КАК СЧИТАЮТ МАШИНЫ

70000 СЛОЖЕНИЙ В ЧАС

Читатель, очевидно, уже обратил внимание на то, что для счёта с перфокартами необходим целый комплекс машин, каждая из которых выполняет одну из операций своеобразного техно­логического процесса.

На перфораторе ведётся запись отверстиями, сортировальная машина группирует перфокарты по определённым признакам. И всё это для того, чтобы подготовить работу табулятору — считать будет он.

Многосчётчиковый счётнозаписывающий автомат с автомати­ческим же восприятием заданных чисел — табулятор — в кон­структивном отношении весьма сложен. Небольшой объём книжки не позволяет подробно рассказать о его устройстве. Нам придётся ограничиться лишь самым общим изложением основных моментов в его работе: чтения перфозаписи, счёта, печати и управления.

Устройство для чтения перфозаписи, то-есть для автома­тического восприятия чисел, состоит из контактного валика и щёточного блока, насчитывающего 45 стальных щёточек. Прин­цип его действия аналогичен восприятию в сортировальной машине: так же ходит нож, подавая с помощью транспортных роликов перфокарты между валиком и щёточками. Но если в сортировальной машине за один пропуск «прощупывалась» только одна колонка, то в табуляторе «прощупываются» одновременно все 45 колонок перфокарты.

Щёточки, «прощупывающие» колонки заданных для счёта чисел, соединяются электрическими проводами со счётчиками и печатающим механизмом. С печатающим механизмом соединя­ются также щёточки, анализирующие колонки признаков. Как и все остальные агрегаты табулятора, счётчики приспособлены к работе от импульсов электрического тока. Поэтому конструк­ция их отличается от счётчиков уже известных нам счётных машин.

Разобраться в устройстве и работе табулятора поможет нам рисунок 26, изображающий принципиальную схему работы основных механизмов наиболее простого табулятора Т-2.

Из рисунка видно, что в каждом разряде счётчика имеется цифровое колесо, храповая муфта, электромагнит и переклю­чающий рычаг. Цифровые колёса не соединены с валом и по­этому при вращении его остаются неподвижными. Храповые муфты укреплены на валу, но таким образом, что не только

Вращаются вместе с валом, но под действием пружины и пере­ключающего рычага могут передвигаться вдоль вала до за­цепления с цифровыми колёсами.

Электромагнит удерживает переключающий рычаг в исход­ном положении.

Работу счётчика мы проследим на примере передачи однозначного числа. Все разряды счётчика устроены одинаково,

Момента прохождения под воспринимающими щёточками нуле­вого ряда перфокарты, когда специальная планка отводит переключающий рычаг и храповую муфту в исходное положе­ние. Цифровое колесо останавливается.

Таким образом, поворот цифрового колеса может начаться в разное время, в зависимости от расположения отверстия, а кончается в определённый момент—во время прохождения под щёточками нулевого ряда перфокарты. Ясно, что при этих условиях угол поворота цифрового колеса, а следова­тельно, и показания счётчика будут тем больше, чем раньше щёточка данного разряда попадёт в отверстие. Так как дви­жение перфокарты происходит девятками вниз, то-есть сна­чала проходит под щёточками девятый ряд, затем восьмой, седьмой и так далее, от импульса тока с девятого ряда цифровое колесо успеет повернуться на % оборота и за­фиксирует цифру 9, с восьмого ряда — 8 и так далее. Таким образом, в счётчик будет передано записанное в перфокарте число. При проходе следующих карт произойдёт тот же процесс, и новые числа суммируются с прежними показа­ниями счётчика.

Теперь посмотрим, как записываются подсчитанные числа. Когда перфокарта своим нижним краем входит между валиком и щёточками, одновременно с вращением вала счётчика начи­нается подъём штанг печатающего механизма. Каждая штан­га имеет цифровые литеры. Скорость подъёма штанг и ско­рость прохождения карточки одинаковы. А так как цифровые литеры на штангах расположены в том же порядке, в котором идёт «ощупывание» перфокарты, то против рулона с бумагой всегда будут те цифры, ряды которых в данный момент про­ходят под щёточками. При попадании воспринимающих щё­точек в отверстия электромагниты печатающего механизма притягивают свои якоря, и освободившиеся рычаги стопорят движение штанг. Удар молоточков — и числа, пробитые в пер­фокарте и переданные в счётчик, отпечатаются на бумаге.

Специальные приспособления, так называемые головки счётчиков, позволяют передавать печатающему механизму ито­ги подсчётов. В результате получается таблица, или, как её обычно называют, табуляграмма.

Когда мы впервые заговорили о табуляторе, то особо подчеркнули, что это — полный автомат. Достаточно заложить в него перфокарты и нажать пусковую кнопку, чтобы он начал работать сам, без дальнейшего участия человека. Но,

Напоминает переключение железнодорожной стрелки. Стрелка переводит поезд с одного пути на другой, а селектор изме­няет направление электрического тока.

Предположим, что контакт А соединён с одной из щёточек, Б—со счётчиком №2, а В — со счётчиком №3. В исходном состоянии ток пойдёт в счётчик № 3 (первое положение). Но стоит лишь электромагниту получить сигнал в виде им­пульса электрического тока, как он подтянет свой якорь и тем самым переключит контакт А от В к Б. Теперь току приго­товлена другая дорога — в счётчик № 2 (второе положение).

И вот что интересно: оказывается электрический импульс для срабатывания селектора возник также автоматически. Это щёточка воспринимающего механизма попала в «надсечку». Таким образом, перед нами — один из моментов самоуправле­ния машины.

Ещё больший интерес представляет собой система автома­тического управления печатью итогов. Если у нас имеются отдельные группы перфокарт, по каждой из которых надо подвести итоги, то незачем пропускать через табулятор ка­ждую группу отдельно. Нож подаёт подряд все перфокарты под щёточки воспринимающего механизма, и числа растекаются по разным счётчикам. Машина «зорко следит» за каждой перфо­картой. Можно быть уверенным, что когда пройдут все перфо­карты одной группы, на мгновение прекратится подача, запи­шутся итоги по прошедшей группе, и в машину начнёт по­даваться очередная партия карт. Это — результат работы системы автоматического управления.

Как же осуществляет машина такую логическую опе­рацию?

Мы уже много раз говорили о воспринимающем механизме, но ни разу не обмолвились о том, что их в машине два: верхний и нижний. Нижний механизм читает перфозапись для счёта и печати, а верхний — осуществляет автоматическое управление. Ещё до прихода перфокарты к нижним щёткам он подготавливает пути следования электрических импульсов. Такой механизм — своеобразный разведчик. Он сигнализирует другим агрегатам машины о характере поступающей карточки. На сравнивании признаков перфокарт, находящихся под верх­ними и нижними щётками, и построена система автоматиче­ского управления. Если признаки обеих карт одинаковы, машина продолжает нормально работать. Но стоит карточке новой группы появиться под щётками, как электрическая цепь си­стемы разрывается, что даёт сигнал к прекращению подачи перфокарт и к записи итогов по прошедшей группе, после чего подача карт автоматически возобновляется. Таким обра­зом, табулятор не только считает по перфокартам, но и как бы анализирует их.

Машина хорошая. Однако читатель, узнав о необходимо­сти создания для табулятора своеобразной копии первичного документа — перфорированной карточки, усомнится: «Стоит ли овчинка выделки?». Не быстрее ли будет вести подсчёт на машинах с ручной установкой? Тем более, что основная функция табулятора — суммирование, вычитание и запись — может быть выполнена на суммирующих записывающих маши­нах со скоростью до полутора тысяч действий в час.

Да, применение машин, работающих с перфокартами, как и вообще всех автоматов, эффективно только при определён­ных условиях. Производительность табулятора во многом обу­словливается характером работы. Так, в зависимости от того, требуется ли запись каждого слагаемого или только итогов, производительность табулятора колеблется от 4500 до 9000 перфокарт в час. Если при этом происходит суммирование одновременно пяти столбцов многозначных чисел, то за час можно произвести от 22 500 до 45 000 операций.

Новейшие советские табуляторы Т-5, имеющие восемь одиннадцатиразрядных счётчиков, могут одновременно сумми­ровать восемь столбцов многозначных чисел, производя таким образом свыше 70 000 сложений в час! За таким табулятором едва угнались бы 100 счетоводов со счётами.

Но, разумеется, не следует забывать, что для достижения высокой производительности было затрачено много дополнитель­ного труда на перфорацию. Однако на массовых счётных опе­рациях, особенно в тех случаях, когда требуется вести под­счёты в различных группировках (когда однажды пробитая карточка используется для нескольких различных подсчётов), один табулятор заменяет труд десятков людей, вооружённых счётами, и оставляет далеко позади производительность сум­мирующих машин.

С помощью табуляторов производятся как учётные, так и научные и инженерные расчёты.

Но есть ещё одна область, где машины с автоматическим восприятием просто незаменимы. Это — статистика. Именно она вызвала к жизни первые машины, читающие числа по отверстиям в перфокарте.

Трудоёмкость некоторых статистических работ поистине огромна. Это в первую очередь относится к обработке мате­риалов переписей. Перепись — один из важнейших статисти­ческих приёмов, дающих наиболее точные и полные сведения об объекте переписи. Переписи бывают разные: перепись населения, перепись оборудования и прочие.

В условиях плановой социалистической экономики пере­писи — важное государственное дело, помогающее правильно направлять развитие народного хозяйства страны.

Каждой переписи предшествует большая подготовительная работа, в процессе которой весьма важно установить показате­ли, больше всего интересующие государство, и отразить их в форме переписного листа.

Одной из наиболее важных является перепись населения, когда надо учесть каждого человека из многомиллионного населения страны. Для этого специально выделенные лица во всех городах, деревнях и поселениях ходят из квартиры в квартиру, из дома в дом, записывая в переписные листы сведения о каждом жителе. Так в несколько дней решается первая часть задачи —-заполнение на местах переписных листов.

Вторая же часть её — счётная обработка переписных листов — чрезвычайно трудоёмка. С этим столкнулись ещё во время первых переписей.

В. Струве, известный русский статистик, писал о всерос­сийской переписи населения 1897 года:

«Принимая количество населения России в 120 миллионов жителей, при ручном способе разработки на раскладку и под­счёт карточек для каждой сводной таблицы потребуется всего 300 тысяч часов, или, считая день даже в 10 рабочих часов,— 30 тысяч дней, что составит 83 года; на составле­ние примерно 24 таблиц потребуется 30 000X^4 = 720 000 дней, или 2000 человеко-лет работы. Для исполнения та­кой огромной работы в течение даже 5 лет необходимо, чтобы сводкой занимались ежедневно при десятичасовом рабо­чем дне по крайней мере 400 человек».

Большая трудоёмкость работ естественно поставила вопрос о каких-либо методах или приспособлениях, облегчающих получение результатов переписи. И уже при обработке мате­риалов первой всероссийской переписи населения применя­лись счётно-сортировальные устройства, явившиеся прототи­пом современных машин с автоматической установкой чисел.

Зашифрованные сведения о жителях перфорировались в «счёт­ных карточках».

Пробивка отверстий производилась на «пробойниках». Кар­точку вкладывали в щель станины пробойника, поочерёдно вставляли в соответствующие гнёзда штифт и ударом по не­му пробивали отверстия в карточке. Положение отверстия не определяло какой-либо числовой величины, как в перфо­карте. Каждое отверстие само по себе представляло опре­делённый признак. Для счёта служили устройства, насчиты -

Вавшие 40—80 счётчиков-регистраторов, работающих от электрических импульсов.

Однако не все материалы этой переписи обрабатывались с помощью механизмов, и работа, длившаяся более семи лет, так и не была закончена.

В условиях царской России передовая техническая мысль не находила поддержки. Иная картина в Советском Союзе. Об­работка материалов переписи населения 1939 года была произ­ведена на отечественных машинах и успешно закончена по 170 миллионам населения за 15 месяцев.

Мысль научить машину читать не с перфокарт, а прямо с первичных документов давно увлекает изобретателей. Прио­ритет в этой области принадлежит советскому инженеру В. Е. Агапову, который ещё до Великой Отечественной войны ра­ботал над созданием приспособления к счётным машинам, позволяющим читать заданные числа с первичных документов. Разрабатывая своё приспособление, Агапов решил использо­вать фотоэлемент.

Электромагнит

Электромагнит В

Контакт

Рис. 21 Схема устройства «видящего» приспособления. Тень от цифр падает на щель кожуха фотоэлемента. При полном затемне­нии её прекращается выработка тока фотоэлементом, и электро­магнит А отпускает якорь-контакт, который замыкает цепь электро­магнита Б. Последний притягивает рычаг клавиши счётной машины.

Фотоэлемент — это прибор, который под действием света вырабатывает электрический ток[9]). Это свойство фотоэлемента и было использовано Агаповым в «видящем» приспособлении, схема работы которого показана на рисунке 29.

Фотоэлемент заключён в светонепроницаемую оболочку, на передней стенке которой имеется щель, соответствующая по своей конфигурации той или иной цифре. Через усилитель и электромагнит А фотоэлемент управляет контактом другой электрической цепи (от источника тока к электромагниту Б Клавиши счётной машины).

На рисунке показано только устройство, читающее циф­ру 2. Такие же устройства предусмотрены для каждой из
притягивает к себе якорь-контакт и дер­жит разомкнутой цепь электромагнита Б.

Когда между источ­ником света и фото­элементом движутся документы, тень от их цифр проектируется на щели оболочек. Из всех фотоэлементов полно­стью затемнённым ока­жется только один, щель которого будет соответствовать прохо­дящей цифре.

Выработка электри­ческого тока в затем­нённом фотоэлементе прекратится, и элек­тромагнит А отпустит контакт, который под действием пружины замкнёт цепь электро­магнита Б. Оказавшись под током, электромаг­нит Б притянет рычаг машины, чем установит записанную в докумен­те цифру.

Применение «видящего» приспособления наталкивается на ряд трудностей. Основное из них заключается в том, что начертание цифр, толщина их и положение на документах должны быть строго определёнными. Этого можно достигнуть, выписывая документы на пишущих машинах, имеющих стили­зованный шрифт. Но работа в этой области не закончена.