Plugboard

редактировать
IBM 402 Подключение панели управления бухгалтерской машины. Эта плата была помечена как «сводка прибылей и убытков». Обратная сторона той же коммутационной панели 402, на которой видны контакты, которые контактируют с внутренней проводкой машины. Отверстия назывались концентраторами.

A plugboard или панель управления (используемый термин зависит от области применения) представляет собой массив разъемов или разъемов (часто называемых концентраторами) в который можно вставить патч-корды для замыкания электрической цепи. Панели управления иногда используются для управления работой оборудования для записи единиц, шифровальных машин и ранних компьютеров.

Содержание

  • 1 Оборудование для записи единиц
  • 2 Подключение панелей управления записывающим оборудованием
  • 3 Cypher машины
  • 4 Ранние компьютеры
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Устройство записи

An IBM 407 Бухгалтерская машина со вставленной, но не задействованной панелью управления. Панель управления IBM представляла собой просто плату с отверстиями (концентраторами) для подключения перемычек.

Основная статья: Устройство записи единиц

Самые ранние машины были привязаны к конкретным приложениям. Панели управления были представлены в 1906 году для Hollerith Табулятора типа 1 (фото Типа 3 со встроенной панелью управления здесь ). Съемные панели управления были представлены с табулятором Hollerith (IBM ) типа 3-S в 1920-х годах. Затем приложения могут быть подключены к отдельным панелям управления и вставлены в табуляторы по мере необходимости. Съемные панели управления стали использоваться во всех записывающих машинах, где машины, используемые для различных приложений, требовали перемонтажа.

Съемные панели управления IBM имеют размер от 6 1/4 дюйма до 10 3/4 дюйма (для таких машин, как IBM 077, IBM 550, IBM 514 ) примерно на один-два фута (от 300 до 600 мм) на стороне и имел прямоугольный набор ступиц. Вилки на каждом конце одножильного патч-корда вставлялись в концентраторы, обеспечивая соединение между двумя контактами на машине, когда панель управления была помещена в машину, тем самым соединяя излучающий концентратор с принимающим или входным концентратором. Например, в приложении для дублирования карт концентратор считывания (выдачи) столбцов карт может быть подключен к входному концентратору пробивного магнита. Было относительно просто скопировать некоторые поля, возможно, в разные столбцы, и игнорировать другие столбцы с помощью подходящего подключения. Панели управления табуляторами могут потребовать десятки патч-кордов для некоторых приложений.

Функции табулятора были реализованы как с механическими, так и с электрическими компонентами. Панели управления упростили изменение электрических соединений для различных приложений, но изменение использования большинства табуляторов по-прежнему требовало механических изменений. IBM 407 был первым табулятором IBM, который не требовал таких механических изменений; все функции 407 управлялись электрически и полностью определялись панелью управления приложения и лентой каретки.

Для большинства машин с панелями управления, от подборщиков, интерпретаторов до IBM 407, в руководствах IBM панель управления описывается как «управляющая» или «автоматическая операция была получена с помощью...». Панели управления калькуляторов, таких как IBM 602 и IBM 604, которые определяли последовательность операций, были описаны как программы.

Подключение оборудования единичной записи панели управления

Перфокарта с 80 столбцами. Помечены строки с 0 по 9. В 12-м ряду вверху есть одна отметка в столбце 7. В 11-м ряду, расположенном ниже, на этой карте не перфорировано. Когда карты проходили через станцию ​​считывания, обычно сначала 9 краями (нижним краем), проволочные щетки, по одной на каждый столбец, контактировали через отверстия. Реле, такие как это, широко использовались в блоках. записывающее оборудование. Когда ток протекает через электромагнит 1, железный якорь 2 втягивается внутрь, поворачиваясь на подшипнике в его углу (не показан), чтобы переместить общий контакт 3. Реле может иметь более одного набора контактов. Реле со-селектором состояло из пяти комплектов.

Оборудование для записи единиц обычно настраивалось для выполнения конкретной задачи с помощью съемной панели управления. Электрические соединения различных компонентов записывающего устройства были представлены на панели, а соединения между ними определялись проводкой, при этом фактические соединения выполнялись, когда панель вставлялась в машину и фиксировалась на месте. Возможно, наиболее близким современным аналогом является программируемая вентильная матрица, в которой доступно фиксированное количество логических компонентов, а их межсоединение определяется пользователем.

Подключение панели управления единичной записью требовало знания компонентов машины и их временных ограничений. Компоненты большинства записывающих машин были синхронизированы с вращающимся валом. Один оборот представляет собой один машинный цикл, в течение которого перфокарты будут перемещаться от одной станции к другой, может быть напечатана строка, может быть напечатано общее количество и так далее. Циклы были разделены на точки в зависимости от того, когда строки на перфокарте должны появиться под станцией чтения или перфорации. На большинстве машин карты подавались лицевой стороной вниз, 9 краем (нижний край) вперед. Таким образом, первая точка в карточном цикле будет 9 раз, вторая 8 раз и так далее до 0 раз. Времена от 9 до 0 назывались цифрами. За ними последуют 11 часов и 12 часов, также известных как зоны.

В станции чтения набор из 80 щеток из пружинной проволоки, прижимаемых к карте, по одной для каждого столбца (станция чтения 407, построенная без щеток, удерживала карту неподвижно и могла читать карту несколько раз, каждая время генерирования тех же импульсов, что и станция с пружинной проволокой 80). Когда отверстие проходило под щеткой, щетка контактировала с проводящей поверхностью под картой, которая была подключена к источнику электроэнергии, и генерировался электрический импульс, импульс в терминологии IBM. Каждая щетка была подключена к отдельному концентратору на панели управления, от которого при необходимости ее можно было подключить к другому концентратору. Действие, вызванное импульсом в проводе, зависело от того, когда оно происходило в цикле, это простая форма мультиплексирования с временным разделением. Таким образом, импульс, который возник в течение 7 раз на проводе, подключенном к пробивному магниту столбца 26, пробьет отверстие в строке 7 столбца 26. Импульс на том же проводе, возникший в 4 раза, пробьет 4 в столбце 26. Импульсы, рассчитанные таким образом, часто исходили от щеток чтения, которые обнаруживали дыры, пробитые в картах, когда они проходили под щетками, но такие импульсы также излучались другими схемами, такими как выходы счетчиков. И зонные импульсы, и цифровые импульсы были необходимы для буквенно-цифровой печати. Они оба могут быть отправлены по одному проводу, а затем разделены релейными цепями в зависимости от времени внутри цикла.

Панель управления для каждого типа машины представила выходные (выходные) и входные (входные) концентраторы в логическом порядке. Во многих местах будут соединены два или более смежных общих концентратора, что позволит подключить более одного провода к этому выходу или входу. Несколько групп концентраторов были соединены вместе, но не подключены ни к каким внутренним цепям. Эти шинные концентраторы можно использовать для подключения нескольких проводов при необходимости. Небольшие соединительные блоки, называемые разделителями проводов, также были доступны для соединения трех или четырех проводов над панелью управления. Некоторые из них видны на фотографии панели IBM 402.

Возможности и сложность компонентов машин единичной записи развивались в течение первой половины 20 века и часто были специфичными для нужд конкретного типа машин. Следующие группы концентраторов были типичными для более поздних машин IBM:

  • кисти чтения, 80 выходных концентраторов, по одному для каждого столбца карты. Табулирующая машина может иметь две или три станции считывания, каждая со своим собственным набором из 80 узлов. Воспроизводящий пуансон может иметь дополнительную станцию ​​считывания после пуансона для проверки.
  • Магниты пуансона Машины, которые могут перфорировать карты, такие как воспроизводящий пуансон, имели вводы ступицы для каждого столбца карт. Импульс к одной из этих записей вызвал срабатывание электромагнита, который инициировал пробивание отверстия в этой позиции столбца.
  • Печатать записи, одна ступица для каждой позиции печати. Импульсы на эти входы управляли движением печатных полос или колес, чтобы поместить нужный типовой элемент под печатные молотки. У 407 также были выходы из каждого печатающего колеса, которые затем могли подавать на счетчики для сложения или вычитания. Это гарантировало, что итоги всегда совпадают с напечатанными.
  • Записи счетчиков. Табулирующая машина IBM, такая как серии 402 или 407, будет иметь несколько счетчиков разных размеров. (Например, у IBM 402/403 было четыре набора счетчиков по 2, 4, 6 и 8 цифр каждый, обозначенных 2A, 2B, 2C, 2D, 4A, 4B и т. Д.) Каждый счетчик имел две записи управления счетчиками для указания любого сложения. (плюс) или вычитание (минус). Если ни один из них не был импульсным, никакая операция не выполнялась. Если была дана команда на сложение, цифровой импульс, передаваемый от колонки к втулке счетчика, запускал вращение счетчика. Он остановился автоматически в нулевое время. Таким образом, импульс за 8 раз заставил колесо продвинуться на 8 шагов, добавив значение 8 к этому положению счетчика. Переносы внутри группы выполнялись автоматически. Хабы переноса и выноса позволили соединить счетчики, что позволило накапливать более длинные номера. Вычитание было более сложным и использовало арифметику с дополнением до девяток.
  • Выходы счетчика. Концентратор общего ввода счетчика заставлял этот счетчик испускать суммарные импульсы, которые можно было подключить к позициям печати. После того, как сумма была напечатана, счетчик был сброшен. Специальные схемы позволяли правильно печатать отрицательные значения, а не как дополнения до девяти, и был предусмотрен специальный выход, позволяющий печатать соответствующий символ («cr» или «-») рядом с числом, когда оно было отрицательным.
  • Сравнение. Простые схемы сравнения имели два входа и один выход, который испускал импульс всякий раз, когда импульсы приходили на записи в разное время. Некоторые машины, например подборщики, могли бы определить, какое число было больше, если бы они не были равны. Табулирующая машина может сравнивать номер счета на следующих друг за другом картах и ​​печатать общую сумму при появлении нового номера счета. Для функции сравнения IBM реализовала то, что теперь называлось бы вентилем XOR, с использованием противоположных электромагнитов. Если бы ни один из магнитов не находился под напряжением или оба магнита находились под напряжением одновременно, якорь реле не двигался бы. Если бы только один магнит был под напряжением, якорь переместился бы и коснулся одного из двух контактов, расположенных с каждой стороны. Два контакта были соединены между собой внутри и подключены к выходному концентратору, что указывало на неравное сравнение.
  • Распределители позволяли выводить импульс на более чем один вход без создания обратной цепи между входами.
  • Излучатели представляли собой наборы из 12 выходных концентраторов, которые автоматически генерировали импульс в каждый заданный момент цикла карты. Двенадцать выходных узлов были подключены к контактам поворотного переключателя, который вращался вместе с циклом карты. Таким образом, подключение выхода 6 от эмиттера к входу пуансонного магнита привело бы к пробиванию 6 в этом положении. Эмиттеры могут использоваться для размещения числового постоянного значения, например даты, на каждой карточке. Буквенно-цифровые постоянные данные могут быть созданы путем тщательного комбинирования цифровых и зональных импульсов. Более поздние машины, такие как 407, также имели полный набор буквенно-цифровых эмиттеров, для которых требовался только один провод.
  • Селекторы направляли импульс от общего входа на любой из двух выходов, в зависимости от того, был ли Магнит реле был под напряжением. Было использовано много типов селекторов, которые различались по способу срабатывания «пускового» реле. В простейшем случае, при немедленном (I) входе, магнит был запитан, когда был получен импульс, и удерживался до конца цикла. Более сложные селекторы, называемые пилотными селекторами,, имели концентратор входа D, который заставлял селекторный магнит срабатывать в следующем машинном цикле, и концентратор входа X, который также задерживался, но запускался только 11 или 12 импульсами.. Задержка на один цикл была необходима, потому что в большинстве случаев к моменту обнаружения импульса было слишком поздно, чтобы надежно предпринять действия в этом цикле. Ко-селекторы имели только непосредственный ввод, но пять наборов контактов и обычно запускались выходом сопряжения пилотного селектора, отсюда и названия.
  • Селекторы цифр были похожи на эмиттеры, с одним выходной концентратор для каждой точки цикла, но у них также был входной концентратор, который переключался на последовательные выходные центры по мере продвижения цикла. Селектор цифр можно преобразовать в эмиттер цифр, подключив его входной концентратор к постоянному источнику тактовых импульсов. Но в него также могут подаваться другие сигналы и использоваться для обнаружения определенной цифры. Подключение первой кисти чтения к входу селектора цифр и соединение, скажем, ее выхода 4 с входом D пилотного селектора привело бы к тому, что этот селектор переместится в следующем цикле чтения, если в столбце этой первой кисти чтения будет набрано 4.
  • Разделения столбцов были реле, которые срабатывали только в 11 и 12 раз, что позволяло отделять цифровые импульсы от зонных импульсов.
  • Хранение. Более поздние машины, такие как 407 и 602, могли сохранять несколько значений для последующего использования. использовать с помощью механического устройства, чем-то похожего на эмиттер, за исключением того, что он содержал скользящий контакт, который определял, в какой момент времени должен был быть выдан импульс. Контактный ползунок был установлен электромеханически, когда значение было сохранено, и оставался на месте до тех пор, пока хранилище не было очищено.

Cypher машины

Коммутационная панель (steckerbrett) на Enigma расположена в передней части машины, ниже ключи. На фотографии две пары букв поменяны местами (S-O и J-A). Таким образом можно поменять местами до 13 букв.

На знаменитой машине Enigma использовалась панель расширения; это было несъемным. В этом случае коммутационная панель выступала в роли «четвертого ротора» в работе роторной машины. Электропроводка коммутационной панели была частью «дневных настроек», которые определяли, какие роторы вставлять в какой слот и какие соединения на коммутационной панели выполнять. На практике коммутационная панель действительно улучшала безопасность создаваемого шифра, но, поскольку она не менялась при каждом нажатии клавиши, в отличие от роторов, ее влияние было ограничено. См. Криптоанализ Enigma.

Ранние компьютеры

Коммутационные панели ENIAC

Первая версия компьютера ENIAC была запрограммирована с помощью кабелей, переключателей и коммутационных панелей. Кабельная разводка ENIAC была позже переконфигурирована для использования существующей памяти ПЗУ данных функциональных таблиц в качестве памяти ПЗУ программ (переключатели и коммутационные панели продолжали использоваться в перенастроенном ENIAC).

IBM 305 RAMAC использовал панель расширения для всех операций сравнения программ и всех операций ветвления. Другие коммутационные панели управляли чтением и перфорацией карт, принтером и пишущей машинкой. Многие периферийные устройства, например IBM 711 и 716 для компьютеров IBM первого и второго поколения, включая IBM 700/7000 series и IBM 650, были основаны на единичных записывающих машинах и включены коммутационные панели.

Модульные панели некоторое время использовались в специализированных компьютерах, действуя как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), но их можно было вручную перепрограммировать в полевых условиях. Одним из примеров является компьютер Ferranti Argus, используемый в ракете Bristol Bloodhound, который оснащен коммутационной панелью, запрограммированной путем вставки небольших ферритовых стержней в слоты, фактически создавая доступный только для чтения основная память вручную.

См. Также

  • Enigma machine
  • Powers-Samas, британский производитель записывающего оборудования, который использовал съемную «соединительную коробку» с механическими связями вместо соединительной платы.
  • Телефонный коммутатор
  • Макетная плата, термин для беспаечной коммутационной панели, используемой для создания прототипов электроники.

Ссылки

  1. ^IBM Accounting Machine: 402, 403 и 419 Принципы работы. 1949. 22-5654.
  2. ^Справочное руководство IBM 407 Accounting Machine. 1959. A24-1011.
  3. ^Ранние съемные панели управления IBM имели набор розеток на одной стороне, каждая из которых подключена к разъему на обратной стороне. Поскольку функции таких панелей идентичны более поздним панелям управления с концентраторами, в этой статье используется только терминология концентраторов.
  4. ^Примечание: Основным исключением были репродукторы (514...) и интерпретаторы (552...), которые сначала брали карты с 12 краем (верхний край).
  5. ^IBM (1956). Справочное руководство IBM: Принципы функционального подключения (PDF). 22-6275-0.
  6. ^IBM 305 RAMAC Руководство по эксплуатации

Внешние ссылки

На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с коммутационными панелями.
Последняя правка сделана 2021-06-02 08:33:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте