История информационных технологий

         

Сигнализация и почта


В самом начале формирования человечества, еще до появления языка и речи самыми ранними средствами общения между людьми были мимика и жесты. При этом люди должны были находиться на расстоянии прямой видимости друг от друга. Один из них подавал сигналы с помощью мимики и жестов, а другой их принимал. Если принимающий сигналы человек отворачивался от жестикулирующего или закрывал глаза, то сигналы переставали до него доходить. С помощью мимики и жестов можно выразить очень многое. На этом построено искусство пантомимы, вида сценического искусства, в котором основные средства создания художественного образа - пластика, жест, мимика.

И в наше время применяется дактилология - азбука для глухонемых. Это своеобразная форма речи, воспроизводящая слова пальцами рук. Она используется как заменитель устной речи для общения слышащих с глухими, глухих между собой и как средство обучения глухих, а также для сурдоперевода в телепередачах (рис. 3.1).


Рис. 3.1.  Русская ручная азбука глухонемых

Можно было подавать сигналы и возгласами, но он слышны только на очень небольшом расстоянии. Когда возникли язык и речь, их тоже можно было услышать вблизи. Сложенные рупором ладони около рта немного увеличивали "зону приема". Но до изобретения микрофона и усилителя ораторы на больших собраниях и митингах могли полагаться только на силу своего голоса.

А как можно было передать сообщение людям, находящимся на большом расстоянии? Для этого были придуманы самые разные средства сигнализации - звуковые и световые, хорошо слышимые издали звуки и хорошо видимые издали знаки.

В африканских странах древнейшим видом звуковой сигнализации был бой барабанов - тамтамов. Отдельные удары и их сочетания обозначали буквы и целые слова. Первые путешественники из Европы очень удивлялись, как жители отдаленных африканских селений узнавали об их приближении. Это с помощью тамтамов вести передавались от селения к селению как по эстафете. Даже сейчас, в век телеграфа, телефона и радио, жители некоторых африканских селений пользуются древним "барабанным телеграфом".


В нашей стране использовался набатный колокольный звон, извещавший о пожаре, нападении врагов или другой опасности. Набат (от араб. наубат - барабанный бой) - это колокольный звон особого строя, означающий тревогу.

Позднее начали использовать сигнальные выстрелы из пушек. И сегодня в Санкт-Петербурге в Петропавловской крепости ежедневно производится сигнальный выстрел из пушки, оповещающий город о наступлении полудня - теперь это всего лишь традиция.

В православных храмах верующих зовут на молитвы с помощью колокольного звона. Для этого рядом с храмом располагается колокольня или звонница - башня с открытым ярусом для колоколов. В мусульманских странах рядом с мечетью располагается минарет - высокая башня с балконом. С него служащий мечети - муэдзин - громким голосом призывает мусульман к молитве.

В костеле Девы Марии в польском городе Кракове из слухового окна высокой башни ежедневно, в определенный час трубач подает звуковой сигнал - такова вековая традиция.

И сегодня используется звуковая сигнализация. Ее средства - это клаксоны автомобилей, свистки милиционеров, сирены поездов и кораблей.

Сигналы можно подавать с помощью музыкальных инструментов: рожка, горна, фанфар, барабана, целого духового оркестра. О прибытии почтовой кареты в XVIII веке в Европе оповещали с помощью почтового рожка.

В морском флоте для измерения времени с давних времен вахтенный матрос ударяет в сигнальный колокол каждые полчаса. Это как называемый бой склянок: например, шесть склянок означает три часа.

Древнейшим видом оптической сигнализации были сигнальные костры, предупреждавшие население о появлении врагов. Днем хорошо виден на большом расстоянии дым от костра, а ночью - пламя. По свидетельству римского писателя и ученого Плиния Старшего (24-79 гг. н. э.) подобный световой телеграф эффективно использовался еще во время Троянской войны, которая происходила, согласно "Илиаде" и "Одиссее", в XIII веке до н.э. В трагедии "Агамемнон" древнегреческого драматурга Эсхила (525-456 гг. до н.


э.) говорится о том, что весть о взятии Трои дошла до Греции в течение нескольких часов при помощи огневых сигналов, которые передавались с одного возвышенного места на другое.

Китайцы использовали с целью передачи срочной информации огни на башнях, которые расположены вдоль всей Великой китайской стены. Ее протяженность свыше 5 тыс. км при высоте 6,6 м, а на отдельных участках до 10 м. Построена она была в III веке до н. э.

Древнегреческий полководец и историк Полибий (около 200-120 гг. до н. э.) в своей книге "Всеобщая история" рассказал о водяном телеграфе: на двух высоких башнях, расположенных далеко друг от друга, стояли 2 совершенно одинаковых по размерам цилиндрических сосуда с водой - емкостью 15 ведер каждый. На поверхности воды плавали поплавки, а на поверхности сосудов были нанесены линейки с делениями. Против каждого деления были записаны условные сообщения. Дозорные на башнях должны были непрерывно следить друг за другом. Когда на передающей башне сигнальщик зажигал факел, нужно было одновременно открыть краны сосудов на обеих башнях. Вода вытекала из сосудов, и поплавки в них опускались. Дозорный на передающей башне ждал, пока поплавок не остановится против нужного деления, и после этого гасил свой факел. Дозорный на приемной башне замечал исчезновение огня и закрывал кран своего сосуда. Затем он смотрел на линейку с делениями и читал сообщение около деления, против которого установился поплавок.

Этот способ передачи сообщений был очень трудоемок, ненадежен, да и количество сообщений, которое можно было передать, не превышало одного-двух десятков, заранее нанесенных на линейки сосудов.

Полибий описал и более совершенный способ передачи информации на расстояния. Он заключался в том, что все буквы греческой азбуки (24 буквы) делились на пять частей (групп), из пяти букв в четырех и четырех в одной группе. Каждая группа букв наносилась на специальную доску.




Рис. 3.2.  Греческий алфавит из 24 букв, размещенный на 5 досках

Передающая информацию сторона поднимала факел и ждала ответа, тоже факелом: "Жду приема". Затем передающие сигнальщики с помощью факелов указывали, на какую доску необходимо смотреть. К примеру, один факел - смотри первую доску, два факела - смотри вторую и т.д. Далее процесс передачи информации состоял в следующем. С передающей стороны снова поднимали факелы, в зависимости от передаваемых букв, а точнее, их расположения: первая буква - один факел, вторая - два факела и т.д. При этом каждая сторона имела зрительные приборы для наблюдения. Этим способом могла быть передана любая информация, так как использовался весь греческий алфавит. Вместе с тем передача информации, таким образом, должна быть не только содержательна, но и предельно сжата. Такой способ передачи информации хотя и требовал большого количества факелов, а следовательно, и их носителей, зато передавал ее точно.

Говоря современным языком, буквы греческого алфавита были выписаны в виде прямоугольной матрицы, состоящей из столбцов и строк. Сообщив с помощью факелов номер столбца и строки, на пересечении которых в этой матрице находилась та или иная буква, можно было последовательно передавать целые слова и предложения, составлявшие любое сообщение. Можно считать, что в истории информатики это была первая попытка закодировать буквы алфавита с помощью чисел. Спустя много веков, в 1835 году С. Морзе изобрел свою телеграфную азбуку, закодировав буквы латинского алфавита с помощью комбинаций точек и тире. В XX веке при создании клавиатуры компьютера, как мы увидим позже, каждая буква на ней была закодирована числом в двоичном коде.

Заключенные в сталинских тюрьмах перестукивались с помощью метода этого древнего телеграфа, только с помощью звука. На стенах их камер писалась русская азбука (33 буквы), разбитая на шесть столбцов.

В соседнюю камеру сначала выстукивался номер столбца, а после ответа выстукивался номер буквы в столбце. И так буква за буквой передавалась определенная информация по эстафете из камеры в камеру по всей тюрьме.



Сигнализация широко применяется на железных дорогах. Каждый стрелочник и проводник поезда имеет набор сигнальных флажков, которыми он сообщает машинисту поезда о возможности движения или необходимости остановки. Широко применяются семафоры с механическим, а чаще с электрическим управлением.

В конце XVIII века в Европе заработал оптический, так называемый "семафорный телеграф", передававший информацию посредством специальных механизмов с подвижными элементами. Первый такой аппарат продемонстрировал английский ученый - физик Р. Гук (1635-1722) в 1684 году. Затем француз Амонтон устроил оптический телеграф, используя подвижные планки. Но только французам, братьям Клоду и Игнатию Шапп удалось добиться применения такого телеграфа в широких масштабах.

В 1792 году братья Шапп официально представили Национальному Конвенту Франции на утверждение такой прибор под названием семафор (носитель знаков). Он представлял собой систему семафоров - трех крыльев, могущих принимать различные положения и расположенных на вышках на расстоянии 15 миль друг от друга. На каждой вышке находился наблюдатель-телеграфист, с помощью подзорной трубы следивший за положением крыльев светофора на соседней вышке. При изменении положения этих крыльев он принимал сигнал с этой вышки, переводил ручку семафора, менял положение крыльев на своей вышке и тем самым передавал сообщение на следующую вышку. Из возможных 256 фигур (сочетаний положений крыльев) Шапп выбрал только 92, наиболее отличимые друг от друга. Выбрал он также 8400 наиболее употребительных французских слов и расположил их на 92 страницах - по 92 на каждой. Таким образом, с башни на башню передавался вначале номер страницы, а затем - номер слова на ней. Первая линия оптического телеграфа Париж-Лилль длиной 225 км была создана в 1794 году.

Главным недостатком такой телеграфии было то, что она зависела от погодных условий. Однако использовали ее до середины ХIХ века.

В 1794 году оптический телеграф получает широчайшее военное и гражданское применение. 225 километров линии Париж-Лилль сообщение пролетает за 10 минут, тогда как всаднику на это понадобилось бы часов двенадцать...




Строятся также линии Париж-Страсбург (450 км) и Париж-Тулон (1100 км). Вскоре протяженность линий оптического телеграфа составляет уже 50000 километров, а сообщения передаются в трех кодировках - военной, гражданской и служебной.

Независимо от французов известный русский механик-самоучка И.П. Кулибин (1735-1818) сконструировал аналогичный телеграфный аппарат. Но в царской России его, как и многие его другие замечательные изобретения, ждало неприятие и забвение.

Во Франции открытие семафорного телеграфа использовалось довольно эффективно, особенно в армии. Именно используя возможности быстрой передачи информации на большие расстояния для своих войск, Наполеон Бонапарт (1769-1812) добился ряда блестящих побед в Европе, поставив в зависимость от Франции большинство стран Западной и Центральной Европы.

В России первый семафорный телеграф протяженностью 60 км между Санкт-Петербургом и Шлиссельбургом был построен в 1824 году. Через десять лет телеграф связал столицу с Кронштадтом (базой Балтийского флота) - 30 км. В 1835 году такая связь была установлена между столицей и Царским Селом (25 км) и Гатчиной (52 км).

Выход России на европейскую арену осуществлялся в основном через Варшаву. В связи с этим в 1839 году был построен усовершенствованный вариант семафорного телеграфа между Санкт-Петербургом и Варшавой протяженностью в 1200 км. На то время это была самая длинная линия телеграфной связи такого рода, которая была сооружена из 149 станций-башен через каждые 8 км, высотой в 20 метров. 1200 километров сигнал из Санкт-Петербурга в Варшаву преодолевал за 15 минут. Такой метод передачи информации в России просуществовал до середины XIX века (1854 г.) и уступил свое место электрическому телеграфу.

В морском деле используется флажковая сигнализация, изобретенная еще в Средние века, а при плохой видимости (например, при тумане) - звуковые сирены-ревуны. Один сигнальный флажок на мачте корабля может обозначать целое слово или предложение, а в сочетании с другими - отдельную букву.


Для световой сигнализации используются сигнальные огни и специальные электрические светильники, излучающие направленные световые лучи. С помощью азбуки Морзе передают сигналы, прерывая пучок лучей и давая короткие и длинные по времени вспышки света (точки-тире). В ручном флажковом семафоре каждое положение рук матроса с флажками и его корпуса обозначает одну букву, цифру или знак препинания. Длинное и не очень срочное сообщение передается двумя флажками по буквам. С помощью сигнальных флагов, огней, световой сигнализации и ручного семафора корабли "общаются" между собой и с берегом.

А для связи внутри корабля существует машинный телеграф. У капитана корабля и у механика имеются одинаковые круги со стрелками и ручками. Капитан устанавливает ручку телеграфа, против какого либо деления стрелки, например с надписью "полный вперед" или "стоп машина". В момент поворота ручки раздается звонок. Механик смотрит, против какого деления установилась стрелка телеграфа, например "стоп машина", и выполняет команду капитана. Существует еще так называемый "звуковой телефон", придуманный французским монахом Домом Готом еще в 1782 году. Он представляет собой длинную тонкую трубу, к концам которой прикреплены два рупора. Они используются и для передачи сообщений, и для их приема, например, при переговорах между капитанским мостиком и машинным отделением корабля. Эти корабельные средства связи относятся к старинным и теперь заменены современными: телефоном и радиотелефоном.

Первую железную дорогу общественного значения открыл Джордж Стефенсон в 1825 году.

Движение на железных дорогах в начале их постройки происходило с низкой скоростью; точное соблюдение расписания обеспечивало безопасность движения. Однако уже на открытии линии Ливерпуль-Манчестер произошел несчастный случай, который заставил Джорджа Стефенсона придумать сигналы, обеспечивающие безопасность железнодорожного движения. По указанию Стефенсона были введены сигналы, которые подавали днем - флажками, а ночью - ручными фонарями.


Машинистам выдали рожки, которые в 1835 г. были заменены паровым свистком. С 1834 г. на линии Ливерпуль-Манчестер были введены неподвижные сигналы. Сначала это были деревянные столбы, поворачивающиеся на 90 градусов, с сигнальными дисками различной формы и цвета, которые при поворотах столбов обращались к движущемуся поезду узкой или широкой стороной. Широкая сторона требовала остановки поезда.

С изобретением в 1841 году англичанином Грегори семафора стал возможен переход от движения поездов с разграничением времени к разграничению их пространством.

Крупным шагом вперед в деле обеспечения безопасности движения поездов было введение блокировки, посредством которой путевые семафоры запирались на время, пока на соответствующем участке пути находился поезд.

К сигнализации относятся и светофоры для управления уличным движением. Первые светофоры были установлены на улицах Лондона в 1868 году, первый электрический трехцветный светофор появился в Нью-Йорке в 1918 году, а в Москве - в 1930 году.

До возникновения письменности важные сообщения доставляли гонцы - пешие и конные. Когда появилась письменность, они стали доставлять письма. Почта была хорошо налажена уже в древней Персии. Там была создана сеть почтовых станций, на которых находились верховые гонцы. Они с большой скоростью доставляли письма до следующей станции, а там передавали их следующему гонцу, который "по эстафете" доставлял их дальше. В древнем Риме также существовала подобная почта, которая занималась перевозкой только государственных писем и государственных чиновников. Она достигла расцвета при императоре Августе. Доставляли эту почту самые быстрые курьеры Рима - ведерарии. Почтовые письма и сообщения делались на покрытых воском дощечках. Каждую дощечку обертывали полотном и опечатывали восковой печатью. На полотняном "конверте" обозначали день, когда нужно было его вскрыть и прочитать. Такая почта выполняла обязанности рычага государственной власти. Наряду с государственной срочной почтой существовала и обычная "тяжелая" почта, которая доставляла письма средней срочности.




Рис. 3.3.  Повозка римской "тяжелой" почты

В средние века почта перестала быть государственной. Она принадлежала отдельным городам, монашеским орденам и купеческим гильдиям. В XVI веке в Германии возникла первая имперская почта, которой пользовалось уже все население. До 1867 года монополия на нее принадлежала династии Турн-и-Таксис, а в дальнейшем стала принадлежать государству.


Рис. 3.4.  Почтовая марка с портретом основателя почтовой династии Франциско де Таксиса

В России почта возникла в XIII веке при монгольском владычестве. Были созданы почтовые станции - ямы (откуда происходит слово ямщик) с гонцами, которые доставляли приказы ханов. Регулярная почта была налажена при царе Алексее Михайловиче: была установлена почтовая связь с Курляндией и Польшей. Основателем ее был боярин, политик и дипломат А.Л. Ордын-Нащокин. Эта почта перевозила и пассажиров.


Рис. 3.5.  А.Л. Ордын-Нащокин

При Петре I существовало уже 6 почтовых линий, а почта делилась на купеческую - для обслуживания частных лиц и ямскую - для обслуживания государственных учреждений. С появлением в 1782 году Почтового департамента ямские дворы начали называть почтовыми станциями.

В XVII-XVIII веках письма доставляли почтовые кареты. С 1830 года на железных дорогах для их доставки появились первые почтовые вагоны, а с 1840 года стали применять почтовые марки - единые знаки почтовой оплаты, изобретенные англичанами Хиллом и Чалмерсом.

В 1834 году издатель газеты "Данди Кроникл" Джеймс Чалмерс отпечатал в своей типографии на листе бумаги пробные марки, снабженные с оборотной стороны клеем, и представил эти образцы. При этом издатель объяснял преимущество изобретенной им наклеиваемой марки.

В 1837 году Роуленд Хилл опубликовал свой проект "Реформа почтового ведомства, ее значение и осуществимость". В своей работе он предлагал унифицировать почтовые сборы по всей стране, ввести предварительную оплату пересылки с помощью "маленьких кусочков бумаги, достаточных для того, чтобы на них поставить почтовый штемпель, и покрытых с одной стороны клеем, дающим возможность после увлажнения прилепить их к письму".


Р. Хиллу пришлось более трех лет вести упорную борьбу за свои реформы.

Парламент Великобритании законодательно закрепил новую концепцию в 1839 г. В 1840 г. правительство учредило почтовую "пенни-службу", в том же году были выпущены первые в истории марки - "Черный пенни", с изображением профиля королевы Виктории.

Джеймс Чалмерс, вынашивавший идею почтовой марки еще с 1834 года и в 1837 году подал через своего друга - депутата Палаты общин Роберта Уоллеса - предложение в комиссию, уже занимавшуюся рассмотрением проекта Хилла. Поэтому было признано, что приоритет в изобретении почтовой марки принадлежит Р. Хиллу.

Появление почтовой марки позволило резко увеличить объемы пересылаемой корреспонденции.


Рис. 3.6.  Почтовая марка (блок) с портретом Р. Хилла


Рис. 3.7.  Первая английская почтовая марка "Черный пенни"

В России почтовые марки были введены с 1 января 1858 года. Первый выпуск почтовых марок тиражом 3 миллиона экземпляров представлял собой одну беззубцовую марку номиналом 10 копеек.

В 1874 году по договоренности между 22 государствами, в число которых входила Россия, был образован Всемирный почтовый союз. Голубиная почта

"...Потом выпустил от себя голубя, чтобы видеть, сошла ли вода с лица земли. Но голубь не нашел места покоя для ног своих, и возвратился к нему в ковчег, ибо вода была еще на поверхности всей земли... И помедлил еще семь дней других; и опять выпустил голубя...

На этот раз голубь вернулся к Ною со свежим масличным листком в клюве, и Ной узнал, что вода сошла с земли."

Этот библейский эпизод повествует о первом в мире испытании навигационных способностей у птиц и использовании их для получения информации.

Уже в древности люди узнали, что ласточки и голуби умеют хорошо ориентироваться в пространстве, и решили воспользоваться талантами пернатых. Науке почтарей они обучали не только ласточек и голубей, но и морских птиц - фрегатов. Но все же лучшим почтальоном оказался домашний голубь.



Породы домашних голубей подразделяются на четыре большие группы - спортивно-гонные, отличающиеся своеобразием полета, декоративные, обладающие красивым и оригинальным опереньем, мясные, предназначенные для откорма на мясо, и почтовые, способные летать на длинные дистанции и переносить по воздуху почту.

Голубиная почта известна с древних времен.

В странах Междуречья голубей посылали с различными депешами. Позже голубиная почта возникла в Египте и в Греции. В Риме голуби конкурировали с ласточками.

Голуби-почтари способны летать без отдыха несколько часов подряд, преодолевая расстояния в среднем семьдесят километров в час.

Во времена континентальной блокады, устроенной англичанам Наполеоном, голубей использовали как контрабандистов. Под своими крыльями почтари переносили из Англии во Францию драгоценные камни.

В Англии почтовые голуби немало способствовали благосостоянию известного рода банкиров Ротшильдов. Один из них, Натан Ротшильд, живший в Лондоне, был страстным голубеводом. Во время наполеоновских войн он содержал частную голубиную почту. Агенты Ротшильда следовали по пятам за войсками Наполеона и немедленно передавали своему хозяину обо всех важных событиях с помощью почтовых голубей. Курс английских ценных бумаг до битвы при Ватерлоо был очень низким, а после поражения Наполеона он быстро поднялся, чем искусно воспользовался Ротшильд. С помощью голубей он узнал о поражении французского императора на три дня раньше английского правительства, и сыграл на повышение. Эта операция принесла ему миллионные доходы.

В России первую почтовую голубиную связь дальностью в 90 верст между Москвой и своим имением организовал в 1854 году князь Голицын. А в 1881 году военным ведомством был разработан проект голубиной связи Москва-Санкт-Петербург.

При осаде Парижа германскими войсками в 1871 году почтовые голуби доставляли огромное количество писем осажденных с призывами о помощи.

Основанная на природном свойстве голубей возвращаться к своему гнезду, голубиная почта использовалась в войсках в XIX и начале XX века - в первой мировой и гражданской войне.


Базами голубиной связи служили стационарные и полевые голубятни. Письма прикреплялись к лапке голубя, который мог доставлять их на расстояние до 300 км.

В Англии двести тысяч почтарей "были призваны" во время Второй мировой войны на военную службу. С ними было передано немало важнейших сообщений.

Шведский ученый Андре пропал во льдах, пытаясь достичь Северного полюса на воздушном шаре. Единственную весть, присланную им из Арктики, принес голубь, которого Андре взял с собою в путешествие...

И в наше время почтовый голубь используется для доставки сообщений и мелких посылок. В Голландии, например, голуби доставляют по назначению донорскую кровь в пробирках. Это выгоднее и быстрее, чем везти ее автомобилем по перегруженным магистралям. В Бельгии голуби служат для доставки почты (на небольшие расстояния), особенно секретной - переносят маленькие магнитные пластинки (5x5 мм), которые вмещают информацию, равную большой книге. В Великобритании голубей используют биржи. Японские и немецкие журналисты во время Олимпиады с помощью голубей моментально получали сведения о результатах соревнований.

В Прибалтике в начале 1980-х годов провели эксперимент: кто быстрее доставит письмо адресату - самолет, почта или голубь? Первым в этом соревновании оказался голубь. Ему одному удалось избежать бюрократии при оформлении и доставке письма и опередить современные средства связи.

В английском городе Плимуте голуби-почтари транспортируют из местной больницы в лабораторию, находящуюся в трех с лишним километрах от больницы, пробирки с кровью, взятой на анализ. Они делают эту работу в два раза быстрее, чем автомобили, перевозившие кровь прежде.

В больших городах, где на улицах часто случаются пробки, еще до изобретения мобильных телефонов, для передачи срочной информации использовали почтовых голубей. Агентство "Рейтер" с середины прошлого века успешно использовало голубиную почту - она была наиболее удобным способом передачи короткой информации через районы больших городов с их постоянными пробками.



Долгое время ученые не могли понять: каким образом птицам удается запоминать маршруты, по которым они летают? Почему они с такой невероятной легкостью находят свой дом? Иногда, например, обученные возвращаться по определенной трассе голуби сворачивали с нее и летели напрямик, по более короткой дороге.

Птиц отвозили в далекие, совершенно незнакомые им страны. Иногда всю дорогу их крутили, как на карусели, на патефонном диске или везли под наркозом, чтобы лишить птицу возможности чисто механически запомнить дорогу.

Но они и после наркоза с патефоном так же прекрасно ориентировались в поднебесных трассах.

Первым о том, что птицы, а вместе с ними и голуби-почтари, ориентируются по солнцу, догадался немецкий биолог Шнейдер. Они должны видеть либо само солнце, либо хотя бы ближайшую к нему часть небосвода в пределах дуги в 30-40 градусов.

Солнце в течение дня перемещается по небу, но пернатые это учитывают - у них сильно развито чувство времени.

Тем не менее почтовых голубей тренируют. Их принято обучать с того момента, как только они обретают способность летать.

Уже на второй год жизни почтовые голуби способны совершать перелеты на расстояние в тысячу километров.


Содержание раздела