Кто изобрел арифмометр реферат
Обновлено: 02.07.2024
Арифмометр, принцип работы, отличия простого арифмометра от арифмометра с электроприводом. Краткие характеристики некоторых арифмометров и принципы их использования. Арифмометры Феликс, Schubert AR, ВК-1, Facit CA1-13, Hamann-manus C, Hamann automat T.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.03.2010 |
| Размер файла | 42,9 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Арифмометр -- прадедушка калькуляторов. и не только. Можно с уверенностью сказать, что кассовые аппараты тоже их очень близкие родственники. Посмотрите на кассы начала XIX века. Это же самый обыкновенный арифмометр с ящичком для денег! Позднее к электрическому арифмометру добавили печатающий аппарат.
Чем отличается простой арифмометр от арифмометра с электроприводом?
Тем, что в первом арифмометре человек двигает консоль и поворачивает ручку, а во втором -- электродвигатель. Числами: числом на счётчике суммирования и числом, выставленным на рычажках.
Направление поворота ручки определяет действие, произведённое с числами. На арифмометре Феликс есть метка, указывающая значение направления. Этот принцип действует и на арифмометре ВК-1.
Чтобы сложить два числа выполните следующие действия:
Выставьте на рычажках первое слагаемое.
Поверните ручку от себя (по часовой стрелке).
При этом число на рычажках вводится в счётчик суммирования.
Выставьте на рычажках второе слагаемое.
Поверните ручку от себя.
При этом число на рычажках прибавится к числу в счётчике суммирования.
Результат сложения -- на счётчике суммирования.
Чтобы вычесть одно число из другого выполните следующие действия:
Выставьте на рычажках уменьшаемое.
Поверните ручку от себя.При этом число на рычажках вводится в счётчик суммирования.
Выставьте на рычажках вычитаемое.
Поверните ручку на себя.При этом число на рычажках вычитается из числа на счётчике суммирования.
Результат вычитания -- на счётчике суммирования.
Если при вычитании получается отрицательное число, в арифмометре звенит звоночек. Так как арифмометр не оперирует с отрицательными числами, надо “отменить” последнюю операцию: не изменяя положения рычажков и консоли, проверните ручку в обратном направлении.
Умножение на небольшое число
Выставьте на рычажках первый множитель.
Крутите ручку от себя, пока на счётчике прокруток не появится второй множитель.
Результат умножения -- на счётчике суммирования.
Умножение при помощи консоли
Умножать на большие числа можно и вышеописанным способом, но тогда придётся поворачивать ручку очень долго.
Есть более рациональный способ -- умножение при помощи консоли. Вспомним умножение столбиком: умножают на каждый разряд, записывая результаты со смещением. Смещение определяется тем, в каком разряде стоит второй множитель.
Для перемещения консоли используйте ручку спереди арифмометра (Феликс) или клавиши со стрелками (ВК-1, Rheinmetall).
Разберём пример: 1234 · 5678:
Переместите консоль влево до упора.
Выставьте на рычажках первый множитель (1234).
Крутите ручку от себя, пока на счётчике прокруток не появится первая цифра (справа) второго множителя (8).
Переместите консоль на один шаг вправо.
Аналогично проделывайте пункты 3 и 4 для остальных цифр (2-ой, 3-ей и 4-ой).
В итоге на счётчике прокруток должен быть второй множитель (5678).
Результат умножения -- на счётчике суммирования.
Рассмотрим случай деления 8765 на 432:
Выставьте на рычажках делимое (8765).
Переместите консоль на пятый разряд (на четыре шага вправо).
Отметьте конец целой части делимого металлическими “запятыми” на всех счётчиках (запятые должны стоять в столбик перед цифрой 5).
Поверните ручку от себя.
При этом делимое вводится в счётчик суммирования.
Сбросьте счётчик прокруток.
Выставьте на рычажках делитель (432).
Переместите консоль так, чтобы старший разряд делимого совместился со старшим разрядом делителя, т. е. на один шаг вправо.
Крутите ручку на себя, пока не получите отрицательное число (перебор).
Переместите консоль на один шаг влево.
Проделывайте пункты 8 и 9 до крайнего положения консоли.
Результат -- модуль числа на счётчике прокруток, целая и дробная части разделены запятой. Остаток -- на счётчике суммирования.
Распространённые модели арифмометров и работа на них.
Ниже даны краткие характеристики некоторых арифмометров и описаны принципы их использования. Описания сделаны исходя из того, что Вам известны основные принципы работы на арифмометре
рычажный арифмометр Однера без передачи десятков в счётчике оборотов
по 1978? ("Феликс М")
аналогичные модели выпускались с 1870-х по 1970-е годы.
11-15 рублей (110 рублей в 1956 г. [до деноминации :10])
видимо, несколько миллионов
Brunsviga (Германия, многие модели), Odhner (Швеция, многие модели), Thales (Германия, многие модели), Triumphator (Германия, многие модели), Walther (Германия, многие модели) и многие сотни малораспространённых моделей.
Советский арифмометр "Феликс" является, во-первых, самым распространённым в России арифмометром, во-вторых, он представляет собой типичный арифмометр Однера простейшей конструкции. Работа на нём мало отличается от работы на арифмометре "Curta":
Ручка привода (находится справа) всегда (кроме, разумеется, тех случаев, когда Вы его вращаете) должна находиться в крайнем нижнем положении - в этом положении она блокируется.
Числа вводятся перемещением рычагов вверх и вниз. Если рычаги заедает - проверьте правильность блокировки ручки и попробуйте прижать её влево.
Для того чтобы прибавить число, ручку следует оттянуть вправо и сделать один полный оборот "на себя", для того чтобы отнять - "от себя". Направление вращения ручки указано также на корпусе арифмометра.
Для того чтобы сдвинуть каретку на один шаг, следует нажать на выступающую из каретки ручку в нужном направлении. Для того чтобы передвинуть каретку на несколько разрядов, следует подтянуть ручку вверх, затем потянуть её в нужном направлении.
Для того чтобы очистить счётчик оборотов или результатов, следует сделать полный оборот левого (или, соответственно, правого) барашка. Барашки расположены в торцах каретки, поворачиваются "на себя", после полного оборота слышен щелчок. ВНИМАНИЕ: барашки всегда должны находиться в горизонтальном положении (в том, в котором они оказываются сразу после щелчка). В противном случае арифмометр будет работать некорректно и может выйти из строя. /Впрочем, большая часть "Феликсов" снабжены блокираторами - обычно есть блокиратор, предотвращающий перемещение каретки при неверном положении барашка, реже блокируется также вращение ручки./
Для того чтобы очистить установочный регистр, оттяните ручку, находящуюся на горизонтальном отгибе, левее и ниже установочных рычагов (примерно под буквой "К" слова "Феликс") и, не отпуская её, поверните ручку привода до упора "на себя".
Следует помнить, что у "Феликса" отсутствует механизм для передачи десятков в счётчике оборотов (то есть если Вы на счётчике оборотов наберёте '1'0'0', а потом сделаете оборот '-1', то получите не '9'9', а '1'0'-1').
Содержание работы
Содержимое работы - 1 файл
АРИФМОМЕТР.doc
Каждый раз, когда Вы переносите число, значение счётчика оборотов автоматически увеличивается (или уменьшается) на единицу в разряде, соответствующем положению каретки. Например, когда каретка в крайнем левом положении, единица прибавляется (вычитается) к крайнему правому разряду счётчика оборотов, если каретку сдвинуть на один разряд вправо, единица будет прибавляться (вычитаться) ко второму справа разряду и т.д..
На виртуальном арифмометре это также происходит автоматически, единица прибавляется или вычитается в зависимости от положения соответствующего рычага (центральный рисунок).
При работе на арифмометре всегда есть возможность очистить любой счётчик. Для очистки счётчика оборотов на виртуальном арифмометре следует навести указатель мыши на красную стрелку (на виде с торца, находится в положении "11 часов") и нажать на левую кнопку мыши.
Для очистки счётчика результатов на виртуальном арифмометре следует навести указатель мыши на красную стрелку (на виде с торца, находится в положении "10 часов") и нажать на левую кнопку мыши.
Установочный регистр на арифмометре Курта очищается вручную: для очистки на нём надо установить число 0.
Примечание: положения стрелок даны для исходного состояния арифмометра. После очистки каждого регистра их положение меняется, тогда нужная стрелка выбирается по аналогии с исходным положением.
При этом соответствующие изменения произойдут также на схеме.
Список используемых источников
1. Организация и техника механизации учёта; Б. Дроздов, Г. Евстигнеев, В. Исаков; 1952
2. Счётные машины; И. С. Евдокимов, Г. П. Евстигнеев, В. Н. Криушин; 1955
3. Вычислительные машины, В. Н. Рязанкин, Г. П. Евстигнеев, Н. Н. Тресвятский. Часть 1.
4. Каталог центрального бюро технической информации приборостроения и средств автоматизации; 1958
Примерно V - VI век до н.э.
Появление абака (Египет, Вавилон)
Примерно VI век н.э.
Появляются китайские счёты.
1623 г.
Первая счётная машина (Германия, Вильгельм Шиккард). Состоит из отдельных устройств — суммирующего, множительного и записывающего. Об этом устройстве почти ничего не было известно до 1957 года, поэтому существенного влияния на развитие счётного машиностроения оно не оказало.
1642 г.
Восьмиразрядная суммирующая машина Блеза Паскаля. В отличие от машины Шиккарда, машина Паскаля получила относительно широкую известность в Европе и до недавнего времени считалась первой счётной машиной в мире. Всего было выпущено несколько десятков машин.
1672 - 1694 гг.
Создан первый арифмометр (Готфрид Лейбниц, Германия). В 1672 году появилась двухразрядная, а в 1694 г. - двенадцатиразрядная машина. Изобретение Лейбница чрезвычайно важно с теоретической точки зрения (во-первых, он создал стандартную архитектура арифмометра, использовавшуюся вплоть до 1970-х годов; во-вторых, создал "валик Лейбница", на основе которого сделан арифмометр Томаса), однако практического распространения оно не получило, так как было слишком сложно и дорого для своего времени.
1820 г.
Первый серийный коммерческий арифмометр, то есть использовавшийся не для демонстрации научному сообществу, а для продажи и последующего применения на практике. (выпускался К. Ш. К. Томасом). В общем, этот арифмометр был сходен с арифмометром Лейбница, но имел ряд конструктивных отличий. Аналогичные машины выпускались до 1920-х, а сходная конструкция, снабжённая клавиатурой - до 1970-х годов.
Типичным примером рычажного арифмометра Томаса является представленный на сайте Bunzel-Delton.
1846 г.
Счислитель Куммера (Российская империя, Польша). Он сходен с машиной Слонимского (1842, Российская Империя), но компактнее. Был широко распространён во всём мире вплоть до 1970-х годов в качестве дешёвого карманного аналога счёт.
1873 - 1890 гг.
Арифмометр Однера (1873 - экспериментальная модель, 1890 - начало серийного производства). Арифмометры Однера практически без изменений выпускались вплоть до 1970-х (возможно, даже до 1980-х) годов.
Типичным арифмометром Однера является Феликс - самый распространенный советский арифмометр.
1876 - 1881 гг.
Арифмометр Чебышева (1876 - суммирующая машина, 1881 - множительно-делительная приставка). В арифмометре Чебышева впервые было реализовано автоматическое умножение методом последовательного сложения и перемещения каретки, а также высоконадёжный способ передачи десятков с помощью планетарного механизма. Однако этот арифмометр не получил практического распространения, так как был неудобен в использовании.
1885 г.
Burroughs (США, У. Бэрроуз) Первая двухпериодная суммирующая машина с полноклавишным вводом и печатающим устройством.
1887 г.
Comptometr (США, Дорра Фельт) - первая серийная однопериодная суммирующая полноклавишная машина. Комптометры с небольшими изменениями выпускались вплоть до 1960-х (1970-х ?) годов. Они были мало приспособлены для вычитания, умножения и деления, но сложение не очень длинных чисел на них производилось быстрее, чем на любых других машинах (включая, вероятно, и современные калькуляторы).
1893 г.
Millionaire (Миллионер) - первая (и, возможно, единственная) серийная множительная машина. Для умножения использовала пластины "таблицы умножения", умножение на любую цифру производилась одним поворотом ручки. Множительные машины выпускались до 1930-х годов, затем были вытеснены более удобными и универсальными (хотя и работающими медленнее) вычислительными автоматами.
1910 г. (по некоторым данным - 1905 год)
Mercedes-Euklid (Мерседес-Евклид), модель I, Германия - первый арифмометр с устройством переноса на принципе "пропорциональных реек". Машины на пропорциональных рейках отличаются надёжностью переноса, возможностью работы с высокой скоростью и низким уровнем шума при функционировании (в случае, если остальные устройства также работают тихо). Именно на этом принципе построены самые быстрые арифмометры - Marchant Silent Speed (Мерчент).
Одновременно Mercedes-Euklid (Мерседес-Евклид), модель I" является первым (или, по крайней мере, одним из первых) арифмометров с полуавтоматическим делением (машина способна автоматически вычислять текущую цифру частного).
1913 г.
Mercedes-Euklid (Мерседес-Евклид), модель IV, Германия - видимо, первый распространённый арифмометр с полноклавишной клавиатурой. Первый полноклавишный арифмометр выпустила Monroe (1911), но практически он поступил на рынок только в 1914.
MADAS (Аббревиатура: Multiplication, Automatic Division, Addition, and Subtraction) - первый арифмометр с полностью автоматическим делением. Возможно, он выпущен не в 1913, а в 1908 году.
1919 г.
Mercedes-Euklid (Мерседес-Евклид), модель VII, Германия - видимо, первый в мире вычислительный автомат.
1925 г.
Hamann Manus, мод. A (Гаманн Манус, Германия) - появление арифмометров на основе колеса с переключающей защелкой. Эти арифмометры были сложны, но масса вращающихся частей в них была невелика, поэтому они могли работать со сравнительно большой скоростью.
1932 г.
Facit T (Фацит Т, Швеция) - первый в мире арифмометр с десятиклавишной клавиатурой. Десятиклавишная клавиатура меньше полноклавишной, однако она сложнее конструктивно и медленнее работает. Впоследствии на основе модели Facit TK был выпущен распространённый советский арифмометр ВК-1.
1950-е гг.
Расцвет вычислительных автоматов и полуавтоматических арифмометров. Именно в это время выпущена большая часть моделей электрических вычислительных машин.
1962 - 1964 гг.
Появление первых электронных калькуляторов (1962 - опытная серия ANITA MK VII (Англия), к концу 1964 электронные калькуляторы выпускаются многими развитыми странами, в т.ч. в СССР (ВЕГА КЗСМ)). Начинается жестокая конкурентная борьба между электронными калькуляторами и мощнейшими вычислительными автоматами. Но на производстве маленьких и дешёвых арифмометров (в основном - неавтоматических и с ручным приводом) появление калькуляторов почти не сказалось.
1968 г.
Начато производство Contex-55 - вероятно, самой поздней модели арифмометров с высокой степенью автоматизации.
1969 г.
Пик производства арифмометров в СССР. Выпущено около 300 тысяч "Феликсов" и ВК-1.
1978 г.
Примерно в это время прекращён выпуск арифмометров "Феликс-М". Возможно, это был последний в мире выпускавшийся тип арифмометров.
1988 г.
Последняя достоверно известная дата выпуска механической вычислительной машины - кассового аппарата "Ока".
1995-2002
Механические кассовые аппараты (ККМ) "Ока" (модели 4400, 4401, 4600) исключены из государственного реестра РФ. Видимо, исчезла последняя область применения сложных механических вычислительных машин на территории России.
Арифмометр — механическая вычислительная машинка, на которой осуществляется сложение, умножение и вычитание за счет сдвига разрядов чисел. Арифмометр Однера является наиболее популярным и стал основой для последующих аналогичных механизмов.
Вильгольдт Теофилович Однер
Будущий великий математик и изобретатель родился в Швеции в 1845 году. Затем, спустя время, переехал в Россию, где жил и трудился в Санкт-Петербурге. Нужно отметить, что в те годы очень многие инженеры из Швеции приезжали в Россию, поскольку здесь можно было сделать успешную карьеру.
Из истории арифмометра
Справедливости ради стоит отметить, что не только Однер работал над изобретением арифмометра. Подобные счетные машинки пытались запатентовать Болдуин и Полени, но до конца эти изобретатели дело не довели.
Первый знаменитый арифмометр был произведен в 1877 году. А спустя 13 лет Однер и его партнер открыли небольшой заводик, где наладили выпуск механизма. Сейчас есть один экземпляр, который находится в политехническом музее. Больше с тех времен арифмометров не сохранилось.
Для создания своего успешного детища инженер Однер изучил опыт предыдущих изобретателей, в том числе Тома, который к тому моменту по своей системе выпустил несколько тысяч вычислительных машинок.
Конструкция счетной машины Однера уникальна и пользовалась успехом вплоть до начала 70 годов ХХ века. Основой всей конструкции являются колеса с девятью зубцами. Углы между ними взяты за разряд чисел. Один диск был неподвижен и имел выдвигающиеся борозды. Другой двигался и соприкасался своими плоскостями с неподвижным диском. При правильном введении изначальных цифр механизм не мог выдать ошибку.
Количество зубьев, которые выдвигались рычагом, строго соответствовало цифре, которая в итоге устанавливалась. Аппарат был всегда точен и давал единственно верный результат при условии правильного введения исходных данных.
- Небольшой размер, по площади занимал не больше семи дюймов.
- Легко ремонтировался и обладал прочностью, что сказалось положительно на популярности механизма.
- Прост в обращении, можно было легко обучиться и не требовалось точных знаний.
- Счетчик результатов был выше счетчика оборотов.
- На колесиках имеются цифры, которые виднелись в окошках для считывания.
- При сложении и умножении ручку полагалось вращать против часовой стрелки, а при вычитании и делении — по часовой.
С 1897 года на аппаратах стоит клеймо, которое указывает на принадлежность производству Однера. Инженер постоянно улучшает свою конструкцию и выпускает модели с большей разрядностью, увеличивает не только счетчик результатов до 13, а также и емкость каретки.
- Рычаг очистки счетчика оборотов находится слева.
- В правом нижнем углу механизма расположена ручка для перемещения каретки.
- Справа находятся окошки двух старших разрядов счетчика.
Но исходная модель постоянно улучшалась и развивалась, при этом становилась удобной в пользовании и современной.
Дальнейшее развитие арифмометра
В советское время устройство Однера под другими именами выпускалось и продавалось по всему миру. При этом механизм постоянно совершенствовали и улучшали, что позволило выпустить несколько прогрессивных для своего времени моделей. К таким относятся:
В работе представлен материал о создании арифмометра Чебышевым П.Л. и много исторического материала, связанного с изобретением арифмометров и др. чсетных машин. Можно использовать для внеклассной работы.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| arifmometr_chebysheva.zip | 498.53 КБ |
Предварительный просмотр:
Основная цель:
рассмотреть устройство арифмометра Чебышева П.Л.
сравнить особенности устройства арифмометра Чебышева с устройствами других арифмометров
От счета на пальцах к арифмометрам
В истории вычислительной техники можно условно выделить три этапа:
- домеханический;
- механический;
- электронно-вычислительный
Эти три периода включают всю эволюцию вычислений человечества, начиная от счета на пальцах и до вычислений на современных сверхмощных компьютерах. Начнем с домеханического периода: это самый продолжительный период, так как он имел место аж до 17 (!) века.
У многих народов количество пальцев (5, 10, 15 и 20), которыми пользовались при вычислениях, стали основанием соответственно для пятеричной, десятичной, пятнадцатиричной и двадцатиричной систем счисления. На смену пальцам пришли камешки (либо палочки), которые позднее помещались в контейнеры для удобства счета.
В V веке до н.э. в Греции и Египте получил распространение абак, что переводится с греческого как счетная доска. Вычисления на абаке проводились перемещением камешков по желобам на специальной доске.
Подобные вычислительные инструменты распространялись и развивались по всему миру. Например, китайский вариант абака назывался суан – пан:
Потомком абака можно назвать и русские счеты. В России они появились на рубеже XVI-XVII веков. А использовались они вплоть до 21 века. Лет 15 назад иностранцы приходили в восторг, когда видели у нас где-нибудь счеты. Ведь у них такого прибора для вычислений не было. В начальных классах в школах учили считать на счетах где-то до 1970 г.
Теперь от домеханического периода в истории вычислительной техники перейдем к механическому периоду.
В 1642 г. француз Блез Паскаль, в дальнейшем великий математик и физик, в возрасте 19-и лет создал первую счетную машину. Это было механическое устройство в виде ящичка, состоящее из многочисленных шестеренок, связанных одна с другой. Суммирующая машина Паскаля первоначально создавалась им для того, чтобы облегчить работу его отца – сборщика налогов, которому приходилось долго корпеть с утомительными расчетами по налогам.
Машина Паскаля работала по следующему принципу: при полном повороте колеса меньшего разряда механизм поворачивает колесо большего
разряда на единицу. Так же и на счетах: когда младший разряд косточек заполнен, тогда добавляется косточка к старшему разряду.
Принцип связанных колес, заложенный Паскалем, почти на 3 столетия стал основой для создания последующих модификаций вычислительных устройств.
Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгейм Лейбниц (Gottfried Wilhelm Leibniz, 01.07.1646 - 14.11.1716)
подвижную каретку, что позволило существенно увеличить скорость умножения. Управление этой машиной было предельно упрощено за счет использования рукоятки, при помощи которой вращались валы, и автоматического контроля количества сложений частных произведений во время умножения. В XVII веке, конечно же, не могло идти и речи о серийном производстве арифмометров Лейбница. Однако выпущено их было не столь уж и мало. Так, например, одна из моделей досталась Петру I. Русский царь распорядился математической машиной весьма своеобразно: подарил ее китайскому императору в дипломатических целях.
Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60-х годов ХХ века.
Для возможности сдвига множимого устройство было разделено на две части - подвижную и неподвижную. В неподвижной части размещался основной счетчик и ступенчатые валики устройства ввода множимого. Установочная часть устройства ввода множимого, вспомогательный счетчик и, главное, приводное колесо располагаются на подвижной части. Для сдвига восьмиразрядного множимого использовалось вспомогательное приводное колесо.
Так же для облегчения умножения и деления Лейбниц разработал вспомогательный счетчик, состоящий из трех частей.
Наружная часть вспомогательного счетчика - неподвижная. На ней нанесены числа от 0 до 9 для отсчета количества сложений множимого при произведении операции умножения. Между цифрами 0 и 9 расположен упор, предназначенный остановить вращение вспомогательного счетчика, когда штифт достигнет упора.
Средняя часть вспомогательного счетчика – подвижная, которая служит для отсчета количества сложений при умножении и вычитаний при делении. На ней имеется десять отверстий, напротив цифр внешней и внутренней частей счетчика, в которые вставляется штифт для ограничения вращения счетчика.
Внутренняя часть - неподвижная, которая служит для отчета количества вычитаний при выполнении операции деления. На ней нанесены цифры от 0 до 9 в обратном, относительно наружной части, порядке.
При полном повороте главного приводного колеса средняя часть вспомогательного счетчика поворачивается на одно деление. Если предварительно вставить штифт, например, в отверстие напротив цифры 4
внешней части вспомогательного счетчика, то после четырех оборотов главного приводного колеса этот штифт наткнется на неподвижный упор и остановит вращение главного приводного колеса.
При делении, сначала, в калькулятор Лейбница вводится делимое с помощью циферблатов, и один раз поворачивается главное приводное колесо по часовой стрелке. Затем, с помощью циферблатов вводится делитель, и главное приводное колесо начинает вращаться против часовой стрелки.
При этом результат деления – это количество оборотов главного приводного колеса, а в окошках отображения результатов индицировался остаток от деления.
Если делимое много больше делителя, то для ускорения деления используют сдвиг делителя на необходимое количество разрядов влево с помощью вспомогательного приводного колеса. При этом, во время подсчета количества оборотов главного приводного колеса, необходимо учитывать сдвиг (один оборот главного приводного колеса при сдвиге подвижной части калькулятора Лейбница на одну позицию влево приравнивается к десяти оборотам главного приводного колеса).
Несмотря на то, что о машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы, она не получила большого распространения из-за высокой себестоимости, сложности изготовления и ошибок, изредка возникающих при переносе разрядов переполнения. Но основные идеи - ступенчатый валик и сдвиг множителя, позволяющие работать с многоразрядными числами, оставили заметный след в истории развития вычислительной техники.
Идеи, изложенные Лейбницем, имели большое количество последователей.
Чебышёв Пафнутий Львович
Родился Пафнутий Львович Чебышёв 14 (26) мая 1821 года в сельце Окатове, Боровского уезда, Калужской губернии. Первоначальное образование и воспитание он получил дома; грамоте его обучала мать Аграфена Ивановна, а арифметике и французскому языку — двоюродная сестра Сухарева,
девушка весьма образованная и, по-видимому, сыгравшая значительную роль в воспитании будущего математика.
Общий вид арифмометра Чебышева с умножающей приставкой
Это изобретение - самое значительное изобретение П. Л. Чебышева, изготовленный им, как подтверждают последние исследования, в 1876 году (а не в 1878 году, как указывалось ранее во всех официальных источниках) арифмометр, наиболее совершенная машина этого рода в тот период.
Более чем на 10 лет опередила она аналогичные изобретения иностранных конструкторов. Первый арифмометр Чебышева, строго говоря, не может быть отнесен к классу арифмометров (приборов для выполнения четырех арифметических действий). Это 10-разрядная суммирующая машина с непрерывной передачей десятков. В машине с непрерывной (дискретной) передачей колесо высшего разряда продвигается сразу на одно деление, в то время как колесо низшего разряда переходит с 9 на 0. При непрерывной передаче десятков соседнее колесо (а вместе с ним и все остальные) постепенно поворачивается на одно деление, пока колесо младшего разряда совершает один оборот. Чебышев достигает этого применением планетарной передачи . Работа оператора при выполнении сложения на машине Чебышева была очень простой. С помощью десяти наборных колес поочередно вводились слагаемые, а результат считывался в окнах считки. На наборных колесах имеются специальные зубцы, с помощью которых поворачиваются колеса.
В корпусе машины - прорези, в которых видны эти зубцы, а рядом с прорезями написаны цифры (0. 9). При вычитании набирается уменьшаемое, а вычитаемое нужно набирать, вращая наборные колеса в обратную сторону. В целом машина приспособлена для сложения, и вычитание на ней неудобно. Следующими этапами работы Чебышева явились постройка новой модели
суммирующей машины и передача ее в 1878 г. в Парижский музей искусств и ремесел, а затем создание множительно-делительной приставки к суммирующей машине. Эта приставка также была передана в музей в Париже (1881 г.). Таким образом, арифмометр, хранящийся в этом музее,
состоит из двух устройств: суммирующего и множительно-делительного. Суммирующее устройство отличается от хранящейся в Ленинграде суммирующей машины несколькими несущественными усовершенствованиями, а также большим удобством в работе.
Ряд новых идей был воплощен и во множительно-делительном устройстве. Главная и наиболее плодотворная из них состояла в автоматическом переводе каретки из разряда в разряд. Кареткой, т. е. подвижной частью арифмометра, служила сама приставка. Для выполнения умножения и деления она устанавливалась на суммирующей машине, образуя с ней единый прибор. При выполнении умножения нужно было только вращать рукоятку арифмометра.
После умножения множимого на цифру одного разряда множителя арифмометр автоматически прекращает умножение и переводит каретку в следующий разряд. Затем счетный механизм снова включается, и начинается умножение на цифру второго разряда множителя. Количество оборотов рукоятки автоматически контролируется специальным счетчиком, который действует от установленного числа множителя. Этот же счетчик переключает процесс вычислений на передвижение каретки и обратно.
При оценке арифмометра Чебышева и его места в истории вычислительной техники необходимо четко различать два обстоятельства:
- новизну и плодотворность идей, заключенных в его конструкции,
- конкретное воплощение этих идей в изготовленных Чебышевым моделях (ленинградской и парижской).
Между тем в существующих оценках арифмометра Чебышева эти две стороны не разделяются и общепринятая оценка сводится к следующему:
Чебышеву удалось преодолеть недостатки существовавших в его время арифмометров и создать удобную для практического использования машину. В основе этого мнения, по-видимому, лежит авторитетное заключение Бооля В.Г., который высоко оценил арифмометр Чебышева, но, как ясно из контекста, его теоретическую основу, а не практическую реализацию. "Существование только одного экземпляра арифмометра Чебышева, недоступного для публики, - писал Бооль В.Г., - не дает возможности испытать машину на практике. "
К 70-м годам прошлого века были выработаны требования к работе арифмометров. С учетом этих требований арифмометр Чебышева следует признать малоудачной для практического использования машиной. Неудобства состояли в трудностях считывания результатов и выполнении операций вычитания, необходимости приложения значительных усилий при наборе чисел и т. д. Определенные трудности возникали и при пользовании множительно-делительной приставкой. Так, работа оператора при выполнении операции деления была настолько сложной,
что, по-видимому, проще было пользоваться карандашом и бумагой. При помощи этой приставки также никто не производил вычислений. Однако эти обстоятельства не следует смешивать с теоретическими основами конструкции. Чебышев и не ставил перед собой задачу создать наиболее
удобную для пользователя машину. Он пытался решить другую, более важную с научной точки зрения проблему: найти и экспериментально проверить новые принципы построения вычислительных машин . И с этой задачей он справился блестяще.
В чем же состояло новаторство Чебышева?
Для вычислительной техники принципиальное значение имели непрерывная передача десятков и автоматический переход каретки с разряда на разряд при умножении. Оба эти изобретения вошли в широкую практику в 30-е годы XX в. в связи с применением электропривода и распространением полуавтоматических и автоматических клавишных вычислительных машин.
Еще одним достоинством машины Чебышёва является "самостоятельность ее двух составных частей, с помощью которых производится вычислительный процесс".
Свое изобретение П. Л. Чебышев демонстрировал в 1878 году в Париже.
Устройство арифмометра Чебышева П.Л. было настолько удачным, что большинство современных счетчиков (электросчетчики, счетчики расхода воды, спидометры и т. д.) было создано по принципу арифмометра Чебышева.
Читайте также: