Алфавитно-цифровое печатающее устройство

Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ) — это электромеханическое или электронное устройство вывода, предназначенное для отображения символьной (алфавитно-цифровой) информации на бумажном носителе или другом материале. В отличие от графических принтеров, АЦПУ, как правило, воспроизводят фиксированный набор знаков (буквы, цифры, знаки препинания, специальные символы) без возможности изменения их начертания или размера в рамках одного сеанса печати. Исторически АЦПУ были основным средством документирования результатов работы вычислительных машин, телетайпов и систем автоматизированного управления, а также широко применялись в качестве устройств вывода для персональных компьютеров в 1970–1980-х годах.

История

Ранние механические устройства

Первые устройства, способные печатать алфавитно-цифровые символы, появились в XIX веке. Пишущие машинки, изобретённые в 1860–1870-х годах (например, машина Кристофера Шоулза), стали прообразом АЦПУ. Они использовали рычажный механизм с литерой, которая ударяла по бумаге через красящую ленту. В 1930-х годах в телетайпной связи начали применяться электромеханические печатающие телеграфные аппараты, которые могли автоматически печатать принимаемые сообщения на бумажной ленте или рулоне.

Эра вычислительной техники

С развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ) в 1950–1960-х годах возникла потребность в быстром и надёжном выводе текстовой информации. Первые АЦПУ для ЭВМ были электромеханическими и работали по принципу ударной печати. Наиболее известными стали устройства серии IBM 1403 (1960-е годы), которые использовали цепной механизм с литерными штифтами. В СССР широко применялись АЦПУ типа АЦПУ-128 (1960-е годы) и АЦПУ-256 (1970-е годы), разработанные для ЭВМ серии «Минск», «ЕС ЭВМ» и «СМ ЭВМ». Эти устройства печатали со скоростью от 300 до 1200 строк в минуту (около 5–20 страниц в минуту) и использовали рулонную бумагу шириной 420 мм.

Миниатюризация и массовое внедрение

В 1970–1980-х годах АЦПУ стали неотъемлемой частью автоматизированных систем управления (АСУ) и персональных компьютеров. Появились матричные принтеры (например, Epson MX-80, 1980 год), которые, хотя и могли выводить графику, по сути являлись алфавитно-цифровыми устройствами, так как основным режимом их работы была печать символов. В СССР в этот период выпускались АЦПУ для бытовых компьютеров, например, «Электроника МС 6312» (матричный принтер, 1985 год) и «Электроника ИС-1» (термопринтер, 1986 год). С развитием лазерных и струйных технологий в 1990-х годах классические АЦПУ уступили место универсальным принтерам, способным выводить как текст, так и сложную графику.

Классификация

АЦПУ классифицируются по нескольким признакам:

По принципу печати

• Ударные (контактные) — печать осуществляется механическим воздействием литеры на бумагу через красящую ленту. Подразделяются на:
• Рычажные (как в пишущих машинках) — каждая литера закреплена на отдельном рычаге.
• Цепные (шрифтовые цепи) — литеры закреплены на вращающейся цепи или барабане (IBM 1403, АЦПУ-128).
• Матричные — символы формируются из точек, создаваемых иглами, ударяющими по ленте (Epson FX-80, «Электроника МС 6312»).
• Безударные (бесконтактные) — печать без механического воздействия. Включают:
• Термопринтеры — изображение формируется на термочувствительной бумаге (например, в кассовых аппаратах, «Электроника ИС-1»).
• Электростатические — изображение создаётся с помощью электрического поля (использовались в ранних лазерных принтерах).
• Струйные — капли чернил выбрасываются через сопла (поздние модели, уже не классифицируются как АЦПУ).

По типу носителя

• Рулонные — печать на непрерывной бумажной ленте (перфорированной или гладкой). Характерны для ЭВМ и телетайпов.
• Листовые — печать на отдельных листах (формата A4, A3 и др.). Применялись в персональных компьютерах.

По скорости печати

• Низкоскоростные — до 100 строк в минуту (например, телетайпы).
• Среднескоростные — от 100 до 600 строк в минуту (матричные принтеры).
• Высокоскоростные — более 600 строк в минуту (цепные и барабанные АЦПУ, например, IBM 1403 — до 1100 строк в минуту).

Устройство и принцип работы

Электромеханические АЦПУ (цепные и барабанные)

Основными элементами являются:

• Шрифтовой носитель — цепь или барабан с литерными штифтами, на которых выгравированы символы. Цепь вращается с высокой скоростью (до 3000 оборотов в минуту).
• Молотки (печатающие соленоиды) — расположены напротив каждой позиции строки (обычно 80–132 позиции). При совпадении нужной литеры с позицией молоток ударяет по бумаге через красящую ленту.
• Лентопротяжный механизм — подаёт красящую ленту и бумагу.
• Блок управления — принимает данные от ЭВМ и синхронизирует работу молотков с вращением шрифтового носителя.

Матричные АЦПУ

• Печатающая головка — содержит 9, 18 или 24 иглы, которые выдвигаются под действием электромагнитов.
• Красящая лента — пропитана чернилами, обычно находится в картридже.
• Транспортёр бумаги — тракторная подача (с перфорацией) или фрикционная.
• Драйвер — управляет движением головки и выстрелом игл, формируя символы из матрицы точек (например, 5×7 или 9×9).

Применение

В вычислительной технике

АЦПУ были основным устройством вывода для ЭВМ вплоть до конца 1980-х годов. Они использовались для:

• Печати программных листингов (например, на перфоленте или бумаге).
• Вывода результатов расчётов (научные, инженерные, экономические задачи).
• Документирования работы операционных систем (журналы, отчёты).
• В системах автоматизированного проектирования (САПР) — для вывода чертежей и схем (в виде текстовых описаний).

В телетайпной связи

Телетайпы, оснащённые АЦПУ, применялись для передачи и приёма текстовых сообщений по телефонным линиям или радиоканалам. В СССР они использовались в системах правительственной связи, а также в редакциях газет (например, для приёма новостей от информационных агентств).

В промышленности и управлении

АЦПУ встраивались в автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) для вывода оперативных данных (температура, давление, расход) на бумагу. Они также применялись в кассовых аппаратах, банкоматах и терминалах оплаты (например, для печати чеков).

Примеры моделей

СССР и Россия

• АЦПУ-128 (1960-е) — цепное устройство, скорость до 600 строк/мин, ширина бумаги 420 мм.
• АЦПУ-256 (1970-е) — улучшенная версия, скорость до 800 строк/мин, поддержка кириллицы.
• «Электроника МС 6312» (1985) — матричный принтер, 9 игл, скорость 120 символов/с, использовался с ПК «Электроника МС 0511» и «Электроника-60».
• «Электроника ИС-1» (1986) — термопринтер, скорость 30 символов/с, применялся в бытовых компьютерах «Электроника БК-0010».
• «Роботрон» (Robotron) — серия матричных принтеров производства ГДР, поставлявшихся в СССР (например, Robotron K 6313).

Зарубежные

• IBM 1403 (1959) — цепной принтер, скорость до 1100 строк/мин, один из самых успешных в истории.
• Epson MX-80 (1980) — матричный принтер, 9 игл, скорость 80 символов/с, стал стандартом для персональных компьютеров.
• Okidata Microline 182 (1984) — матричный принтер, 9 игл, скорость 120 символов/с, популярен в малом бизнесе.

Интересные факты

• АЦПУ-128 использовал шрифтовую цепь, на которой было закреплено 128 литер (отсюда название). Цепь вращалась со скоростью около 3000 об/мин, а молотки срабатывали с частотой до 10 000 раз в секунду.
• В СССР существовали так называемые «алфавитно-цифровые дисплеи» (АЦД), которые, в отличие от АЦПУ, выводили информацию на экран электронно-лучевой трубки, а не на бумагу.
• Матричные принтеры, несмотря на шумность, до сих пор используются в некоторых промышленных системах (например, для печати наклеек на складах) благодаря возможности печати на многослойных бланках и низкой стоимости расходных материалов.
• В 1970-х годах в СССР была разработана модель АЦПУ-512, способная печатать до 512 символов в строке, что позволяло выводить сложные таблицы и графики.

Критика и недостатки

Основные недостатки классических АЦПУ:

• Высокий уровень шума — ударные механизмы создавали шум до 80–90 дБ, что требовало специальных звукоизолирующих кожухов.
• Низкая скорость печати графики — матричные принтеры могли выводить изображения, но с низким разрешением (обычно 72–144 dpi).
• Ограниченный набор символов — большинство АЦПУ поддерживали только один шрифт (например, Courier) и фиксированный размер символов.
• Большой расход бумаги — рулонная бумага шириной 420 мм часто использовалась неэффективно, особенно при печати коротких строк.

С развитием лазерных и струйных принтеров в 1990-х годах АЦПУ практически полностью вышли из употребления в бытовой и офисной сфере, сохранившись лишь в специализированных нишах (например, в промышленной автоматике и кассовых аппаратах).

Источники

• Аппаратура ЕС ЭВМ: справочник / Под ред. В. А. Мясникова. — М.: Машиностроение, 1985.
• Принтеры и плоттеры: устройство и эксплуатация / В. И. Гусев, А. В. Кузнецов. — М.: Радио и связь, 1989.
• Технические средства АСУ: учебное пособие / В. В. Голуб, В. А. Жуков. — М.: Высшая школа, 1987.
• История вычислительной техники в СССР / В. Н. Малиновский. — М.: Наука, 1995.
• Epson MX-80: User Manual. — Epson Corporation, 1980.