來源:本發(fā)科技 瀏覽人數(shù):108 次更新時(shí)間:2016.11.18
前面我們說過,編織機(jī)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之間的淵源,現(xiàn)在就讓我們來看下早期的編織機(jī)是怎么實(shí)現(xiàn)編程控制的。
無論是契克卡德、帕斯卡,還是萊布尼茨,他們發(fā)明的機(jī)器都缺乏程序控制的功能。工業(yè)社會首次大規(guī)模應(yīng)用程序控制的機(jī)器不是計(jì)算機(jī),而是紡織行業(yè)中的提花編織機(jī),然而,它對計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的思想產(chǎn)生過巨大的影響力。
提花編織機(jī)具有一種升降紗線的裝置,能編織圖案花紋綢布。提花機(jī)最早出現(xiàn)在中國,在戰(zhàn)國時(shí)代墓葬物品中,就有許多用彩色絲線編織的漂亮花布。據(jù)史書記載,西漢年間的紡織工匠已能熟練掌握提花機(jī)技術(shù),機(jī)器配置了120根經(jīng)線,平均60天即可織成一匹花布.明朝刻印的《天工開物》一書里,也印著一提花編織機(jī)的示意圖。當(dāng)西方人對“絲綢之路”運(yùn)來的花布贊嘆不已時(shí),提花機(jī)也沿著這條路傳入歐洲。
用當(dāng)時(shí)的織機(jī)編織圖案相當(dāng)費(fèi)事。所有的花布都是用經(jīng)線(縱向線)和緯線(橫向線)編織,若要織出花樣,織工必須按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案,在用人手在適當(dāng)位置反復(fù)“提”起一部分經(jīng)線,以便讓滑梭牽引著不同顏色的緯線通過,編織效率很低。
1725年,法國紡織機(jī)械師布喬(B. Bouchon)想出了一個“穿孔紙帶”的絕妙主意。布喬首先設(shè)法用一排編織針控制所有的經(jīng)線運(yùn)動,然后取來一卷紙帶,根據(jù)圖案打出一排排小孔,并把它壓在編織針上。啟動機(jī)器后,正對著小孔的編織針能穿過去鉤起經(jīng)線,其它則被紙帶擋住不動。于是,編織針自動按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案去挑選經(jīng)線,布喬的“思想”“傳遞”給了編織機(jī),編織圖案的“程序”也就“儲存”在穿孔紙帶的小孔之中。真正成功的改進(jìn)是80年后,另一位法國機(jī)械師杰卡德(J.Jacquard),大約在1801年完成了“自動提花編織機(jī)”的設(shè)計(jì)制作。他出生于里昂,其父是位織工。雖然杰卡德在1790年就基本形成了自動提花機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)想,但為了參加法國大革命,他無暇顧及發(fā)明創(chuàng)造,投身到里昂保衛(wèi)戰(zhàn)的行列里。直到19世紀(jì)到來之后,杰卡德的機(jī)器才得以組裝完成。
杰卡德為他的提花機(jī)增加了一種裝置,能夠同時(shí)操縱1200個編織針,控制圖案的穿孔紙帶后來換成了穿孔卡片。1805年,法國皇帝拿波倫在里昂工業(yè)展覽會上觀看提花機(jī)表演后大加贊賞,授予杰卡德古羅馬軍團(tuán)榮譽(yù)勛章。據(jù)說,杰卡編織機(jī)面世后25年,連考文垂附近的鄉(xiāng)村里也有了600臺,在老式蒸氣機(jī)的牽引下,把穿孔卡片上的圖案變成一匹匹漂亮的花綢布。
雖然有皇帝支持,杰卡德的機(jī)器卻遭到織工們的強(qiáng)烈反對,因?yàn)樗麄兒ε聶C(jī)器會砸掉他們的飯碗,使他們失去工作,發(fā)明家因此生活在恐懼之中。最后,這種性能優(yōu)越的自動編織機(jī)不僅被人們普遍接受,而且還派生出一種新的職業(yè)——打孔工人,可以視為最早的“程序錄入員”。
杰卡德編織機(jī)奏響了19世紀(jì)機(jī)器自動化的序曲。倫敦出版的《不列顛百科全書》中,JACQUARD(杰卡德)一詞意思就是“提花機(jī)”,他的名字已經(jīng)與提花機(jī)融為一體。他為程序控制機(jī)器開辟了廣闊的前景,或許,我們現(xiàn)在把“程序設(shè)計(jì)”俗稱為“編程序”,就引申自“編織花布”的詞義。杰卡德后來擔(dān)任過市議員,死于1834年,終年82歲。
這種編織機(jī)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)編程原理幾乎是一樣的,不同的是,它并不是用來做復(fù)雜的運(yùn)算,而是用繪制沒理的圖案。