...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь

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.

Перфоленты использовались и в некоторых типах ЭВМ для хранения текстов программ. Хотя такая "бумажная" память очень дешевая, она в то же время и очень непрочная, легко повреждается, ошибки на ней практически невозможно исправить.

"Запись" информации на перфоленту (т. е. пробивание дырочек) осуществляется крайне медленно: не более 150 букв в секунду. Так, для "перевода" на перфоленту, например, 30 томов Александра Дюма потребуется более 50 часов. Правда, "читать" информацию на перфоленте можно гораздо быстрее (до 1500 букв в секунду), если вместо системы механических контактов (замыкающихся при наличии в дорожке отверстия) использовать более быстродействующее фотосчитывающее устройство. В нем луч от источника света, проходя через отверстие в перфоленте, попадает на фотоэлемент и создает в его цепи ток. При этом появляется возможность почти в 10 раз ускорить протяжку ленты.

Заметим, кстати, что длина перфоленты с текстом произведений А. Дюма будет составлять всего-навсего… 150 км!

Принципиально новые возможности для хранения текстовой информации открыла электроника.

…Однажды научный консультант первой в мире радиотехнической фирмы "Маркони" некто Джон Амброз Флеминг стоял в своей лаборатории и задумчиво смотрел на лампу накаливания с угольной нитью, как вдруг его осенила блестящая догадка: раскаленная нить лампы выбрасывает из себя электроны. — А что если добавить в лампу второй электрод и подключить его к положительному полюсу батареи? — рассуждал Д. Флеминг. — Ведь тогда весь поток электронов устремится к положительному электроду и образует электрический ток…

Так была изобретена первая электронная лампа — диод. Электрод, соединенный с положительным полюсом батареи, назвали анодом, а раскаленную нить — катодом. Чтобы цепь тока была замкнута, Флеминг соединил катод с отрицательным полюсом батареи.