原创铁杵怎样磨成针？

 2006-10-31 08:41  5739 9 6 分类: 处理器与DSP

《比尔·盖茨拿什么保存数据？》一文谈到，纸带(或卡片)既可以用于输入，也可以用于输出。但穿孔纸带存在的最大的问题是，数据是由“0”和“1”组成的二进制代码，这样的输出结果如密电码一般，晦涩难懂。于是，能够直接字符和数字的打印机便应运而生了。

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——撞击式打印机的发展历程

作者：安徽财经大学陈忠民 avantee@yeah.net

1 电传打字机：实现打字机与电脑的联姻

1946年第一台电子计算机ENIAC诞生时，它并不具有交互功能，因为那时候既没有键盘，也没有阴极射线管，对电脑进行编程和发布命令，都是通过使用开关和电缆实现的。虽然后来可以使用穿孔纸带向电脑内输入程序，但还是不能实现实时的交互。直到50年代末，才开始通过电传打字机实现人机交互，所以电传打字机在当时也称作控制台打字机。

电传打字机的历史可以追溯到1922年，美国Teletype公司制造出世界上第一台通用型电传打字机。后来AT&T公司收购了Teletype公司，并于1961年推出了具有自动发送和接收功能的电传打字机ASR33（图3）。

图1 ASR33型电传打字机（AT&T制造）

ASR33型电传打字机不仅能用作计算机的输入／输出设备，还可以用来构成分时系统。比尔·盖茨当年就是通过这种打字机接触到了电脑，因为当时他所就读的湖滨中学没有电脑，只有一台电传打字机，老师和学生都是使用这台电传打字机输入数据，通过电话线把需要处理的程序和数据一起发送给华盛顿大学的UNIVAC电脑，计算结束后又发回到这台电传打字机上，把运行结果打印出来。

图2 比尔和艾伦通过电传打字机使用电脑（1968年）

是谁发明了电传打字机？没人能够给出答案，因为其中凝聚了Royal E. House、David E. Hughes、Charles Krum和Emile Baudot等众多工程师的心血。电传打字机并非一台简单的设备，涉及到机械和电气、软件和硬件，还有通信问题。开发这样的设备，绝非一个人的能力所及。

电传打字机首开人机交互的先河，作出了历史性贡献。但是，万事有始也有终，大约从70年代中期开始，电传打字机渐渐地淡出电脑应用领域，取而代之的是键盘、打印机和CRT显示器这些功能单一的设备。

2 字符型打印机：撞击式打印技术进入战国时代

打印机的机械部分由打印头、色带、字车机构和走纸机构四个部分组成，其中打印头的技术含量最高，也是最能体现技术进步的部分。在打印机刚从电传打字机中独立出来的一个时期内，全都采用了字符型打印头。

实现字符型打印的技术可谓五花八门，其中轮式打印头和链式打印头均未获得推广，进入商品化生产的有IBM公司的球状字锤打印头（1961年）、惠普公司的鼓状活字打印头，以及NEC的杯形打印头等，但这些打印技术都存在打印速度慢的缺点，所以被菊轮式打印技术所取代。

图3 IBM 5218- A02菊轮式打印机

菊轮式打印技术的发明可以追溯到第二次世界大战之前，当时通用电气公司的一个工程师就发明了菊轮式打字机，并由Diablo公司生产出来，但未能进入批量生产。直到1970年施乐收购了Diablo公司，才开始了大规模的生产和销售。

图4 菊花状排列的字盘

菊轮式打印机的字盘外形有如盛开的菊花，花瓣的末梢预先刻有字模，当电磁铁驱动撞槌击打字盘时，就印出了一个字符。随后因磁场撤除，字符靠簧片弹性回到原位。与其他的字符型打印技术相比，菊轮式打印头依靠简洁的结构设计，获得了最快的打印速度。所以在1970年代，菊轮式打印机是最为流行的。

3 点阵式打印机：撞击式打印技术的终结者

字符型打印机的优点是能够打印出十分清晰的文字，但这种打印技术却存在着无法克服的缺点：靠步进电机的旋转来选择需要的字符，这会耽搁很长的时间，只能达到30个字符／秒的速度；打印头上只能设置很有限的字符，欲变换字体和字号，必须更换字盘；基本上不可能用于象形文字的打印，也无法实现图像信息的输出。在这样的背景之下，点阵打印的设想被提了出来。

用细金属针撞击带有油墨的色带在纸张上留下一个黑点，而若干个黑点可以构成字符和图像。这种思想在1971年开始被付诸实施，但直到1978年，点阵打印技术才有了突破性进展。这一年，EPSON推出TX-80型点阵打印机，其打印速度达到80个字符／秒，轻松地超越了字符型打印机。两年后，又推出改进型产品MX-80，售价400美元，而喷墨打印机的售价为1500美元左右，激光打印机的售价更高，因此MX-80成为PC用户的首选。MX-80推出时正值PC蓬勃兴起，可谓生逢其时，为EPSON带来滚滚的财富，也帮助EPSON在针打市场上确立了领导地位。1988年，EPSON针对中国市场开发的LQ-1600K，这款产品雄霸中国针打市场达15年之久，售出了300万台，创下了一个奇迹。