Cableado del panel de control de la máquina contable IBM 402 [1] . Este tablero estaba etiquetado como "resumen de pérdidas y ganancias".Reverso del mismo tablero de enchufes 402, que muestra los pines que hacen contacto con el cableado interno de la máquina. Los agujeros se llamaron centros.
Un tablero de enchufes o panel de control (el término utilizado depende del área de aplicación) es un conjunto de conectores o enchufes (a menudo llamados concentradores) en los que se pueden insertar cables de conexión para completar un circuito eléctrico. A veces se utilizan paneles de control para dirigir el funcionamiento de los equipos de registro de la unidad , las máquinas de cifrado y las primeras computadoras . La serie de orificios suele estar contenida en un panel plano extraíble que se puede insertar en una máquina y presionar contra una serie de contactos. Esto permite cambiar rápidamente la máquina entre diferentes aplicaciones.
Los contactos de la máquina están cableados a los diversos dispositivos que componen la máquina, como relés, contadores, entradas de cada columna del lector de tarjetas, salidas a una columna perforadora de tarjetas o posición de impresora, etc. El cableado de un tablero conecta estos dispositivos para realizar una función específica, por ejemplo, leer tarjetas y resumir los números marcados en un grupo de columnas. Una comparación moderna sería una matriz de puertas programables en campo (FPGA), en la que el tablero de conexiones cumple el mismo propósito que la capa de cableado en la FPGA.
Equipo de registro unitario
Un operador insertando un panel de control en una máquina de contabilidad IBM 407 [2] Hay otro panel en el suelo cercano.
Las primeras máquinas estaban cableadas para aplicaciones específicas. Inspirándose en las centralitas telefónicas , Otto Schäffler inventó la clavija para reprogramar fácilmente los tabuladores. [3] [4]
Las aplicaciones luego podrían conectarse en paneles de control separados e insertarse en tabuladores según sea necesario. Los paneles de control extraíbles comenzaron a utilizarse en todas las máquinas de registro unitario donde el uso de la máquina para diferentes aplicaciones requería recableado.
Los paneles de control extraíbles de IBM variaban en tamaño desde 6 1/4" por 10 3/4" (para máquinas como IBM 077, IBM 550 , IBM 514 ) hasta aproximadamente uno o dos pies (300 a 600 mm) en un lado y Tenía una serie rectangular de centros. [5] Se insertaron enchufes en cada extremo de un cable de conexión de un solo conductor en los concentradores, haciendo una conexión entre dos contactos en la máquina cuando el panel de control se colocó en la máquina, conectando así un concentrador emisor a un concentrador de entrada o aceptación. Por ejemplo, en una aplicación de duplicación de tarjetas, un concentrador de lectura (emisión) de columnas de tarjetas podría estar conectado a un concentrador de entrada de imán perforador. Era una cuestión relativamente sencilla copiar algunos campos, quizás en columnas diferentes, e ignorar otras columnas mediante el cableado adecuado. Los paneles de control tabulador podrían requerir docenas de cables de conexión para algunas aplicaciones.
Las funciones del tabulador se implementaron con componentes tanto mecánicos como eléctricos. Los paneles de control simplificaron el cambio de conexiones eléctricas para diferentes aplicaciones, pero cambiar el uso de la mayoría de los tabuladores aún requería cambios mecánicos. El IBM 407 fue el primer tabulador IBM que no requirió tales cambios mecánicos; Todas las funciones del 407 estaban controladas eléctricamente y estaban completamente especificadas por el panel de control de la aplicación y la cinta del carro.
Para la mayoría de las máquinas con paneles de control, desde alzadoras e intérpretes hasta la IBM 407 , los manuales de IBM describen el panel de control como "director" o "la operación automática se obtuvo mediante...". Los paneles de control de calculadoras, como la IBM 602 y la IBM 604 , que especificaban una secuencia de operaciones, fueron descritos como programas .
Cableado de paneles de control de equipos de registro de la unidad.
Una tarjeta perforada de 80 columnas. Las filas 0 a 9 están etiquetadas. La fila 12, en la parte superior, tiene un perforado en la columna 7. La fila 11, debajo, no está perforada en esta tarjeta. A medida que las tarjetas pasaban a través de una estación de lectura, generalmente primero el borde de 9 (borde inferior), los cepillos de alambre, uno para cada columna, hacían contacto a través de los orificios.Los relés como éste se utilizaban ampliamente en equipos de registro unitario. Cuando la corriente fluye a través del electroimán, 1, la armadura de hierro, 2, se tira hacia adentro, girando sobre un cojinete en su esquina (no mostrado) para mover el contacto común, 3. Un relé puede tener más de un conjunto de contactos. Los relevos coselectores tuvieron cinco conjuntos.
El equipo de registro de la unidad generalmente se configuraba para una tarea específica mediante un panel de control extraíble. Las conexiones eléctricas de los diversos componentes de la máquina de registro de la unidad se presentaban en el panel, y las conexiones entre ellos estaban determinadas por el cableado, realizándose las conexiones reales cuando el panel se insertaba en la máquina y se fijaba en su lugar. Quizás el análogo moderno más cercano sea el conjunto de puertas programables en campo , donde se pone a disposición un número fijo de componentes lógicos y su cableado de interconexión lo determina el usuario.
El cableado de un panel de control de registro de la unidad requería conocimiento de los componentes de la máquina y sus limitaciones de tiempo. Los componentes de la mayoría de las máquinas de registro unitarias estaban sincronizados con un eje giratorio. Una rotación representaba un único ciclo de máquina, durante el cual las tarjetas perforadas avanzaban de una estación a la siguiente, se podía imprimir una línea, se podía imprimir un total, etc. Los ciclos se dividieron en puntos según cuándo aparecerían las filas de una tarjeta perforada debajo de una estación de lectura o perforación. En la mayoría de las máquinas [6] , las tarjetas se alimentaban boca abajo, con el borde 9 (borde inferior) primero. Así, el primer punto de un ciclo de cartas sería 9 veces, el segundo 8 veces y así sucesivamente hasta 0 veces. Los tiempos del 9 al 0 se conocían como dígitos. A estos les seguirían el 11 horario y el 12 horario, también conocidos como zonas.
En una estación de lectura, un conjunto de 80 cepillos de alambre de resorte presionaban contra la tarjeta, uno para cada columna (la estación de lectura 407, construida sin cepillos, mantenía la tarjeta estacionaria y podía leer una tarjeta varias veces, generando cada vez los mismos impulsos que sería generado por una estación de alambre de 80 resortes). Cuando pasaba un agujero debajo del cepillo, éste hacía contacto con una superficie conductora debajo de la tarjeta que estaba conectada a una fuente de energía eléctrica y se generaba un pulso eléctrico, un impulso en la terminología de IBM. Cada cepillo estaba conectado a un concentrador individual en el panel de control, desde el cual se podía conectar a otro concentrador, según fuera necesario. La acción causada por un impulso en un cable dependía de en qué momento del ciclo ocurría, una forma simple de multiplexación por división de tiempo . Por lo tanto, un impulso que ocurrió durante 7 tiempos en un cable conectado al imán perforador de la columna 26 perforaría un agujero en la fila 7 de la columna 26. Un impulso en el mismo cable que ocurrió en 4 tiempos perforaría un 4 en la columna 26. Los impulsos cronometrados de esta manera a menudo provenían de cepillos de lectura que detectaban agujeros perforados en las tarjetas cuando pasaban por debajo de los cepillos, pero esos pulsos también eran emitidos por otros circuitos, como las salidas de contador. Para la impresión alfanumérica se necesitaban impulsos de zona y de dígitos. Ambos podrían enviarse por un solo cable y luego separarse mediante circuitos de relé según el tiempo dentro de un ciclo.
El panel de control para cada tipo de máquina presentaba centros de salida (salida) y entrada (entrada) en disposiciones lógicas. En muchos lugares, se conectarían dos o más concentradores comunes adyacentes, lo que permitiría conectar más de un cable a esa salida o entrada. Algunos grupos de concentradores estaban conectados entre sí pero no conectados a ningún circuito interno. Estos concentradores de bus podrían usarse para conectar varios cables cuando sea necesario. También estaban disponibles pequeños bloques de conectores llamados divisiones de cables para unir tres o cuatro cables, encima del panel de control. Varios son visibles en la foto de un panel IBM 402.
Las capacidades y la sofisticación de los componentes de las máquinas de registro unitario evolucionaron durante la primera mitad del siglo XX y, a menudo, eran específicas de las necesidades de un tipo de máquina en particular. Las siguientes agrupaciones de concentradores eran típicas de las máquinas IBM posteriores: [7]
Pinceles de lectura, 80 centros de salida, uno para cada columna de tarjeta. Una máquina tabuladora puede tener dos o tres estaciones de lectura, cada una con su propio conjunto de 80 concentradores. Una perforación de reproducción puede tener una estación de lectura adicional después de la estación de perforación para verificación.
Imanes perforadores Las máquinas que podían perforar tarjetas, como las perforadoras reproductoras, tenían entradas centrales para cada columna de tarjetas. Un impulso a una de esas entradas activó el electroimán que inició la perforación de un agujero en esa posición de la columna.
Imprima entradas, un centro para cada posición de impresión. Los impulsos a estas entradas controlaron el movimiento de las barras o ruedas de impresión para colocar el elemento del tipo correcto debajo de los martillos de impresión. El 407 también tenía salidas desde cada rueda de impresión que luego podían alimentar los contadores para sumar o restar. Esto aseguró que los totales siempre coincidieran con lo impreso.
Entradas de contador. Una máquina tabuladora IBM, como la serie 402 o 407, tendría varios contadores disponibles en diferentes tamaños. (Por ejemplo, el IBM 402/403 tenía cuatro conjuntos cada uno de contadores de 2, 4, 6 y 8 dígitos, etiquetados 2A, 2B, 2C, 2D, 4A, 4B, etc.) Cada contador tenía dos entradas de control de contador para especificar cualquiera de las sumas. (más) o resta (menos). Si ninguno de los dos fue pulsado, no se realizó ninguna operación. Si se ordenaba la adición, un impulso de dígito conectado desde una columna a un centro de entrada del mostrador hacía girar la rueda contadora. Se detuvo automáticamente en tiempo cero. Así, un pulso en el tiempo 8 hizo que la rueda avanzara 8 pasos, sumando el valor 8 a esa posición del contador. Los transportes dentro de un grupo se realizaron automáticamente. Los centros de entrada y salida permitieron acoplar contadores, lo que permitió acumular números más largos. La resta era más complicada y utilizaba aritmética en complemento a nueves .
Contar salidas totales. El centro de entrada total de un contador hacía que ese contador emitiera pulsos totales que podían conectarse a posiciones de impresión. Después de imprimir un total, se puso a cero el contador. Los circuitos especiales permitieron imprimir valores negativos correctamente, no como complementos a nueve, y se proporcionó una salida especial para permitir imprimir un símbolo apropiado ( "cr" o "-") junto al número cuando era negativo.
Comparando. Los circuitos de comparación simples tenían dos entradas y una salida que emitían un pulso cada vez que llegaban pulsos a las entradas en diferentes momentos. Algunas máquinas, por ejemplo las alzadoras, podían detectar qué número era mayor si no eran iguales. Una máquina tabuladora podría comparar el número de cuenta en tarjetas sucesivas e imprimir un total cuando apareciera un nuevo número de cuenta. Para la función de comparación, IBM implementó lo que ahora se llamaría una puerta XOR utilizando electroimanes opuestos. Si ningún imán estuviera energizado o ambos imanes estuvieran energizados al mismo tiempo, la armadura del relé no se movería. Si solo se energizara un imán, la armadura se movería y tocaría uno de los dos contactos colocados a cada lado. Los dos contactos estaban conectados internamente y conectados a un concentrador de salida que indicaba una comparación desigual.
Los distribuidores permitieron conectar un pulso de salida a más de una entrada sin crear un circuito posterior entre las entradas.
Los emisores eran conjuntos de 12 centros de salida que generaban automáticamente un pulso en cada momento específico del ciclo de la tarjeta. Los doce centros de salida estaban conectados a contactos de un interruptor giratorio que giraba con el ciclo de la tarjeta. Por lo tanto, conectar la salida 6 de un emisor a la entrada de un imán perforador provocaría que se perforara un 6 en esa posición. Se podrían utilizar emisores para poner un valor numérico constante, por ejemplo una fecha, en cada tarjeta. Se podrían crear datos constantes alfanuméricos combinando cuidadosamente pulsos de dígitos y de zona. Las máquinas posteriores, como la 407, también tenían un juego completo de emisores alfanuméricos que solo requerían un cable para su uso.
Los selectores dirigieron un pulso desde una entrada común a cualquiera de las dos salidas, dependiendo de si un imán de relé estaba energizado. Se emplearon muchos tipos de selectores que diferían en cómo se energizaba el relé de "captación". En el caso más simple, entradas inmediatas (I), el imán se energizó cuando se recibió un pulso y se mantuvo durante el resto del ciclo. Los selectores más complejos, llamados selectores piloto, tenían un centro de entrada D que hacía que el imán del selector se activara en el siguiente ciclo de la máquina, y un centro de entrada X que también se retrasaba pero solo se activaba con un pulso de 11 o 12. El retraso de un ciclo era necesario porque, en la mayoría de los casos, cuando se detectaba un pulso ya era demasiado tarde para tomar medidas de manera confiable en ese ciclo. Los co-selectores tenían sólo una entrada inmediata, pero cinco conjuntos de contactos y normalmente eran activados por la salida de acoplamiento de un selector piloto, de ahí los nombres.
Los selectores de dígitos eran similares a los emisores, con un centro de salida para cada punto del ciclo, pero también tenían un centro de entrada que cambiaba a los sucesivos centros de salida a medida que avanzaba el ciclo. Un selector de dígitos podría convertirse en un emisor de dígitos conectando su concentrador de entrada a una fuente constante de pulsos de ciclo. Pero también podría recibir otras señales y usarse para detectar un dígito en particular. Cablear un primer pincel de lectura a la entrada de un selector de dígitos y conectar, digamos, su salida 4 a la entrada D de un selector piloto, causaría que ese selector se transfiriera en el siguiente ciclo de lectura si se marcara un 4 en la columna de ese primer pincel de lectura.
Las divisiones de columna eran relés que se activaban solo a las 11 y 12 horas, lo que permitía separar los pulsos de los dígitos de los pulsos de zona.
Almacenamiento. Máquinas posteriores, como la 407 y la 602, podían almacenar varios valores para su uso posterior, mediante un dispositivo mecánico algo similar a un emisor, excepto que contenía un contacto deslizante que determinaba en qué momento se emitiría un impulso. El control deslizante de contacto se colocó electromecánicamente cuando se almacenó un valor y permaneció en esa posición hasta que se borró el almacenamiento.
máquinas de cifrado
El tablero de conexiones ( steckerbrett ) de la Enigma está situado en la parte delantera de la máquina, debajo de las teclas. En la fotografía se intercambian dos pares de letras (SO y JA). De esta manera se pueden intercambiar hasta 13 letras.
En la famosa máquina Enigma se utilizó un tablero de enchufes ; no era removible. En este caso, el tablero de enchufes actuó como un "cuarto rotor" en el funcionamiento de la máquina de rotor . Los cableados del tablero de enchufes eran parte de la "configuración diaria" que especificaba qué rotores insertar en qué ranura y qué conexiones del tablero de enchufes hacer. En la práctica, el tablero de conexiones mejoró la seguridad del cifrado que se generaba, pero como no cambiaba con cada pulsación de tecla, a diferencia de los rotores, su impacto fue limitado. Véase Criptoanálisis del Enigma .
Primeras computadoras
Paneles de cableado ENIAC
La primera versión de la computadora ENIAC se programó mediante cableado, interruptores y enchufes. Posteriormente, el cableado de ENIAC se reconfiguró para utilizar la memoria ROM de datos de las Tablas de funciones existente como memoria ROM de programa (los interruptores y los tableros de enchufe continuaron utilizándose en el ENIAC reconfigurado).
El IBM 305 RAMAC utilizó un panel de conexión para todas las operaciones de comparación de programas y todas las operaciones de sucursal. Otros tableros controlaban la lectura y perforación de tarjetas, la impresora y la máquina de escribir de la consola. [8] Muchos dispositivos periféricos, por ejemplo IBM 711 y 716 , para computadoras IBM de primera y segunda generación, incluidas las series IBM 700/7000 y IBM 650 , se basaban en máquinas de registro unitario e incluían tableros de conexión.
Los plugboards permanecieron en uso en computadoras especializadas durante algún tiempo, actuando como una memoria de solo lectura (ROM) pero capaces de reprogramarse manualmente en el campo. Un ejemplo es la computadora Ferranti Argus , utilizada en el misil Bristol Bloodhound , que cuenta con un tablero de conexiones programado insertando pequeñas varillas de ferrita en las ranuras, creando de hecho una memoria central de solo lectura a mano.
Powers-Samas , un fabricante británico de equipos de grabación unitarios que utilizaba una "caja de conexiones" extraíble con conexiones mecánicas en lugar de una placa de enchufe.
Placa de pruebas , el término para una placa de conexión sin soldadura utilizada para la creación de prototipos de productos electrónicos.
Referencias
^ IBM Accounting Machine: principios de funcionamiento 402, 403 y 419 . 1949. 22-5654.
^ Máquina de contabilidad IBM Manual de referencia 407 . 1959. A24-1011.
^ Zemanek, Heinz (1976). Prehistoria e historia de la informática en Europa central. Congreso Nacional de Informática. Viena, Austria.
^ Heide, Lars (27 de abril de 2009). Los sistemas de tarjetas perforadas y la primera explosión de información, 1880-1945. Prensa de la Universidad Johns Hopkins. págs. 128-137. ISBN9781421427874. Consultado el 19 de marzo de 2024 .
^ Los primeros paneles de control extraíbles de IBM tenían una serie de enchufes en un lado, cada enchufe conectado a un conector en el reverso. Como la función de dichos paneles es idéntica a la de los paneles de control posteriores con concentradores, este artículo utiliza únicamente la terminología de concentrador.
^ Nota: Una excepción importante fueron los reproductores (514...) y los intérpretes (552...), que tomaron primero las tarjetas del borde 12 (borde superior).
^ IBM (1956). Manual de referencia de IBM: Principios de cableado funcional (PDF) . 22-6275-0.
^ Manual de funcionamiento de IBM 305 RAMAC
IBM (1956). Equipo de procesamiento de datos de tarjetas perforadas de IBM: principios de cableado funcional (PDF) . 22-6275-0. Archivado desde el original (PDF) el 9 de agosto de 2010 . Consultado el 6 de noviembre de 2007 .
Brooks Jr., Federico P.; Iverson, Kenneth E. (1963) Procesamiento automático de datos , Wiley, 494pp. Descripciones bien escritas de las máquinas de registro de unidades y del cableado del panel de control, tanto de IBM como de Remington Rand.
enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con los tableros de enchufes .
Historia de la informática de la Universidad de Columbia: paneles de control de IBM
Archivos de IBM: foto del panel de control IBM 407
Arroz, Rex (1954). "¿Por qué no probar con un enchufe?". Actas de la conferencia informática conjunta del Este del 8 al 10 de diciembre de 1954: Diseño y aplicación de pequeñas computadoras digitales en - AIEE-IRE '54 (Este) . Prensa ACM. págs. 4-11. doi :10.1145/1455270.1455272. ISBN 978-1-4503-7855-0. S2CID 17341809.
.jpg/1280px-Punch_card_80_columns_(2).jpg)
