Сначала Лейбниц хотел лишь усовершенствовать прибор Паскаля, но, познакомившись с механизмом лучше, он понял, что должен создать нечто совершенно новое.
Сибирский университет потребительской кооперации
Люди научились пользоваться простыми измерительными приборами тысячи лет назад. Самой популярной оказалась необходимость определения количества предметов, используемых при обмене. Одним из самых простых решений было использование эквивалентного веса обмениваемого товара, что не требовало точного пересчета количества его компонентов. Для этого использовались простые весы, которые были одними из первых устройств для количественного определения массы.
Принцип эквивалентности также использовался в другом рудиментарном измерительном устройстве, известном многим, — абакусе или счетах. Количество предметов для подсчета соответствовало количеству движений суставов на этом инструменте.
Относительно сложным устройством для подсчета могут быть четки, используемые в практике многих религий. Верующий считал на зернах розария количество произнесенных молитв, и когда проходился полный круг розария, специальные счетные зерна с указанием количества пройденных кругов выносились на отдельный стебель.
Этапы развития вычислительной техники Домеханический этап
Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации и был основан на использовании частей тела,
Рисунок 1. суань-пань
особенно пальцы рук и ног. Счет с помощью пальцев уходит корнями в глубокую древность и в той или иной форме встречается у всех народов и сегодня. Конечно, подсчет был примитивным, а уровень абстракции очень низким. Понятие числа максимально конкретизировано, оно неотделимо от объекта (например, не «два», а «две рыбы», «две лошади» и т.д.). Диапазон измерений не широк. Можно выделить три типа таких счетных устройств. Искусственные устройства: Насечки на различных предметах, в Южной Америке распространены узоры веревочных узлов. Счет с помощью предметов, таких как камешки, палочки, гранулы и т.д. Часто этот тип измерения использовался в сочетании с подсчетом пальцев. Измерение с помощью предметов было предтечей абака, самого совершенного измерительного инструмента древности, который и сегодня имеет определенное значение (в виде русского абака, китайского суань-пань и т.д.). Абак — это измерительный инструмент, на котором обозначены позиции (столбцы или строки) для отдельных цифр чисел.
Механический этап
Рисунок 2: Леонардо да Винчи (1452-1519)
Оборудование для механической обработки данных — это оборудование, основанное на механических элементах, которое обеспечивает автоматическую передачу данных из нижней точки в верхнюю. Одна из первых вычислительных машин, а точнее «вычислительная машина», была изобретена Леонардо да Винчи (1452-1519) около 1500 года. Однако к его идеям никто не прислушался в течение почти четырех столетий. Чертеж этого устройства был найден только в 1967 году, и на его основе компания IBM восстановила полностью функциональную 13-разрядную суммирующую машину, работавшую по принципу 10-зубцовой.
За десять лет до этого исторические исследования в Германии обнаружили чертежи и описание вычислительной машины, построенной в 1623 году Вильгельмом Шикардом (1592-1636), профессором математики Тюбингенского университета. Это была «сложная» шестиразрядная машина, состоящая из трех блоков: блока сложения-вычитания, блока умножения и блока для записи промежуточных результатов. В то время как сумматор состоит из традиционных зубчатых колес с кулачками, обеспечивающими перенос на следующий разряд, умножитель сконструирован очень хитро. Здесь немецкий профессор использовал метод «решетки», при котором зубчатая «таблица умножения», прикрепленная к осям, используется для умножения каждой цифры первого фактора на каждую цифру второго фактора, а затем все эти частичные продукты складываются со сдвигом.
Рисунок 3. Блез Паскаль (1623-1662)
Эта модель выдержала испытание временем, что было продемонстрировано, когда она была вновь введена в Федеративной Республике Германия в 1957 году. Однако неизвестно, смог ли сам Шикард построить собственную вычислительную машину. В его переписке с астрономом Иоганном Кеплером (1571-1630) есть упоминания о том, что незаконченная модель была потеряна во время пожара в его лаборатории. Автор, умерший вскоре после этого от холеры, не успел сообщить о своем изобретении научному сообществу, и поэтому оно стало известно только в середине двадцатого века.
Блез Паскаль (1623-1662), первый, кто не только спроектировал, но и построил работающую вычислительную машину, как говорят, начал с нуля. Этот блестящий французский ученый, один из основателей теории вероятности, автор множества важных математических теорем, физик, открывший атмосферное давление и определивший массу земной атмосферы, и неординарный мыслитель, в повседневной жизни был любимым сыном президента Королевской торговой палаты. Чтобы помочь своему отцу, который тратил много времени и сил на подготовку финансовых отчетов, он в 1642 году, будучи девятнадцатилетним юношей, сконструировал машину, которая могла складывать и вычитать числа.
Первый прототип постоянно ломался, и через два года Паскаль построил более совершенную модель. Это была чисто экономическая машина: она имела шесть десятичных знаков и еще два: один делился на 20, а другой — на 12 частей, в соответствии с соотношением денежных единиц того времени (1 су = 1/20 ливра, 1 денье = 1/12 су). Каждому делению соответствовало колесо с определенным количеством зубцов.
За свою короткую жизнь Блез Паскаль, доживший всего до 39 лет, успел построить около пятидесяти вычислительных машин из самых разных материалов: Медь, дерево и слоновая кость. Ученый подарил одну из них канцлеру Сегье (Pier Seguier, 1588-1672), некоторые модели продал, а другие представил на лекциях о последних достижениях в математике. До наших дней сохранилось восемь экземпляров.
Что это такое
Карманный калькулятор — это механическая вычислительная машина, выполняющая основные математические функции, такие как вычитание, сложение, деление и умножение. Термин образован от греческих слов «arithmós» — «число» и «metr» — «считать».
Первое устройство такого рода было изобретено в девятнадцатом веке Вильгельмом Однером. Он был способен работать с большими числами и получать точные значения. Использование вычислительной машины требовало механического движения. Это означало поворот специальной ручки для получения данных.
Через некоторое время стало возможным усовершенствовать процедуру. В случае электрических устройств расчеты проводились автоматически или полуавтоматически.
Как выглядели первые арифмометры
Первое устройство, напоминающее вычислительную машину, было изобретено еще в пятнадцатом веке. В то время Леонардо да Винчи нарисовал планы такого устройства. Первое счетное устройство, так называемые счетные часы, появилось в 1623 году и было изобретено немецким ученым Вильгельмом Шикардом.
В 1956 году в одной из библиотек Штутгарта был найден чертеж, на котором было видно, что конструкция представляет собой механическую модель с 6 цифрами. Он был способен выполнять простые математические операции. «Часы» — так называли устройство, поскольку оно было оснащено шестеренками и зубчатыми колесами.
Машина Паскаля, изобретенная в 1642 году, стала важной вехой в развитии измерительных приборов. Паскалин» выглядел как коробка с шестеренками. На нем были нанесены цифры от 0 до 9. Цифры нужно было вводить при определенном количестве оборотов шестеренок. После полного цикла вращения остаток переносился на следующую цифру. В результате соседнее колесо было смещено на 1 пункт. Конструкция позволяла делать дополнения и другие манипуляции, но процесс был довольно сложным.
В 1673 году Лейбниц разработал конструкцию, которая позволяла выполнять не только сложение и вычитание, но также умножение и деление. Лейбниц потратил более 20 лет на совершенствование своего прибора. В итоге измерительный цилиндр был назван «колесом Лейбница». Он использовался до середины двадцатого века.
С помощью передвижной тележки вычислительная машина Лейбница смогла увеличить скорость умножения. При использовании маховика этот процесс можно значительно упростить. Производство конструкции было очень дорогим. По этой причине количество произведенных изделий было небольшим. Поэтому модель не получила широкого распространения.
Изобретение Томаса
Первая широко используемая вычислительная машина была разработана в первой половине девятнадцатого века. Автором считается Чарльз Томас. Именно этот исследователь, инженер и предприниматель разработал механическое счетное устройство. Он дал ему название «калькулятор».
Конструкция Томаса весила 15 килограммов и могла выполнять 4 арифметических действия. Благодаря технологии металлообработки калькуляторы можно было производить массово. С различными усовершенствованиями они выпускались до середины двадцатого века.
