Вы помните, для чего нужны были перфокарты?

[eponim2008]

Перфокарты когда-то были основными хранителями информации
Перфокарты были когда-то в СССР символом прогресса, и в этом качестве они изображались повсюду: на картинах, плакатах и мозаиках на стенах зданий. Как носители информации перфокарты тихо скончались в 1990-х годах. Но те, кому приходилось иметь с ними дело, вспоминают о них с улыбкой умиления, как о грехах прошедшей юности. Эх, славные времена, когда мы были молодые! Тогда и деревья были большими, и компьютеры тоже - только в большой зал и помещались. Да и мы сами казались себе великими и всемогущими.

Между тем, у перфокарт история более длинная, чем может показаться. Они были изобретены ещё в 18-м веке. И изобретателем их был не учёный, а ремесленник, французский ткач по шелку, которого звали Жозеф Мари Жаккар (Joseph Marie Jacquard; 1752 - 1834). По его имени до сих пор жаккардовыми называют придуманные им автоматические ткацкие станки. Перфокарты на этом станке использовались для программирования узора переплетения нитей, что позволило начать массовое производство нарядных тканей: платьевых, обивочных и декоративных, украшенных крупным узором. Эти ткани называли по способу изготовления жаккардовыми или попросту жаккардом.

Строго говоря, не Жаккар изобрёл перфокарты, но он сделал их неотъемлемой частью своего изобретения. А поскольку жаккардовые станки распространились по всему миру, то и перфокарты стали известны всем благодаря Жаккару. Так что его несомненно можно считать изобретателем перфокарт, как способа хранения информации.



Жозеф Мари Жаккар, последний прижизненный портрет кисти Клода Боннефона (1834)  Жаккар. Начало жизни

Жозеф Мари Жаккар родился во французском городе Лионе 7 июля 1752 года. Лион был городом ткачей. Лионские ткачи специализировались на производстве дорогого шёлка, а значит, жили лучше других представителей этой профессии во Франции. Богатым и большим был город Лион.

Большим был и квартал ткачей. Настолько большим, что иногда целая улица была заселена людьми с одной и той же фамилией, у которых и набор личных имён был невелик. В этом случае, когда слишком много совпадающих имён и фамилий, в ход идут прозвища. Например, фамилия предков Жаккара была Шарль, но на улице, где они жили, Шарлей было очень много. Поэтому уже деда Жозефа звали по прозвищу, Жаккаром. А в третьем поколении прозвище стало фамилией.

Жозеф Мари был пятым из девяти детей, из которых до совершеннолетия дожили только двое, Жозеф и его сестра. Такая была в то время весёлая, сытая и беззаботная жизнь. Жозеф с малолетства работал подмастерьем у своего отца и в школу не ходил. Поэтому читать он научился лишь в 13 лет. После кончины отца в 1772 году Жаккару достались в наследство отцовский дом и мастерская с двумя станками. В 1778 году он взял в жёны Клодин Буашон, бездетную вдову, и через год у супругов родился сын, которого назвали Жан Мари. Больше детей у Жаккара не было.

Жизнь небогатых людей третьего сословия, к которым принадлежала семья Жозефа Мари Жаккара нельзя было назвать стабильной и благоустроенной. Спустя несколько лет Жаккара постигли деловые неудачи, в результате которых он лишился и своего состояния, и части денег жены.  Несколько лет ему пришлось жить вдали от дома и от кредиторов, пробавляясь различными работами. Жена же в это время работала на фабрике, где плела шляпы из соломы.

Но, когда Жаккар, наконец, возвратился домой, стабильность и спокойствие кончились совсем. Во Франции началась революция, которую сейчас принято называть Великой. Она, в самом деле, была таковой. Несколько десятков лет после неё и страну, и континент сотрясали восстания и войны.

В 1793 году Французская революция тяжеловесным катком проехалась по родному городу Жаккара. Богатые горожане Лиона восстали против революционного правительства Парижа, откровенно считая парижан голодранцами. С 9 августа по 9 октября 1793 года город оборонялся от войск Конвента. Но Лион пал, и лихие революционеры устроили в нём побоище. Город вообще хотели сравнять с землёй, но, к счастью, Лион был слишком велик, и подобное варварство оказалось не по силам революционерам. Но головы сносить было гораздо проще, чем городские стены. За участие в бунте судили 3528 человек, 1682 из которых было казнено. Кстати, среди казнённых был отец будущего великого физика Андре-Мари Ампера.



Жаккардов станок
Жаккар же почёл за лучшее снова сбежать из города и вместе с сыном пристать к революционной армии. Только после того, как в одном из боёв сын был убит, Жаккар возвратился в Лион. В родном городе он брался за любую работу, которая могла прокормить. Привередничать не приходилось. В 1799 году он занялся делом, сулившим хороший заработок. Жаккар решил создать автоматический ткацкий станок. И он достиг задуманного.
Ткацкий станок Жаккара

Процесс создания ткани на ткацком станке известен с давних пор, и теоретически он очень прост. Ткань образуется в результате пересечения под прямым углом поперечных и продольных нитей. Поперечная нить, называемая уткóм, поочерёдно пропускается над и под набором продольных нитей, которые называются оснóвой. Конкретный порядок, в котором уток проходит над нитями основы и под ними, определяет узор ткани и её качество.

В начале 19-го века уже существовал челночный станок. С помощью специального механизма нити основы раздвигались и образовывалось пространство между нитями, которое называлось зевом. Катушка с утóчной нитью пряталась в небольшой деревянный челнок, который двигался внутри зева то в одну, то в другую сторону, протаскивая нить за собой.  До 18-го века ткач протаскивал челнок между нитями основы руками, а потом этот процесс автоматизировали: челнок «вылетал» с одной стороны, принимался с другой, разворачивался - и процесс повторялся. Зев для пролета челнока создавался с помощью специального ткацкого гребня, которым вручную подхватывали одну часть нитей основы и приподнимали её над другими нитями. Благодаря этому процесс производства ткани ускорился во много раз. Но таким образом можно было ткать только простые ткани с несложным узором: полотно, саржу, сатин. Жаккар же поставил перед собой гораздо более сложную задачу: делать узорчатую ткань, для чего требовалось автоматизировать процесс создания сложных переплетений.



Наполеон в мастерской Жаккара
Жаккар построил свой первый станок-автомат в 1799 году. Станок этот был достаточно простым и предназначался для плетения на нём рыболовных сетей.  В 1801 году изобретатель представил этот станок на Парижскую промышленную выставку. Как следствие, к нему в мастерскую явилась толпа коллег, желавших сломать новинку, которая обещала лишить их стабильного и высокого заработка. С другой стороны, в 1803 году Жаккара вызвали в столицу, устроили в организацию со странным для нас названием, Консерватория искусств и ремёсел, и даже начали платить хорошие деньги, чтобы он довёл свой замысел до конца.

Переезд в Париж не только значительно поднял жизненный уровень Жаккара. Главное, в музее при Консерватории он обнаружил несколько автоматических ткацких станков, разработанных его предшественниками, управляемых бумажными лентами с отверстиями, и понял, что нужно сделать для того, чтобы окончательно решить задачу и создать автоматический ткацкий станок.

До изобретения Жаккара узорчатую ткань создавал помощник ткача (которого называл рисовальщиком). Сидя у станка, он поднимал и опускал вручную соответствующие нити основы. Это была медленная и трудоемкая работа, требовавшая от исполнителя внимания и аккуратности.



Портрет Жаккара, вытканный на шёлке вручается герцогу герцог д’Омалю во время посещения им мастерской е 1844 годк
Для автоматизации работы рисовальщика Жаккар предложил использовать набор карт из плотного картона, фанеры или жести. В картах пробивались небольшие отверстия, которые означали необходимость подъёма той или иной нити основы. На самом станке устанавливался специальный считывающий механизм, состоящий из ряда штифтов, сквозь который проталкивалась такая перфорированная карта.  Там, где на карте были пробиты отверстия, штифты проходили через них, и их смещение активизировало специальные крючки, которые поднимали соответствующую нить основы. Там, где отверстий не было, штифты были неподвижными, и нити основы не поднимались. Таким образом создавался зев из поднятых и не поднятых нитей, по которому запускался челнок, проводивший утóчную нить под поднявшимися нитями основы и поверх тех, которые подняты не были. Перфокарта, сделавшая свою работу, уходила из считывающего механизма, и на её место продвигалась следующая. Таким образом, ткацкий станок автоматически производил узорчатую ткань, а узор этой ткани определялся комбинацией отверстий на перфокартах. Сложная и медленная прежде работа ускорялась в десятки раз! К тому же у станка можно было поставить менее квалифицированного рабочего.

Жаккар представил своё изобретение на в 1804 году выставке в Париже и добился там успеха. Изобретатель был награждён золотой медалью, а самое главное, он получил патент на свой станок.
Награды родины

Это было время Наполеоновской империи. Наполеон уделял много внимания развитию промышленности и разнообразным промышленным новшествам. Среди прочего, он обратил внимание на Лион. После революционных потрясений город, который был центром текстильной промышленности ещё с 16-го века, находился в плачевном состоянии. Большинство мануфактур простаивало. А ведь свято место пусто не бывает. Лионский текстиль на внутреннем и на внешнем рынке начал заменять текстиль из Англии. Не желая обогащения врага, каковым для Наполеона была Великобритания, он в 1804 году разместил в Лионе крупный государственный заказ на производство сукна для армии. А 12 апреля 1805 года император лично прибыл в Лион. В ходе этого посещения Наполеон посетил и мастерскую Жозефа Жаккара, где ему показали станок, производивший узорчатое шёлковое полотно. За выдающееся изобретение император наградил Жаккара пенсией в 3000 франков, а также правом получать премию в 50 франков с каждого продаваемого станка. Сама же конструкция ткацкого станка Жаккара в 1806 году была национализирована. Государственной собственностью стали также последующие усовершенствования его конструкции. Жаккар продолжал совершенствовать своё детище. Он добился успеха. Уже в 1812 году более десяти тысяч станков Жаккарда работали в мастерских и мануфактурах Франции.



Джоконда. Пример распечатки советских времён.
Уже после Наполеона, в 1819 году, Жаккар получил ещё один знак признательности за своё изобретение, крест Ордена Почётного Легиона.

Жозеф Мари Жаккар скончался 7 августа 1834 года, а шесть лет спустя в Лионе был установлен памятник знаменитому земляку. Что характерно, статую поставили на том самом месте, где находилась мастерская Жаккара, куда в 1801 году ворвались возмущённые ткачи, разбили станок Жаккара и потребовали от него не заниматься глупостями, не высовываться и не придумывать новшества, которые подорвут благосостояние добрых лионских ткачей.
Далёкие последствия изобретения Жаккара

Перфокарты, которые Жаккар успешно внедрил на жаккардовом станке, стали затем применять в других областях, где требовалось хранить и обрабатывать информацию. Их успешно использовали в США для обработки результатов переписи населения. Англичанин Чарльз Бэббидж, проектировавший механическую вычислительную машину, предполагал использовать перфокарты для программирования процесса вычисления. Именно на специальные перфокарты переносила свои программы для машины Бэббиджа Ада Лавлейс, которую принято считать первым в мире программистом.

Строго говоря, благодаря изобретению Жаккара появилась новая профессия. Высококвалифицированные текстильщики пробивали отверстия в управляющих перфокартах, что позволяло в идеале прясть ткани с любым, самым сложным, узором. Этих работников можно назвать первыми программистами.

Их умение было блестяще продемонстрировано 24 августа 1841 года. В этот день лионскую мастерскую господина Каркилля (Michel-Marie Carquillat; 1803-1884) посетила высочайшая особа, герцог д’Омаль, сын тогдашнего короля Франции Луи Филиппа I.  Герцогу на память подарили образец высокого искусства, который был бы не возможен без изобретения Жозефа Мари Жаккара. На шёлковом полотне ткачи выткали портрет самого Жаккара. За основы был взят портрет работы художника Клода Бонфона (Claude Bonnefond; 1796-1860). Тонкость работы казалось невероятной: детали на полотне были мельче, чем на гравюрах.

Кому как, но мне это напомнило славные советские времена, когда многие программисты развлекались распечаткой на алфавитно-цифровых печатающих устройствах всяких картинок, разбивая их на квадратики и подбирая символы для передачи различных оттенков серого. А потом превращали результат работы в стопку перфокарт, производившихся на предприятии «Техноинформ» в городе Челябинске, каковые перфокарты разносили по соседним организациям, чтобы поделиться шедевром с коллегами.

Статья опубликована на сайте Жизнь замечательных имён


Полезные ссылки:

1. Кто придумал перфокарты?
2. Эволюция носителей информации. Часть 1: от перфокарт до DVD
3. Краткая история перфокарт
4. Так это было (воспоминания)
5. Шарманка в Париже играет с помощью перфоленты.
6. Как ткацкий станок стал прадедушкой компьютера
7. Перфокарты
8. Так это было...
9. А были еще и перфоленты. И устройства для пробивания дырочек в них
10. Перфокарт вам в ленту