1

Тема: Механические устройства счёта

Вступление

                                                       http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/Gears_animation.gif

          Время шло, шёл и прогресс. Совершались открытия, появлялись новые технологии, делались изобретения. Для вычислительной техники решающим событием стало изобретение зубчатых колёс. На их основе и были сделаны первые вычислительные машины, которые умели автоматически выполнять четыре арифметических действия. Официально эра механических машин длилась XVII – XIX века, но есть два любопытных исключения. Ну что, продолжаем повышать эрудицыю?

                                   http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Anim_engrenages_droits.gif/100px-Anim_engrenages_droits.gif                              http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/Anim_engrenages_helicoidaux.gif/100px-Anim_engrenages_helicoidaux.gif

2

Re: Механические устройства счёта

Антикитерский механизм

          Загадочный механизм был найден в 1902 году на месте крушения римского корабля возле острова Антикитера. Датируется приблизительно 87 годом до н. э. Однако более века это устройство оставалось тайной для историков. Несмотря на многократные попытки изучения, восстановить его полностью не удавалось никому. Так продолжалось до тех пор, пока в 2006 году древний аппарат не был исследован при помощи рентгеновской томографии.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/66/NAMA_Machine_d'Anticythère_1.jpg?uselang=ru

          Реконструкция Антикитерского устройства показала, что это был астрономический компьютер, вычисления на котором производились при помощи сложного механизма из 37 шестеренок. На внешней стороне прибора были расположены два диска, отвечавших за календарь и знаки Зодиака.
          На обратной стороне Антикитерского механизма также располагались два диска, которые помогали вычислить лунные фазы и предсказать солнечные затмения. Все устройство в целом было также своеобразным калькулятором, который мог производить операции сложения, вычитания и деления. В нём применялась дифференциальная передача. Ранее считалось, что она была изобретена не раньше XVI века.
          Но было у устройства еще одно назначение, о котором группа исследователей узнала только на днях. Детальное изучение результатов компьютерной томограммы объекта показало, что на корпусе Антикитерского механизма есть отметки, по которым можно вычислять еще один временной параметр – периоды проведения Олимпийских игр.

                                               http://informat444.narod.ru/museum/picture/ant_1.jpg

          Ученым также удалось завершить расшифровку символов на поверхности механизма. Группа последних, остававшихся непрочитанными знаков оказалась подписями с названием месяцев на греческом языке, а также наименованиями ряда крупных событий, связанных с религиозными обрядами и спортивными состязаниями.
          Сейчас Антикитерский механизм хранится в Национальном археологическом музее в Афинах.

3

Re: Механические устройства счёта

Счетная машина Леонардо да Винчи
1492 год

          Леонардо да Винчи (1452-1519) разработал чертеж счетной машины и описал его в своих дневниках, ныне известных, как двухтомник «Мадридский Кодекс» (Codex Madrid), найденный  американскими исследователями 13-го февраля 1967 года в национальной библиотеке Испании. Среди чертежей первого тома «Мадридского кодекса», почти полностью посвященного прикладной механике, ученые обнаружили эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами.

                                     http://informat444.narod.ru/museum/picture/leonardo_machine.jpg

          Основу счетной машины составляли стержни с двумя зубчатыми колесами, большое - с одной стороны и маленькое - с другой. Как видно из эскиза Леонардо да Винчи, эти стержни располагались так, чтобы маленькое колесо на одном стержне входило в сцепление с большим колесом на соседнем стержне. Таким образом десять оборотов первого стержня приводили к одному полному обороту второго стержня, а десять оборотов второго - к одному полному обороту третьего стержня и так далее. Вся система состояла из тринадцати стержней и приводилась в движение набором грузов.

                                        http://all-ht.ru/inf/history/img/01_03.gif

          В 1967 году доктор Роберто Гуателли, известный эксперт по Леонардо да Винчи, работающий по приглашению фирмы IBM с 1951 года над воссозданием машин великого мастера, исследуя эскизы счетной машины в «Мадридском кодексе», вспомнил, что видел подобный рисунок в "Атлантическом Кодексе".
          Изучив оба рисунка, доктор Гуателли создал в 1968 году копию счетной машины. Модель поддерживала постоянное отношение десяти к одному в каждом из его 13 цифровых колес. После полного оборота первой ручки, колесо единиц немного поворачивалось, чтобы отметить новую цифру в пределах от ноля до девяти.

4

Re: Механические устройства счёта

Кости Непера

          В 1614 году шотландский математик Джон Непер (John Naiper, 1550-1617) изобрел таблицы логарифмов. Принцип их заключается в том, что каждому числу соответствует специальное число - логарифм - показатель степени, в которую нужно возвести число (основание логарифма), чтобы получить заданное число. Таким способом можно выразить любое число. Логарифмы очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному свойству сложная операция умножения сводится к простой операции сложения. Для упрощения были составлены таблицы логарифмов, которые позже были как бы встроены в устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления, - логарифмическую линейку.

                         http://trinity.e-stile.ru/images/neperbaculi.jpg

          Непер предложил в 1617 году другой (не логарифмический) способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название костяшки Непера (Napier’s Bones), состоял из тонких пластин, или блоков. Каждая сторона блока несет числа, образующие математическую прогрессию. Манипуляции с блоками позволяют извлекать квадратные и кубические корни, а также умножать и делить большие числа.

                                                       http://stunik.ru/img/tk/image008_3.png

          Костяшкам Непера суждена была долгая жизнь. Они широко и долгое время использовались для вычислений в астрономии, артиллерии и других областях. Замечательный фильм 70-х годов об английском философе XVI века Томасе Море назывался «Человек на все времена», а вот если бы делался фильм о его соотечественнике, жившем спустя несколько десятилетий, то, возможно, его стоило бы назвать «Человек, опередивший время». Имя Джона Непера можно смело поставить в один ряд, например, с именами Галилео Галилея или Николая Коперника.

5

Re: Механические устройства счёта

Считающие часы

          «Считающие часы» немецкого математика Вильгельма Шиккарда были одним из первых образцов механических устройств счёта. В 1623 году он создал машину, которая стала официально первым автоматическим калькулятором, поскольку Антикитерский механизм был найден только в 1902 году, а Леонардо да Винчи свою счётную машину так и не создал.

                            http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Rechenmaschine_wilhelm_schickard.png?uselang=ru

          В письмах к Иоганну Кеплеру Шиккард описывал, как можно использовать его машину для расчета астрономических таблиц. Машина Шиккарда умела складывать и вычитать шестизначные числа, оповещая звонком о переполнении. Более сложные вычисления выполнялись с помощью набора костяшек Непера, установленных на корпусе механизма. В 1960 году была воссоздана работоспособная копия машины Шиккарда.

http://itgallery.ru/uploads/mod_article/5_Shikkard.jpg

6

Re: Механические устройства счёта

Вот так вот смотришь, читаешь и думаешь. Если уж в столь ранние (для нас) года были такие умы-изобретатели, что получается, раньше люди были умнее нынешнего человечества? Впрочем, и сейчас открытия и изобретения делают.

Вечная память Ивата Сатору - Президенту Nintendo Co., Ltd...
Мой канал "Видеопрохождения и летсплеи игр" - качественные прохождения консольных и компьютерных видеоигр.

7

Re: Механические устройства счёта

Ну раньше было что изобретать,куда стремится,не то что нынешнее племя

8

Re: Механические устройства счёта

Vavasia пишет:

Ну раньше было что изобретать,куда стремится,не то что нынешнее племя

Ну да. Уж по крайней мере точно не стремились к одним лишь деньгам.

Вечная память Ивата Сатору - Президенту Nintendo Co., Ltd...
Мой канал "Видеопрохождения и летсплеи игр" - качественные прохождения консольных и компьютерных видеоигр.

9

Re: Механические устройства счёта

Итак продолжу.
___________________________________________________________________________

Суммирующая машина Паскаля

          Гениальный француз Блез Паскаль, сын сборщика налогов, задумал построить вычислительное устройство, наблюдая бесконечные утомительные расчеты своего отца. В 1642 г., когда Паскалю было всего 19 лет, он начал работать над созданием суммирующей машины. Паскаль умер в возрасте 39 лет, но, несмотря на столь короткую жизнь, навечно вошел в историю как выдающийся математик, физик, писатель и философ. В его честь назван один из самых распространенных современных языков программирования.

http://900igr.net/datai/fizika/Istorija-robototekhniki/0008-012-Istorija-robototekhniki.jpg

          Суммирующая машина Паскаля, «паскалина», представляла собой механическое устройство - ящик с многочисленными шестеренками. Всего приблизительно за десятилетие он построил более 50 различных вариантов машины. При работе на «паскалине» складываемые числа вводились путем соответствуюшего поворота наборных колесиков. Каждое колесико с нанесенными на него делениями от 0 до 9 соответствовало одному десятичному разряду числа - единицам, десяткам, сотням и т. д. Избыток над 9 колесико «переносило», совершая полный оборот и продвигая соседнее слева «старшее» колесико на 1 вперед.

                         http://computerhistory.narod.ru/vichislit_prisposob_ustrojstva/pascalina.png

          Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колес — десятичных разрядов, позднее их число увеличилось до восьми. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колес было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность оперирования отрицательными числами. Основной недостаток «паскалины» состоял в неудобстве выполнения на ней всех операций, кроме простого сложения. Машина Паскаля позволяла выполнять и другие арифметические действия, кроме сложения, но требовала при этом применения неудобной процедуры повторных сложений.

                              http://istrasvvt.narod.ru/img/img/mash_paskal1.jpg

          Паскаль создал  первый запатентованный механический калькулятор, продал около 12 его вариантов  и что самое важное начал еру развития не только автоматически считающих устройств, а всей программируемой считающей техники…

10

Re: Механические устройства счёта

Как бы сказал мой дед
-Мудренная Прибамбасина!