех же целей царская Россия…

Но вернемся к перфоленте. Отверстия на ней пробиваются сразу на пяти перфорированных дорожках (маленькие отверстия на ведущей дорожке служат для протягивания ленты) с помощью специальных штифтов, называемых пуансонами. Управляют процессом перфорации (т.e. решают, пробивать или не пробивать отверстие) электромагниты: если, скажем, с телеграфного аппарата на электромагниты поступает комбинация импульсов, соответствующая двоичному слову 00011 (буква О), то на перфоленте будут пробиты отверстия только на двух последних дорожках.