«Открытые системы»

Сегодня принтеры в основном используют для печати документов и фотографий, а когда-то без них нельзя было написать и отладить программу

Во времена компьютеров первого и второго поколения роль принтеров была существенно иной, чем теперь. Экранов и клавиатуры не было, и распечатка оказывалась единственным способом для работы с текстами программ, для отладки и оценки результатов. Первоначально предпринимались попытки использовать уже существовавшие к тому времени разного рода электромеханические устройства; среди них были и телетайпы, заимствованные из телеграфии, и регистраторы, использовавшиеся в технике. Но большого успеха они не имели, поскольку не обладали достаточной надежностью и производительностью; требовались машины, способные печатать в непрерывном режиме сотни страниц. По уровню развития приборостроения оптимальным решением оказались построчные барабанные принтеры или, как их называли в СССР, алфавитно-цифровые печатающие устройства. Вплоть до 70-х годов они были монополистами, а затем появились термопечатающие и матричные принтеры, позже — лазерные и струйные.

Примером для всеобщего подражания оказался относительно компактный принтер IBM 1403, входивший в комплект компьютера IBM 1401, выпущенный в 1959 году

Первым прецедентом использования подобного устройства стало в 1953 году подключение к компьютеру Johniac специализированного цифрового принтера, построенного на основе табулятора IBM. А всего через пару месяцев Эрл Мастерсон и Преспер Эккерт разработали первый настоящий коммерческий скоростной принтер — UNIPRINTER, удачная конструкция которого стала прототипом для большинства печатающих устройств 60-70-х. UNIPRINTER поставлялся в комплекте с компьютером UNIVAC I. Он имел вращающийся барабан, собранный из 120 колец с нанесенными на них символами, и линейку из 120 ударных механизмов, которые били по красящей ленте в тот момент, когда под молоточком, снабженным соленоидом, проходил соответствующий символ. Скорость работы принтера составляла 600 строк в минуту — в несколько раз больше, чем у любого табулятора.

С UNIPRINTER началась эпоха массового использования бумажных лент с двусторонней перфорацией. Длина поставлявшейся в пачках ленты измерялась сотнями метров, а ширина варьировалась от 11 до 14 дюймов. О качестве печати говорить не приходилось, только самые дорогие и сложные устройства обеспечивали относительно ровное расположение символов, ну а шум они издавали такой, что размещать их в рабочих помещениях было невозможно.

Примером для всеобщего подражания оказался относительно компактный принтер IBM 1403, входивший в комплект компьютера IBM 1401, выпущенный в 1959 году. С тех пор радикальных улучшений в конструкцию барабанных принтеров не вносили, разве что в малых количествах выпускали экзотические цветные модели, имевшие четыре цветные красящие ленты — красную, желтую, синюю и черную. Чтобы получить смешанные цвета, бумажная лента возвращалась для второго прохода. Они были непрактичны: краски переносились с ленты на ленту, и качество печати страдало.

В СССР первое АЦПУ было построено в Пензе, в коллективе Бориса Рамеева, проектировавшем ЭВM «Урал». Начатые в 1959 году работы потребовали создания оригинальных схем управления работой печатающего узла и сложной механики. Устройство печати было успешно создано, и, пожалуй, барабанный построчный принтер был одним из тех немногих отечественных компонентов в компьютерах, которые ни в чем не уступали зарубежным аналогам.

Со временем барабанные принтеры почти полностью были заменены лазерными и матричными. В ограниченных количествах они используются и поныне в тех случаях, когда требуется массовая, дешевая и невысокого качества печать.

Как ни странно, но история лазерных принтеров началась гораздо раньше барабанных. Еще в 1938 году выпускник Калифорнийского технологического института Честер Карлсон разработал оригинальный процесс сухой печати, назвав его «электрографией». Он безуспешно предлагал свое изобретение многим известным компаниям, но ни одна из них не приняла всерьез изобретение, где отсутствовала красящая лента. Только в 1949 году Карлсон смог получить финансирование в малоизвестной компании Haloid Company. Он переименовал процесс в «ксерографию», что по-гречески означает «сухая печать», и дело пошло настолько успешно, что компания была переименована в Xerox, а слово «ксерокс» вошло во многие языки.

Дальнейшая история принтеров приводит в исследовательский центр Xerox Palo Alto Research Center (PARC). Кажется, нет ни одной новации 70-х, предшествовавшей появлению персональных компьютеров, которая не уходила бы корням в PARC. Здесь работал инженер Старкуезер; в 1970-1971 годах ему удалось объединить лазер с ксероксом, построив машину, которая получила название SLOT (Scanned Laser Output Terminal — «сканируемый лазером выводящий терминал»). В 1972 году Батлер Лэмпсон и Рональд Райдер добавили к ней цифровую систему управления и генератор символов. В комбинации получилось устройство EARS (Ethernet, Alto, Research character generator, Scanned laser output terminal); название отражает все: и то, что оно предназначено для работы в сети Ethernet, в которую были включены компьютеры Alto, и то, что в нем есть генератор символов, и то, что в качестве устройства вывода используется SLOT.

EARS стал основой для принтера Xerox 9700, представленного в 1978 году. Принтер, стоивший более 300 тыс. долл., и поныне остается одним из самых быстрых: скорость печати составляла 120 страниц в минуту. За первый год продажи достигли 1 млрд. долл. В 1975 году на этот рынок вышла IBM, а в 1983-м — Canon, которая предложила массовый лазерный принтер LBP-8/CX, способный составить конкуренцию матричным принтерам. Механизм LBP-8/CX нашел применение и в принтере LaserJet компании Hewlett-Packard, которая стала главным производителем принтеров благодаря простой по гениальности идее — сделать LaserJet совместимыми с IBM PC.

До появления дешевых лазерных принтеров широкое распространение получили принтеры матричные. Первый такой принтер, Type 26, был разработан в IBM в 1949 году Рейнолдом Джонсом. Но первым массовым производителем матричных принтеров стала компания Centronics; ее Model 101, способная печатать всего 165 символов в минуту, продавалась за 3 тыс. долл. Число иголок постепенно увеличивалось, и когда оно достигло 24, появилась возможность печатать с качеством Near Letter Quality или даже Letter Quality. С выходом на рынок компаний C.Itoh, NEC, Okidata и TEC цена на матричные модели стала стремительно падать, но у них появился серьезный конкурент.

Непреодолимыми недостатками матричных принтеров были шум, невысокое качество и низкая, за исключением специальных моделей, скорость печати, поэтому альтернативой им стали струйные принтеры. В 1976 году IBM выпустила принтер Model 6640, способный печатать с высоким качеством, используя технологии, основанные на пьезокристаллах. В конце 70-х появилось несколько оригинальных решений, улучшивших струйную технологию. Так, в Canon предложили метод распыления Bubble Jet, предусматривавший «выстреливание» каплями чернил путем специального подогрева. Этот метод получил развитие в HP ThinkJet; в созданном в 1984 году принтере впервые были применены одноразовые печатающие сопла.

Гэри Старкуезер получил степень бакалавра по физике в Университете штата Мичиган в 1960 году, а в 1966-м — степень магистра по оптике в Рочестерском университете. Более 40 лет он посвятил различным научным направлениям, так или иначе связанным с созданием изображений. Ему принадлежит 44 патента. С 1962 по 1964 год он работал в компании Bausch & Lomb, а в 1964 перешел в исследовательский центр Xerox Palo Alto Research Center, или PARC. Изобретение им лазерного принтера приходится на годы работы в PARC, несмотря на то, что, по словам изобретателя, ему пришлось немало потрудиться, чтобы получить добро на изучение идей, которые легли в основу этого незаменимого теперь устройства. С 1988 по 1997 годы он работал в компании Apple Computer на правах партнера, и занимался исследованиями и разработкой продуктов для поддержки печати и создания цветных изображений, а также в качестве консультанта — в студиях Lucasfilm и Pixar. Сейчас он работает в исследовательском центре Microsoft Research, где изучает вопросы обработки информации, а также занимается созданием новых дисплеев. Работа Старкуезера отмечена многочисленными премиями, в том числе премией имени Иоганна Гутенберга.

Батлер Лэмпсон родился в 1943 году. В 1964 году он получил степень бакалавра по физике в Гарвардском университете и в 1967 году — степень доктора философии в области электротехники и информатики в университете штата Калифорния в Беркли. В начале 60-х Лэмпсон принимал участие в работе над проектом GENIE в Беркли, а в 1965 году несколько участников этого проекта объединились для создания операционной системы, получившей название SDS 940. В 1970 году Лэмпсон вошел в число основателей Xerox PARC, где он возглавил лабораторию информатики. В 1970 году он опубликовал статью «Why Alto?», где впервые сформулировал основные принципы персональных компьютеров. Под его руководством в 1973 году был создан компьютер Xerox Alto с полноразмерным монитором и трехкнопочной мышью, который считается первым ПК. В PARC принимал участие в разработке многих революционных технологий, например, лазерных принтеров; Bravo, первой системы форматирования текстов, работавшей по принципу WYSIWYG; Ethernet, первой высокоскоростной локальной сети. В начале 80-х Лэмпсон перешел на работу в Microsoft Research, где он работает в настоящее время.

Честер Карлсон (1906 — 1968) работал с ранней юности, чтобы поддержать своих больных родителей, которые страдали туберкулезом. В 1930 году он получил степень бакалавра по физике в Калифорнийском технологическом институте и поступил на работу в Bell Telephone Laboratories в качестве инженера. Эта работа показалась ему нудной и однообразной, и он перешел в патентный отдел. В 1933 году в период Великой Депрессии Карлсон был уволен и занял место клерка у поверенного по патентам, а через год получил должность в электронной компании Mallory Company, где быстро поднялся по служебной лестнице до руководителя патентного отдела. В 1936 году он начал изучать право в Юридическом колледже Нью-Йорка, где получил степень бакалавра права в 1939 году. В 1937 году он подал заявку на свой первый патент и последующие 15 лет занимался определением основных законов электрофотографии, отмечая каждое свое достижение очередным патентом. Большинство из этих изобретений были сделаны на кухне у изобретателя. В 1938 году ему удалось напечатать слова «10.-22.-38 ASTORIA», используя принцип, на котором основаны современные принтеры. Однако только в 1949 году Карл?сону удалось получить финансирование в компании Haloid — впоследствии Xerox Corporation.