Прототип калькулятора - арифмометр - существовал уже более 300 лет назад. В наши дни сделать сложные математические расчеты можно с легкостью, бесшумно нажимая на клавиши того же калькулятора или компьютера, мобильного телефона, смартфона (на которых установлены соответствующие приложения). А раньше эта процедура занимала много времени и создавала много неудобств. Но все же появление первого счетного устройства позволило сэкономить на затратах умственного труда, а также подтолкнуло к дальнейшему прогрессу. Поэтому интересно узнать, кто придумал арифмометр и когда это произошло.
Это не помешало современникам ученого восхищаться ею, и Дидеро сделал длинное описание в своей Энциклопедии в следующем столетии. Машина Лейбница предвосхищает современные мехатрографические процессы. Цель этого упражнения не так много, чтобы достичь концепции универсального калькулятора, обратно к пионерам компьютера от девятнадцатого и двадцатого веков, чтобы освободить исследователей и особенно астрономы из раздражающих обязательства делать простые расчеты.
По словам Лейбница, «недостоин для ученых тратить время на рабский труд, который может быть передан кому-либо, если бы такие машины были использованы». Лейбнице приходится ждать двадцать один год, чтобы увидеть, как его машина готова. Принцип универсального автоматизма требует, чтобы он изобрел новый механизм, чрезвычайно деликатный для изготовления - барабан с неровными зубами. Он позволяет «поместить» число и выполнить его умножение или деление с повторными оборотами главного кривошипа.
Появление арифмометра
Кто придумал арифмометр первым? Этим человеком стал немецкий ученый Готфрид Лейбниц. Великий философ и математик сконструировал устройство, состоявшее из подвижной каретки и ступенчатого валика. Г. Лейбниц представил миру в 1673 году.
Его идеи перенял французский инженер Томас Ксавье. Он изобрел счетную машину для выполнения четырех действий арифметики. Установка чисел осуществлялась передвижением зубчатки по оси, пока в прорези не появятся нужные цифры, при этом каждому ступенчатому валику соответствовал один разряд чисел. Устройство приводилось в действие вращением ручного рычажка, который, в свою очередь, двигал шестерни и зубчатые валики, выдавая искомый результат. Это был первый арифмометр, запущенный в массовое производство.
Шикард рассказывает Кеплеру, как работает его «арифметическая машина». Основываясь на этом письме и сопровождающих его эскизах, а также на бумагах, найденных в статьях Кеплера. Все эти колеса вращаются в том же направлении, что требует контрольного колеса одинакового размера, закрепленный жестко к соседнему колесу на левой сторону, но не с этим правом. Это требует особого внимания.
Кодировка на каждом колесе считывается через отверстия платы посередине. Из той же работы Мишеля Риваля. Предыстория математических машин обычно выводится из абакусов - одного из простых устройств, используемых для подсчета древних вариантов - прототипа более поздних счетчиков. Однако следует предположить, что в древние времена и в средние века предпринимались попытки построить более совершенные механические расчетные устройства.
Модификации устройства
Англичанин Дж. Эдмондзон был тем, кто придумал арифмометр с круговым механизмом (каретка совершает действие по окружности). Это устройство было создано в 1889 году на базе аппарата Томаса Ксавье. Однако особенных изменений в конструкции приспособления не произошло, и этот аппарат оказался таким же громоздким и неудобным, как и его предшественники. Тем же грешили и последующие аналоги прибора.
Первые попытки реально автоматизировать расчеты, выше всех арифметических операций, которые связаны с именами людей, заслуживающих как шотландец Джон Напье - создатель термина «логарифм» и автор первых таблиц логарифмов, Блез Паскаль - французский философ, писатель, математик и физик, немецкий математик и философ - Готфрид Вильгельм Лейбниц. Нейпир изобрел специальные стержни, чтобы упростить процесс умножения, что требует добавления частичных продуктов друг к другу.
Паскаль также построил десятичную сумму. В суммах Паскаля цифры могут быть добавлены только к числу после цифры. Каждая цифра должна быть добавлена отдельно: для этого поверните регулировочное колесо подходящим металлическим стилусом. Часы-калькулятор Шикарда. Комбинер Паскала. Параллельный сумматор Лебница.
Хорошо известно, кто изобрел арифмометр с цифровой клавиатурой. Это был американец Ф. Болдуин. В 1911 году он представил счетное приспособление, в котором набор чисел производился по вертикальным разрядам, содержащим 9 знаков.
Производство в Европе таких счетных устройств наладил инженер Карл Линдстрем, создав более компактное по размерам и оригинальное по конструкции приспособление. Здесь ступенчатые валики уже располагались вертикально, а не горизонтально, и, помимо того, эти элементы были расставлены в шахматном порядке.
Лейбниц построил параллельный сумматор. В этом устройстве все цифры заданного числа добавляются одним поворотом кривошипа, что значительно облегчает вычисление кратных значений. Дальнейшая работа заставила Лейбница построить, среди прочего, выполнение четырех арифметических операций: примитивная арифметика.
Утонченная работа по вычислению полиномов высокого порядка привела к идее о преимуществах дифференциальной машины. С финансовой помощью британского правительства Бэббидж начал строить большую аналитическую машину, но он не закончил ее. Они были разработаны более скромно, но - благодаря этому - законченные дифференциальные математические машины других конструкторов, например.
На территории Советского Союза первый арифмометр был создан на заводе «Счетмаш» им. Дзержинского в Москве в 1935 году. Он назывался клавишной (КСМ). Их производство продолжалось до а затем было возобновлено в виде новых моделей полуавтоматических машин только в 1961 году.
В эти же годы были созданы и автоматические устройства, такие как «ВММ-2» и «Зоемтрон-214» , которые использовались в различных сферах, при этом работа характеризовалась большим шумом и неудобством, однако это было единственное приспособление на то время, помогающее справляться с большим объемом расчетов.
Одной из типичных проблем бухгалтерского учета 1940-х годов была подготовка баллистических столов для артиллерии. Монструм весил 30 тонн и занял 140 кВт. Среднее время отказа машины составляло около получаса. Начала работы Института математических машин.
Казимеж Куратовский, заведующий Национальным математическим институтом, принял решение о создании группы Математического аппарата в Институте. В стране, опустошенной войной, не было ни надлежащего оборудования, ни материалов, ни необходимого опыта в создании таких сложных устройств.
Это еще не была полезная машина - низкокачественные отечественные компоненты не обеспечивали необходимой надежности. Работа велась под руководством Леона Жукашевича, и главная цель заключалась в создании правильно функционирующей цифровой машины. Динамическое развитие Института математических машин.
Сейчас эти устройства считаются раритетом, их можно встретить только в качестве музейного экспоната или же в коллекции любителей старинной техники. Мы рассмотрели вопрос о том, кто придумал арифмометр, а также предоставили информацию об истории технического развития этого аппарата и надеемся, что эти сведения будут полезны для читателей.
В последнем случае среднее время доступа составляло 0, 5 мс. Стоит больше сказать об этой технике. В этот период также были созданы филиалы Института в Катовицах и Торуне. Институт математических машин после многих лет трансформации. Как следствие, также отсутствовала исследовательская работа. Центральный фонд научно-исследовательских работ был ликвидирован, из которого финансировалась большая часть работы Института. Началась глубокая реструктуризация Института. Из-за снижения спроса со стороны промышленности на развитие нового компьютерного оборудования были внесены организационные изменения и введены новые направления исследований и разработок, адаптированы к их потребностям.
| Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 6 классы | Материал для любознательных | Арифмометр
Материал
для любознательных
Арифмометр
Шло время, и потребности людей в обработке числовой информации возрастали. Первые идеи механизации вычислительного процесса появились в конце XV - начале XVI века. Об этом свидетельствует найденный в конце 60-х годов прошлого века эскиз суммирующего устройства, разработанный еще Леонардо да Винчи.
В XVII веке физики и астрономы столкнулись с необходимостью произведения сложных и громоздких вычислений. Им требовались машины, способные выполнять большой объем вычислений за малое время и с высокой точностью.
В 1642 году молодым французом Блезом Паскалем, ставшим в будущем знаменитым физиком и математиком, была создана и завоевала огромную популярность первая механическая счетная машина - арифмометр. Счетная машина Паскаля была похожа на маленькую шкатулку, на крышке которой, как на часах, были расположены циферблаты. На них и устанавливали числа. Для цифр разных разрядов были отведены различные зубчатые колеса. Каждое предыдущее колесо соединялось с последующим с помощью одного зубца. Этот зубец вступал в зацепление с очередным колесом только после того, как были пройдены все девять цифр данного разряда. Пусть, например, к шести прибавляется пять, тогда колесо единиц совершит в сумме 11 шагов; в положении «0», следующем после положения «9», сцепится с колесом десятков и повернет его на один зубец. В результате колеса покажут число 11.
За три века, прошедшие с момента создания первого арифмометра, было создано около четырехсот видов разнообразных механических счетчиков и счетных машин. Большинство из этих изобретений уже забыто. Но были и такие изобретения, которые явились важными событиями в истории вычислительных машин.
В 1677 году великий немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал свою счетную машину, позволявшую не только складывать и вычитать, но также умножать и делить многозначные числа. В своем арифмометре Лейбниц использовал вместо колес цилиндры. На цилиндры были нанесены цифры. Каждый цилиндр имел девять рядов выступов: один выступ - в первом ряду, два - во втором и так до девятого, содержащего девять выступов. Эти цилиндры были подвижными и устанавливались в определенные положения оператором.
Большой вклад в усовершенствование счетных машин внесли русские ученые и инженеры. Так арифмометр, созданный в 1874 году русским инженером Однером, успешно конкурировал с лучшими арифмометрами европейских фирм и нашел применение во всем мире. Его модификация «Феликс» выпускалась в нашей стране до 50-х годов XX века.
Арифмометры долгое время обладали серьезным недостатком: каждый результат вычислений вручную записывался на листке бумаги. Пора было позаботиться о том, чтобы счетная машина сама печатала на бумаге ответ, тем более что пишущая машинка уже была изобретена. И вот в 1889 году появилась первая счетная машина, снабженная печатающим устройством.
