Что сделал жозеф мари жаккард для появления компьютера

Обновлено: 04.07.2024

Жозеф Мари Чарльз Дит (по прозвищу) Жаккард ( французский: [ʒakaʁ] ; 7 июля 1752 г. - 7 августа 1834 г.) был французским ткачом и торговцем. Он сыграл важную роль в разработке самого раннего программируемого ткацкого станка (« жаккардового ткацкого станка »), который, в свою очередь, сыграл важную роль в разработке других программируемых машин, таких как ранняя версия цифрового компилятора, используемого IBM для разработки современный компьютер .

СОДЕРЖАНИЕ

биография

Семейная фамилия Джозефа Мари Чарльза была «Жаккард». В поколении его деда несколько ветвей семьи Шарль жили в пригороде Лиона Кузон-О-Мон-д'Ор (на северной стороне Лиона, вдоль реки Сона ). Чтобы различать различные ветви, сообщество дало им прозвища; Ветвь Иосифа называлась «Жаккардовая» Карл. Таким образом, дедушкой Иосифа был Варфоломей Чарльз Дит [по имени] Жаккард.

Жозеф Мари Шарль дит Жаккар родился в консервативной католической семье в Лионе , Франция, 7 июля 1752 года. Он был одним из девяти детей Жана Шарля дит Жаккара, лионского мастера-ткача, и его жены Антуанетты Рив. Однако только Жозеф и его сестра Клеманс (родившаяся 7 ноября 1747 г.) дожили до совершеннолетия. Хотя его отец был человеком собственности, Джозеф не получил формального образования и оставался неграмотным до 13 лет. В конце концов, его обучал его зять Жан-Мари Баррет, который руководил типографией и продажей книг. Баррет также представил Джозефа ученым обществам и ученым. Первоначально Джозеф помогал своему отцу управлять его ткацким станком, но работа оказалась слишком сложной, поэтому сначала Жаккарду поставили переплетчик, а затем типографский производитель.

Существует некоторая путаница в отношении ранней истории творчества Жаккарда. Британский экономист сэр Джон Боуринг встретил Жаккарда, который сказал Боурингу, что одно время он был мастером соломенных шляп. Эймард утверждал, что до того, как заняться ткачеством шелка, Жаккард был основателем шрифта (изготовителем шрифта типографского дела), солдатом, отбеливателем ( бланшизером ) соломенных шляп и горелщиком извести (изготовителем извести для строительного раствора). ). Барлоу утверждает, что до женитьбы Жаккард работала переплетчиком, шрифтовиком и изготовителем столовых приборов. Выйдя замуж, Жаккард пробовала делать столовые приборы, машинную литью и ткачество. Однако Барлоу не ссылается на какие-либо источники этой информации.

26 июля 1778 года Жозеф женился на Клодин Буишон. Она была вдовой среднего класса из Лиона, которая владела недвижимостью и имела приличное приданое. Однако вскоре Джозеф погряз в долгах и был привлечен к суду. Барлоу утверждает, что после смерти отца Жаккарда Жаккард начал заниматься ткачеством фигурок, но потерпел неудачу и потерял все свое состояние. Однако Барлоу не ссылается на источники в поддержку своего утверждения. Чтобы погасить долги, он был вынужден продать свое наследство и присвоить приданое своей жены. Его жена сохранила дом в Оуллинсе (на южной стороне Лиона, вдоль реки Рона), где проживала пара. 19 апреля 1779 года у пары родился единственный ребенок, сын Жан Мари. Шарль Балло заявил, что после подавления восстания в Лионе в 1793 году Иосиф и его сын бежали из города, присоединившись к революционной армии. Они вместе сражались в Рейнской кампании 1795 года , служа в батальоне Роны и Луары под командованием генерала Жана Шарля Пишегрю . Сын Иосифа был убит под Гейдельбергом . Однако Баллот повторял слухи и был небрежным историком. Например, он заявил, что жена Жаккара Клодетт Буишон была дочерью Антуана-Элона Бойшона, мастера фехтования, тогда как Клодетт была вдовой, которая была замужем за мистером Бойшоном до того, как вышла замуж за Жаккарда.

К 1800 году Джозеф начал изобретать различные устройства. Он изобрел ткацкий станок с педальным приводом в 1800 году, ткацкий станок для плетения рыболовных сетей в 1803 году и, начиная с 1804 года, ткацкий станок «жаккард», который автоматически ткал узорчатый шелк. Однако эти ранние изобретения не работали должным образом и потому не увенчались успехом.

В 1801 году Жаккард выставил свое изобретение на Выставке французской индустрии в Париже, где был награжден бронзовой медалью. В 1803 году он был вызван в Париж и прикреплен к Conservatoire des Arts et Metiers . Выставленный там ткацкий станок Жака де Вокансона предлагал различные усовершенствования, которые он постепенно доводил до окончательного состояния. В 1805 году ткацкий станок был объявлен государственной собственностью, и Жаккард был вознагражден пенсией и гонораром за каждый станок. Хотя его изобретение было яростно противодействовало шелкоткачеству, опасавшимся, что его внедрение из-за экономии рабочей силы лишит их средств к существованию, его преимущества обеспечили его широкое распространение, и к 1812 году в мире использовалось 11000 жаккардовых ткацких станков. Франция. Это утверждение было оспорено: изначально было продано мало жаккардовых ткацких станков из-за проблем с механизмом перфокарт . Только после 1815 года, когда Жан-Антуан Бретон решил проблемы с механизмом перфокарт, продажи ткацких станков увеличились.

Жаккард умер в Уллинсе (Рона) 7 августа 1834 года. Шесть лет спустя ему установили статую в Лионе на том месте, где был разрушен его ткацкий станок 1801 года.

Жаккардовая машина

Жаккардовый ткацкий станок - это механический ткацкий станок, в котором используются картонные карты с перфорированными отверстиями, каждая из которых соответствует одному ряду рисунка. В картах пробиваются несколько рядов отверстий, и многие карты, составляющие рисунок ткани, нанизываются вместе по порядку. Он основан на более ранних изобретениях французов Базиля Бушона (1725 г.), Жана-Батиста Сокола (1728 г.) и Жака Вокансона (1740 г.).

Чтобы понять работу жаккардового ткацкого станка, необходимы некоторые базовые знания в области ткачества . Параллельные нити («основа») натянуты на прямоугольный каркас («ткацкий станок»). Для простой ткани все остальные нити основы приподняты. Затем другая нить («уточная нить») пропускается (под прямым углом к основе) через пространство («зев») между нижней и верхней нитями основы. Затем приподнятые нити основы опускаются, альтернативные нити основы поднимаются, и уточная нить пропускается через зев в противоположном направлении. С сотнями таких циклов постепенно создается ткань.

Самый известный образ в ранней истории вычислительной техники
Этот портрет Жаккарда был соткан из шелка на жаккардовом ткацком станке, и для его создания потребовалось 24 000 перфокарт (1839 г.). Производился только на заказ. Один из этих портретов, которыми владеет Чарльз Бэббидж, вдохновил его на использование перфорированных карт в своей аналитической машине . Он находится в коллекции Музея науки в Лондоне, Англия.

Поднимая разные (а не только чередующиеся) нити основы и используя цветные нити в утке, можно изменять текстуру, цвет, дизайн и рисунок для создания разнообразных и очень желанных тканей. Создание сложных узоров или узоров вручную - медленная и сложная процедура, в которой могут возникать ошибки. Станок Жаккарда был предназначен для автоматизации этого процесса.

Жаккард был не первым, кто попытался автоматизировать процесс ткачества. В 1725 году Базиль Бушон изобрел приспособление для ткацких станков, которое использовало широкую полосу перфорированной бумаги для выбора нитей основы, которые будут подниматься во время ткачества. В частности, нововведение Бушона включало в себя ряд крючков. Изогнутая часть каждого крючка зацеплялась за веревку, которая могла поднимать одну из нитей основы, тогда как прямая часть каждого крючка прижималась к перфорированной бумаге, которая была обернута вокруг перфорированного цилиндра. Всякий раз, когда крючок прижимается к твердой бумаге, толкание цилиндра вперед поднимало бы соответствующую нить основы; тогда как всякий раз, когда крючок встречается с отверстием в бумаге, толкание цилиндра вперед позволит крючку проскользнуть внутрь цилиндра, и соответствующая нить основы не поднимется. Ткацкий станок Бушона оказался неудачным, потому что он мог обрабатывать лишь небольшое количество нитей основы.

К 1737 году мастер шелкоткачества Лиона Жан Фалькон увеличил количество нитей основы, которые ткацкий станок мог обрабатывать автоматически. Он разработал приспособление для ткацких станков, в котором бумажная полоса Бушона была заменена цепочкой перфокарт, которые могли отклонять несколько рядов крючков одновременно. Как и Бушон, Falcon использовал «цилиндр» (на самом деле, четырехстороннюю перфорированную трубку), чтобы удерживать каждую карту на месте, пока она прижималась к рядам крючков. Его ткацкий станок имел скромный успех; К 1762 году было продано около 40 таких станков.

В 1741 году Жак де Вокансон , французский изобретатель, спроектировавший и построивший автоматические механические игрушки, был назначен инспектором шелковых фабрик. Между 1747 и 1750 годами он попытался автоматизировать механизм Бушона. В механизме Вокансона крючки, которые должны были поднимать нити основы, выбирались длинными штырями или «иглами», которые прижимались к листу перфорированной бумаги, который был обернут вокруг перфорированного цилиндра. В частности, каждый крючок проходил под прямым углом через ушко иглы. Когда цилиндр прижимался к ряду игл, некоторые иглы, прижимаясь к твердой бумаге, двигались вперед, что, в свою очередь, наклоняло соответствующие крючки. Крючки, которые были наклонены, не поднимались, поэтому нити основы, зацепленные этими крючками, оставались на месте; однако крючки, которые не были наклонены, будут подняты, и нити основы, зацепленные этими крючками, также будут подняты. Поместив свой механизм над ткацким станком, Вокансон устранил сложную систему грузов и шнуров (хвостовые шнуры, простые, шкивы и т. Д.), Которые использовались для выбора, какие нити основы должны подниматься во время ткачества. Вокансон также добавил храповой механизм, чтобы продвигать перфорированную бумагу каждый раз, когда цилиндр прижимается к ряду крючков. Однако ткацкий станок Вокансона не имел успеха, вероятно, потому, что, как и механизм Бушона, он не мог контролировать достаточное количество нитей основы, чтобы создавать достаточно сложные узоры, чтобы оправдать стоимость механизма.

Чтобы стимулировать французскую текстильную промышленность, которая конкурировала с индустриальной промышленностью Великобритании, Наполеон Бонапарт размещал большие заказы на лионский шелк, начиная с 1802 года. В 1804 году по настоянию лионского производителя тканей и изобретателя Габриэля Дютилье Жаккард изучил ткацкий станок Вокансона, который был хранится в Консерватории искусств и ремесел в Париже. К 1805 году Жаккард убрал бумажную полоску из механизма Вокансона и вернулся к использованию цепочки перфокарт Фалькона.

Потенциал ткацкого станка Жаккарда был немедленно признан. 12 апреля 1805 года император Наполеон и императрица Жозефина посетили Лион и осмотрели новый ткацкий станок Жаккарда. 15 апреля 1805 г. император предоставил городу Лиону патент на ткацкий станок Жаккарда. Взамен Жаккар получил пожизненную пенсию в размере 3000 франков; кроме того, он получал гонорар в размере 50 франков за каждый ткацкий станок, который был куплен и использовался в период с 1805 по 1811 год.

Жаккар Жозеф-Мари (устар. Жаккард; Jozeph-Marie Jacquard) (7 июля 1752, Лион — 7 августа 1834, Уллен, департамент Рона, Франция) — французский изобретатель ткацкого станка для узорчатых материй (машина Жаккарда). Сын ткача, Жозеф-Мари поступил в учение к переплётчику, потом стал словолитчиком и наконец вернулся к отцовскому ремеслу. Первую попытку устроить самодействующий ткацкий стан он сделал в 1790; потом изобрел машину для вязания сетей и привез ее в 1804 году в Париж. Здесь Жаккар познакомился с машинами Вокансона и разработал конструкцию ткацкого станка для выработки крупноузорчатых тканей, построить который удалось в 1808 году. Станок управлялся перфорированными картами и имел счетный механизм. Колода карт с разным расположением отверстий задавала узор на плетении ткани. Каждая карточка управляла одним ходом челнока. Наполеон I наградил Жаккара пенсией в 3 тысячи франков и правом взимания премии в 50 франков с каждого действующего во Франции стана его конструкции. В 1840 году Жаккару соорудили памятник в Лионе.

Изобретение Жаккара является блестящим решением весьма сложной задачи. Для получения узорной ткани недостаточно опускать попеременно все четные или все нечетные нити основы, чтобы пропускать в образующийся «зев» челнок с уточной нитью, а необходимо опускать только некоторые из них, в определенном порядке, различном для всех нитей утка, составляющих узор. Каждая нить основы проходит в ткацком стане через колечко-нитяницу, соединенное у Жаккара с вертикальным стержнем. Все они расположены тесно, рядами, и на их верхние концы нажимается кусок картона (перфокарта) с дырочками, соответствующими стержням, которые должны остаться в покое. Необходимое для узора число перфокарт соединено в непрерывную цепь, а специальный механизм перекладывает их автоматически после каждого прохода челнока. Принцип машины Жаккара применен во многих аппаратах, например в аристофоне, механическом тапёре, одном из телеграфов Витстона. Он до сих пор применяется в ткацком производстве, а идея перфорированных карт была впоследствии использована для обработки информации с помощью компьютеров.

Жозеф Мари Жаккар - известный изобретатель XVII - XIX веков. Его главное изобретение - промышленный способ производства ткани - имеет большое значение для современной информатики и помогло разработать первый прототип электронной вычислительной машины.

Жозеф Мари Жаккар: краткая биография

Ж. М. Жаккар (1754 - 1834 гг.) известен благодаря изобретению промышленного ткацкого станка. Будущий французский изобретатель родился в Лионе в 1752 году. Будучи сыном ткача, Жозеф Жаккар прошел обучение у переплетчика и мог работать на словолитне - предприятии, занимающемся созданием металлических пластин со шрифтами и чернил для книгопечатания.

Однако после смерти отца сын унаследовал его дело и стал ткачом. Своего сына Жозеф потерял во время французской революции, тогда Лион пал, революционерам пришлось покинуть город и уйти в подполье. Вернувшись в родной Лион, Жаккар брался за любую работу и чинил множество различных ткацких станков в попытке отвлечься от своего горя.

Признание заслуг Жаккара современниками

В 1808 году была завершена работа над ткацким станком. Став империей, Франция уже не могла удовлетворить потребности огромной, постоянно воющей армии с помощью ручного труда. Нужда в тканях была животрепещущей, поэтому промышленный станок был как нельзя кстати.

Достижения Жозефа Мари Жаккара были отмечены Наполеоном I, ткачу была положена от государства немалая пенсия и дано право взимать денежные отчисления в свою пользу с каждого станка Франции изобретенной конструкции. В 1840 году благородные жители Лиона установили памятник в честь прославившего город изобретателя.

Жаккардовая ткань

Станки Жозефа и получаемую ткань назвали жаккардовыми в честь создателя. Жаккард имел необычайно широкое применение как в прошлые времена, так и сейчас. Из этой ткани делают верхнюю одежду, необычайно красивые платья, а также чехлы и обивку для мебели.

Раппорты узоров жаккардовой ткани содержат минимум 24 нити, выплетающих необычайно сложные и красивые узоры. Материалы при создании можно комбинировать, что дает возможность создавать очень интересные эффекты на готовых изделиях. Оформление домашних интерьеров в стиле рококо и барокко практически невозможно без шикарных занавесей, обивок и подушек из жаккарда.

Сложность изготовления рапортов делала работу мастеров и готовую ткань невероятно дорогой, позволить себе такую роскошь могли только аристократы и богачи. Платья и наряды из жакарда до сих пор поражают красотой своего узора, для королей и приближенных аристократов при изготовлении использовались золотые и серебряные нити в плетении.

Плотное переплетение и замысловатые узоры создают неповторимый рельеф и эффект гобелена. Чем толще нити, тем плотнее и прочнее сама ткань. Тонкий и мягкий жаккард используют для нарядов, грубый и плотный - для обивки мебели и чехлов или даже при создании ковров.

Жаккардовый ткацкий станок

Основное отличие станка, изобретенного Жаккардом, заключалось в том, что положение нити в узоре не зависело от ее четности. Каждая нить в узоре имела свою программу плетения. Управляли положением нитей простые карточки из плотной бумаги - перфорированные призмы. Перфокарты могли контролировать до 100 нитей и имели соответствующую длину.

Призмы рапорта сшивались в одну рабочую ленту и менялись по мере необходимости оператором станка. Само устройство машины невероятно просто и тем не менее эффективно. В него обязательно входят доска-рама для ткани и ее шнуры, большой набор крючков и ножей, иглы и программные карты рисунка для каждой нити. Все нити проходят через отверстия длинной доски для равномерного распределения. Крючки цепляют веретено и могут выносить его за пределы действия лезвий. Нити основы натягиваются в нижней части устройства в горизонтальном направлении.

Изящное решение

Жаккардовый ткацкий станок - выдающийся пример машины с программным управлением, изобретенный до появления термина "двоичный код". Перфокарты меняют положение иглы с "активна" на "не активна" и воплощают известный всем современным информатикам принцип работы всей вычислительной техники - "ноль/единица".

Перфокарты Жозефа были использованы по прямому назначению гораздо позже, а его изобретение стало первым программируемым устройством и надолго определило направление дальнейшего развития промышленной техники во всем мире.

О чем не догадывался изобретатель?

Изобретение промышленного ткацкого станка стало настоящим прорывом не только для современников, но и приблизило создание автономной вычислительной техники последующими поколениями. О реальном значении того, что изобрел, Жозеф Мари Жаккар, видимо, даже не догадывался.

Однако именно простые картонные таблицы управления плетением заложили принцип программирования линий производства в дальнейшем. Жозефа Мари Жаккара можно назвать первым программистом-любителем. Практические достижения изобретателя действительно уникальны, ведь теоретические основы понятия алгоритма и описание простейших принципов программирования были сделаны только во время Второй мировой войны Аланом Тьюрингом. Свою абстрактную машину ученый разработал для взламывания секретных военных шифров, наподобие кода знаменитой "Энигмы".

Жаккар Жозеф-Мари изобрел конструкцию для ткацкого станка по производству крупноузорчатых тканей, которые в последствии стали называться «жаккардовым полотном». Сам ткацкий станок удалось запустить в 1808 году. Основной особенностью станка являлось использование перфокарт и счетного механизма для подачи перфокарт. Перфокарты с разным расположением отверстий задавали узор на плетении ткани. Каждая перфокарта управлялась одним ходом челнока. За достижения в промышленном производстве тканей «Наполеон I наградил Жаккара пенсией в 3 тысячи франков и правом взимания премии в 50 франков с каждого действующего во Франции стана его конструкции».[2] После смерти, в 1840 году, Жаккару соорудили памятник в городе Лион.
Изобретение Жаккара является блестящим решением весьма сложной задачи получения узорной ткани. Для получения красивого узора «недостаточно опускать попеременно все четные или все нечетные нити основы, чтобы пропускать в образующийся «зев» челнок с уточной нитью, а необходимо опускать только некоторые из них, в определенном порядке, различном для всех нитей, составляющих узор».[4] Описание основы работы станка приведено в статье Михаила Русских журнала «РадиоЛоцман»: «Каждая нить основы проходила в ткацком стане через колечко-нитяницу, соединенное с вертикальным стержнем. Все они расположены тесно, рядами, и на их верхние концы нажимается кусок картона (перфокарта) с дырочками, соответствующими стержням, которые должны остаться в покое. Необходимое для узора число перфокарт соединено в непрерывную цепь, а специальный механизм перекладывает их автоматически после каждого прохода челнока».
Заложенные принципы работы машины Жаккара применены во многих аппаратах, например, в механическом тапёре, в аристофоне, одном из телеграфов Витстона. Метод натяжения и подачи нитей до сих пор применяется в ткацком производстве, а идея использования перфокарт воплощена в первых компьютерах в качестве обработки информации.
В итоге, изобретение Жаккара, дало два прорыва: "программное" - с помощью перфокарт происходит управление ткацким станком, и технологическое (составлен алгоритм создания перфокарт для станков) - технология вычислений, при ручном счете, предложенная Гаспаромде Прони, разделившего численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой.Логарифмические таблицы (1792)Атомный проект.
Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем, осуществившим, качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники -переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе.
Промышленный способ производства ткани помог разработать первый прототип компьютера и показал ввод данных с использованием перфокарт.
Целью данного реферата является изучение вклада Жозефа Мари Жаккара в развитие информатики.
Задачами являются:
изучение биографии Жозефа Мари Жаккара;
приведение примеров Жаккардовской ткани;
изучение механизма работы Жаккардовского ткацкого станка;
выделение заслуг изобретателя;
применение заслуг Жаккара в современности.

Краткая биография Жозефа Мари Жаккара

Жозеф Мари Жаккар родился 7 июля 1752 года во Франции в городе Лионе. Он был пятым ребенком в семье (всего детей было девять). Жозеф всецело помогал отцу по работе и не посещал школу. Читать он научился в 13 лет благодаря сводному брату Баррету. Мама Жозефа умерла в 1762 году, когда самому Жозефу и не было еще 10 лет. После смерти родителей Жаккар унаследовал мастерскую с двумя ткацкими станками. Жозеф Жаккар прошел обучение у переплетчика и мог работать на словолитне - предприятии, занимающемся созданием металлических пластин со шрифтами и чернил для книгопечатания. Здесь впервые Жозеф Жаккар познакомился с прообразом перфокарт, что и привело его в дальнейшем к созданию ткацкого станка на перфокартах. На рисунке 1 изображен Жозеф Мари Жаккар, создающий перфокарты для нового рисунка ткани.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 1-Жозеф Мари Жаккар в своей лаборатории

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

. Все они расположены тесно, рядами, и на их верхние концы нажимается кусок картона (перфокарта) с дырочками, соответствующими стержням, которые должны остаться в покое. Необходимое для узора число перфокарт соединено в непрерывную цепь, а специальный механизм перекладывает их автоматически после каждого прохода челнока».

Станки Жозефа Жаккара и получаемую ткань назвали жаккардовыми в честь создателя. Жаккард (ткань) широко применялся как в прошлые времена, так и сейчас. Это плотная ткань с рисунком, похожим на вышивку. Из этой ткани делали верхнюю одежду, необычайно роскошные бальные платья, а также чехлы и обивку для мебели (что являлось дорогим удовольствием). На рисунке 2 приведен пример наряда дамы при королевском дворе. Роскошное платье из жаккарда, накрахмаленные манжеты и воротник, вышивка драгоценными камнями – все это подчеркивает значимое положение при дворе.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 2- Платье из жаккарда

Раппорты узоров жаккардовой ткани содержали минимум 24 нити, выплетающих необычайно сложные и красивые узоры. Материал при создании ткани можно было комбинировать, что дало возможность создавать красочную продукцию с очень интересными эффектами на готовых изделиях. Для домашнего интерьера ткань служила красочным и дорогим оформлением. Домашний интерьер в стиле рококо и барокко получался, если из жаккарда шились шикарные занавеси, мебель обивалась этим материалом. Сложность изготовления рапортов узора ткани делала работу мастеров и саму готовую ткань невероятно дорогой. Такую роскошь позволить могли только богачи, короли и аристократы. Платья и наряды из жакарда до сих пор в цене и поражают красотой своего узора. Король и приближенные аристократы при заказе ткани выбирали золотые и серебряные нити в плетении, что придавало яркость наряду. На рисунке 3 приведен пример типичного убранства комнаты с использованием жаккардовых тканей.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 3-Использование жаккарда для украшения помещения

Плотное переплетение и замысловатые узоры создают неповторимый рельеф и эффект гобелена. Чем толще нити, тем плотнее и прочнее сама ткань. Тонкий и мягкий жаккард использовался для шитья нарядов, а грубый и плотный - для обивки мебели и пошива чехлов под мебель или даже возможно при плетении ковров.

Жаккардовый ткацкий станок

Основное отличие станка (рисунок 4), изобретенного Жаккаром, заключалось в том, что положение нити в узоре не зависело от ее четности. Каждая нить в узоре имела свою программу плетения. Управляли положением нитей простые карточки из плотной бумаги - перфорированные призмы (перфокарты). Перфокарты могли контролировать до 100 нитей и имели соответствующую длину.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 4-Ткацкий станок Жаккара
Призмы рапорта сшивались в одну рабочую ленту и менялись по мере необходимости оператором станка. Само устройство машины невероятно просто и тем не менее эффективно. В него обязательно входят доска-рама для ткани и ее шнуры, большой набор крючков и ножей, иглы и программные карты рисунка для каждой нити. Все нити проходят через отверстия длинной доски для равномерного распределения. Крючки цепляют веретено и могут выносить его за пределы действия лезвий. Нити основы натягиваются в нижней части устройства в горизонтальном направлении.[1]
На рисунке 5 приведен пример полотна сшитых перфокарт.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 5-Образец перфокарт станка

Иглы двигаются по прорезям в программных картах. В них имеются просеченные и непросеченные области, оператор может задавать качательные и вращательные движения призм, по которым движутся управляющие иглы. Непросеченные области карт отводят иглы и снимают крючок с веретена, тогда как активная игла заставляет крючок перемещать требуемую нить.
Изобретение Жаккара напоминает пример машины с программным управлением. И это изобретение было сделано в 18 веке, когда еще небыло никаких компьютеров. Перфокарты меняют положение иглы с "активна" на "не активна" и воплощают известный всем современным информатикам принцип работы всей вычислительной техники - "ноль/единица".
Перфокарты Жозефа были использованы по прямому назначению гораздо позже, а его изобретение стало первым программируемым устройством и надолго определило направление дальнейшего развития промышленной техники во всем мире.

Изобретение промышленного ткацкого станка стало настоящим прорывом 18 века и приблизило создание автономной вычислительной техники (компьютеров) последующими поколениями. О реальном значении того, что изобрел, Жозеф Мари Жаккар, видимо, даже не догадывался. На рисунке 6 приведен современный ткацкий станок. В основе заложена идея Жаккара: перфокарты с рисунками и движущий механизм.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 6-Современные ткацкие станки

Перфокарты или как их ранее называли «простыми картонными таблицами управления плетением нити» заложили принцип программирования линий производства в текстильной промышленности

Сидя сегодня перед экранами компьютеров, мы не задумываемся о том, что все эти «электронные удобства» мы получили не только благодаря успехам в областях электроники, математики, кибернетики и химии. Как бы странно это не звучало, но развитие текстильной промышленности сыграло немаловажную роль в появлении того, что мы называем «компьютер».

На протяжении всей истории существования вида homo sapiens человек придумывал различные способы упрощения своего труда. Не стала и исключением такая сфера деятельности, как производство одежды. Первые упоминания о ткацких станках датируются пятым тысячелетием до н. э. Эти примитивные механизмы представляли собой простую вертикальную раму, на которую были натянуты нити основы. Ткачу приходилось держать в руках большой челнок с нитью и переплетать основу. Это была очень трудоемкая работа, так как нити требовалось последовательно перебирать руками, они часто рвались, а ткань получалась очень толстая. Немного позже в Египте появился ткацкий станок с горизонтальной рамой. За такой рамой человек работал стоя, при этом от слова «стоять» и произошли слова «стан», «станок». Как бы то ни было, труд ткача все равно оставался тяжелым.

Лишь в XVIII веке начали появляться механические ткацкие станки. В 1733 году английским суконщиком Джоном Кеем был изобретен механический челнок для ручного ткацкого станка. Изобретение позволило не пробрасывать челнок вручную, а также дало возможность ткачу вырабатывать широкие ткани на машине без помощи подмастерья. В 1771 году английском городе Кромфорде начала работать прядильная фабрика крупного промышленника и изобретателя Эдмунда Аркрайта, машины в которой приводились в движение водяным колесом. Воодушевленный посещением фабрики Аркрайта, другой английский изобретатель Эдмунд Картрайт в 1785 году получил патент на механический ткацкий станок с ножным приводом и организовал в Йоркшире ткацкую фабрику с 20 такими машинами.

Бурное развитие технической мысли в области ткацкого ремесла в XVIII веке, безусловно, сильно упростило труд ткачей, но, тем не менее, многие вопросы остались нерешенными. Так, например, изготовление тканей со сложными узорами было настоящей проблемой. Производство таких тканей было под силу лишь лучшим мастерам, и работали они не одни. Внутри станка должен был находиться подмастерье, который по команде мастера вручную поднимал и опускал нити основы, количество которых могло исчисляться сотнями. Такой процесс был чрезвычайно трудоемким и медленным, он требовал колоссальной сосредоточенности, а за ошибки, случавшиеся довольно часто, приходилось расплачиваться уймой времени. Кроме того, затратным по времени был и процесс переоборудования станка с производства одного узора на другой, который занимал несколько дней.

Биография Жаккара

Жозеф Мари Шарль (Joseph Marie Charles), впоследствии известный под фамилией Жаккар (Jacquard) – прозвищем, присвоенным его семье, родился 7 июля 1752 года во французском городе Лионе. Он был пятым из девяти детей Жана Шарля, мастера ткацкого дела, работавшего в мастерской по изготовлению парчи, и его жены Антуанетты Ривье. Как и многие сыновья ткачей того времени Жозеф Мари не посещал школу, так как был нужен отцу в качестве подмастерья. Читать он научился лишь в 13 лет, благодаря сводному брату Баррету, очень образованному человеку. Мать Жозефа умерла в 1762 году, а отец в 1772. После смерти родителей Жаккар получил в наследство апартаменты отца и его мастерскую, оборудованную двумя ткацкими станками. В 1778 году он сам стал мастером ткацкого дела и торговцем шелками. В том же году он женился на богатой вдове Клаудии Боишон. В этом браке в 1779 году у них родился единственный сын Жан Мари.

Жозеф Мари Жаккар

В течение ряда лет Жаккар совершил несколько сомнительных сделок, в результате которых влез в долги и потерял все свое наследство и часть собственности жены. В итоге, Клаудия осталась с сыном в Лионе, где работала на фабрике по производству соломенных шляп, а Жозеф отправился по Франции в поисках удачи. Он успел поработать и обжигальщиком извести, и чернорабочим на карьерах, и в результате, в конце 1780-х вернулся домой.

В начале Великой французской революции Жозеф вместе со своим сыном принимал участие в безуспешной обороне Лиона против сил Национального конвента. Когда город пал, им удалось бежать. После этого под вымышленными именами они присоединились к Революционной армии. В одном из кровопролитных сражений Жана Мари намертво сразило пулей, и потеряв смысл жизни, Жозеф Мари Жаккар в 1798 году возвратился в Лион. После лечения в госпитале, он брался за любую посильную работу – ремонт ткацких станков, шитье тканей, отбеливание соломенных шляп, управление повозками. Так продолжалось до 1799 года, когда он решил заняться автоматизацией ткацких станков. Эта затея, в итоге, принесла ему славу.

Изобретательская деятельность

Большой опыт работы со станками в качестве подмастерья, ткача и наладчика дал понять Жаккару, что производство ткани хоть и является довольно сложным и скрупулезным занятием с одной стороны, с другой же – это просто рутинный процесс с большим количеством повторяющихся действий. Он полагал, что вышивание сложных узоров может быть автоматизировано, то есть, сведено к минимальному набору простых движений. К тому же, он был осведомлен об успехах и неудачах своих соотечественников на поприще автоматизации ткацкого производства.

В результате, Жаккар задумал систему, работа которой зависела от последовательности отверстий на специальных твердых пластинах. Сегодня мы назвали бы их перфокартами. Необходимо также заметить, что подобные прообразы перфокарт были реализованы на станках Бушона, Фалькона и Вокансона, но их устройства либо могли управлять небольшим числом нитей, либо были слишком сложны и дороги в производстве и обслуживании. Учтя все недостатки своих предшественников, Жаккар сделал перфокарты со множеством рядов отверстий, это позволило машине оперировать с большим количеством нитей. Также он упростил механизм подачи перфокарт в считывающее устройство станка, сделав из них длинную замкнутую ленту. При этом каждая карта соответствовала одному проходу челнока. Считывающий механизм станка представлял собой набор щупов, которые были связаны со стержнями, управляющими движением нитей. При проходе карты щупы прижимались к ней и оставались неподвижными, при этом если на пути каких-либо щупов встречались отверстия, щупы проваливались в них и поднимали вверх соответствующие нити основы, тем самым, образуя верхнюю часть зева, то есть основные перекрытия в ткани. Опускание нитей основы происходило под действием силы тяжести грузиков. Опущенные нити основы образовывали нижнюю часть зева или уточные переплетения в ткани. Таким образом, правильная последовательность просеченных и непросеченных мест на перфокартах позволяла осуществить необходимое чередование подъемов и опускания нитей основы, что в конечном итоге и формировало требуемый узор.

Ткацкий станок Жаккара

Первый образец собственного ткацкого станка Жаккар сделал в 1801 году. Машина, однако, предназначалась не для вышивания сложных узоров на ткани, а для плетения рыболовных сетей, так как из газеты Жозеф Мари узнал, что английское Королевское общество поддержки искусств объявило конкурс на изготовление подобного механизма. В итоге, он одновременно выставил свое детище на конкурсах Королевского общества поддержки искусств и Общества поощрения ремесел и искусств во Франции. В Великобритании его станок не был отмечен какой-либо наградой, зато у себя на родине, во Франции, изобретение обратило на себя внимание заинтересованных лиц, и в результате в 1804 году Жаккар был приглашен в Париж, где в мастерских Консерватории искусств и ремесел он должен был завершить постройку своего механизма. Там Жаккар обнаружил коллекцию машин из кабинета Вокансона, среди которых попался образец узорчатого станка. Внимательно ознакомившись на практике с принципом его действия, Жозеф Мари внес в собственную разработку некоторые улучшения.

Годом позже Жаккар и его изобретение были удостоены внимания самого Наполеона. Император Франции хорошо осознавал важность текстильного производства для экономики страны, и потому разместил крупный заказ на сукно в Лионе, городе, издавна славившемся своими ткачами. В апреле 1805 года во время своего визита в город Наполеон со своей супругой Жозефиной посетили мастерскую Жаккара, где ему продемонстрировали чудо-станок. Оценив эффективность и простоту обслуживания этого механизма, император пожаловал Жаккару пенсию в 3000 франков и право получать отчисление в размере 50 франков с каждого станка, работавшего на французской мануфактуре. Патент же на изобретение Наполеон распорядился передать в общественное пользование. Так Жаккар лишился интеллектуальной собственности, но приобрел солидный по тем временам доход и государственную поддержку. Кроме того, масштаб распространения станков Жаккара рос как на дрожжах, что увеличивало его прибыль и, в итоге, сделало его одним из богатейших людей в городе. К 1812 году во Франции работало свыше 11000 таких ткацких машин, и, несмотря на попытки французского правительства сохранить технологию в тайне, аналогичные станки стали появляться в других странах.

Хотя изобретение и принесло Жаккару славу и известность, среди соотечественников находились и те, кто напрямую осуждали его и даже переходили к открытому противостоянию. Конечно же, это были лионские ткачи, разгневанные тем, что массовое внедрение в производство новых ткацких машин многих лишало работы. А для города, в котором ткацкое ремесло является ведущим, это становится особенно критично и взрывоопасно. Еще до приобретения Жаккаром широкой известности некоторые ткачи сообразили, какую опасность может нести для них новая машина, и однажды, ворвавшись в его мастерскую, разломали там все механизмы. Сам же изобретатель был неоднократно бит, но, невзирая ни на что, втайне продолжал работать над своим детищем, пока не получил состояние, славу и одобрение верховной власти.

Остаток дней Жаккар прожил в достатке и умер в тихом городке Уллене, расположенном на юго-востоке Франции недалеко от Альп. Спустя шесть лет благодарные жители Лиона воздвигли в его честь памятник на том самом месте, где находилась его мастерская.

Влияние изобретения Жаккара на дальнейшее развитие технической мысли

Принцип «программирования» механизмов посредством перфокарт, положенный в основу ткацкого станка Жаккара, для своего времени стал революционным. Широкое распространение подобных машин подталкивало и других изобретателей и мастеров на мысль об использовании данного принципа в своих разработках.

Пионер русской кибернетики Семен Николаевич Корсаков (1787–1853) в 1832 году подал в Императорскую академию наук заявку на изобретение «машины для сравнения идей». Эта «машина» представляла собой ряд устройств, которые были объединены в своеобразную систему информационного поиска. Используя современные термины, ее можно было бы назвать «средство для создания и обработки баз данных». Основными носителями информации в этих устройствах являлись перфокарты, которые хранились в специальных картотеках и механически сортировались по определенным признакам. С перфокартами Корсаков впервые познакомился за два десятилетия до подачи этой заявки. Он участвовал в Отечественной войне 1812 года, а затем в Заграничном походе против Наполеона 1813-1814 годов, в ходе которых вместе с русской армией побывал в Париже, где и увидел работающий станок Жаккара с заранее заложенной в него программой, «написанной» на перфокартах. Вернувшись в Россию, Корсаков стал начальником статистического управления, и рутинная работа со статистическими материалами натолкнула его на создание ряда устройств с использованием перфокарт в качестве носителей информации. Механизмы Корсакова, к сожалению, не получили широкого распространения, хотя сам он успешно применял их для составления баз данных в процессе своей работы.

Семен Николаевич Корсаков

В 1834 году английский математик Чарльз Бэббидж (Charles Babbage, 1791–1871) приступил к работе над автоматическим устройством для решения широкого спектра математических задач – «аналитической машиной». До этого он имел неудачный опыт построения «разностной машины», огромного и сложного механизма, оперировавшего большим количеством шестерней. Теперь, по замыслу Бэббиджа, на смену шестеренкам должны были прийти перфокарты. Для этого он специально ездил в Париж для изучения принципа «программирования» станков Жаккара посредством перфокарт. Достроить машину до конца Бэббиджу не удалось ввиду сложности и недостатка финансовых средств, однако, принципы, заложенные в ее основу, способствовали дальнейшему развитию вычислительной техники.

Чарльз Бэббидж

В вычислительной технике практическую полезность и значимость перфокарты приобрели благодаря американскому инженеру и изобретателю Герману Холлериту (Herman Hollerith, 1860-1929). В 1890 году для нужд Бюро переписи населения США он разработал табулятор – механизм для обработки статистических данных с перфокартами в качестве носителей информации. В 1911 году Tabulating Machine Company, компания основанная Холлеритом, была переименована в International Business Machines (IBM). Перфокарты же с успехом использовались в вычислительной технике до второй половины прошлого века, пока на смену им не пришли более совершенные носители информации.

Герман Холлерит

Современная жаккардовая машина

Что же касается жаккардовых машин, то они до сих пор применяются при изготовлении высококачественных изделий. Основным отличием от станков двухсотлетней давности является использование компьютера и сканера изображений. Сегодня дизайнеры при помощи сканера переносят узор, который необходимо нанести на ткань, в компьютер, далее по полученному изображению составляется программа для станка с необходимой последовательностью операций. Естественно, такой процесс задания алгоритма выкройки занимает намного меньше времени, чем у первых «программистов».

Читайте также: