Re: Механические устройства счёта
Надо же,еще и священник
Re: Механические устройства счёта
Демонстратор Стэнхоупа
Лорд Чарльз Стэнхоуп (1753-1816), известный политический деятель и изобретатель. На его счету —способы получения стереотипных копий, изготовления линз для микроскопа, защита деревянных строений от пожаров, монохорд для настройки музыкальных инструментов, рецептура строительного раствора особой крепости, кроме этого - ручной печатный пресс, особую конструкцию шлюзов и металлическое перо для письма.
Он сотрудничал с Бенджамином Франклином по части улучшения конструкции громоотвода и написал трактат «Принципы электричества». Самым интересным его изобретением был пароход, который он придумал совершенно независимо от американца Фултона, получил на него патент и даже на собственные деньги построил действующий экземпляр водоизмещением 200 тонн. Однако не было в те времена в мире ничего более консервативного, чем английские государственные инстанции - идея Стэнхоупа была отклонена как «бесперспективная для флота Его Величества», и Фултон остался первым.
Но наиболее интересна логическая машина, поучившая название Stanhope Demonstrator, то есть «Демонстратор Стэнхоупа», для решения логических задач. Это была совершенно рациональная конструкция, но ее судьба оказалась не без странностей: хотя Стэнхоуп построил Демонстратор в самом начале XIX века, первая статья о нем датируется лишь 1875 годом.
Основой этой машины является двумерная матричная конструкция, а потому с ее помощью можно решать лишь простые логические и вероятностные задачи с двумя аргументами. Например, ей доступна известная задача из книги Я.И. Перельмана «Занимательная алгебра»: если 8 из 10 предметов имеют качество А, а 4 из тех же 10 предметов — качество B, то по меньшей мере два предмета имеют оба качества. Или же если вероятность события A = 0,5, а события В = 0,2, то условная вероятность равна 0,1.
В отличие от Паскаля, Лейбница и других изобретателей, которые иногда десятилетиями доводили до ума раз изобретенную конструкцию, Стэнхоуп построил, по меньшей мере, три разных конструкции счетных машин, в 1775, 1777 и 1780 гг. соответственно. Одна из них была только суммирующей, как у Паскаля, две других были настоящими арифмометрами, умевшими умножать и делить. Главным достижением нашего героя было разделение десятичного переноса на два этапа - на первом специальная звездочка, располагающаяся на отдельном валу переносов, входила в зацепление с колесом старшего разряда, но не поворачивала его. На втором нужно было двигать раму - при этом все вошедшие в зацепление звездочки особым механизмом поворачивали колеса, причем не одновременно, а последовательно, друг за другом. Так достигалась равномерность прилагаемого усилия в продолжение цикла работы и, следовательно, снималась технологическая проблема «накопления сопротивления». Такое разделение, несмотря на его относительную сложность, стало впоследствии общепринятым.
Re: Механические устройства счёта
Арифмометр Мюллера
Статья Гана в "Teutschen Mercur" побудила капитанинженера и строителя Иоганна Гельфрайха Мюллера (Johann Helfrich Müller) из Дармштадта в 1783 г. сконструировать свою счетную машину и заказать ее изготовление часовому мастеру в Гиссене.
14разрядную машину Мюллера отличали от машины Гана некоторые усовершенствования. Так, Мюллер заменил цифровые стержни, перемещавшиеся вверх и вниз по окружности машины, на вращающиеся диски с цифрами на боковой поверхности. Он также включил в механизм звоночек, подававший сигнал, если вычислитель допускал определенные ошибки (эту идею использовал позже в своей Аналитической машине «отец компьютера» Чарльз Бэббидж).
Мюллер, избранный за создание счетной машины членом-корреспондентом Королевского геттингенского общества, опубликовал в 1784 г. ее подробное описание в «Геттингенском журнале ремесел и искусств», не удержавшись от нападок на Гана. Он заявлял, что машина последнего работает с ошибками, хотя и признал, что использовал многие идеи скромного священнослужителя.
В апрельском номере «Teutschen Mercur» за 1785 г. Ган выступил с умелой защитой своей машины. Он писал, что считал звонок в мюллеровской машине простой игрушкой, поскольку ошибки, которые обнаруживались благодаря звонку, видны и в его, Гана, машине. Надо только пользоваться глазами, а не ушами. Ган приводил высказывания авторитетных свидетелей в пользу точности работы его машины. «Если она (машина Мюллера),- пишет Ган,- совершает то, на что способна моя, то это в достаточной степени свидетельствует о познаниях господина Мюллера в механике, хотя он и располагал лучшим руководством в виде описания моего изобретения, чем то, которое было у меня,- описанием машины господина Лейбница». И высказав предположение, что Мюллер мог получить соответствующие указания от его, Гана, рабочих или от ученых, имевших доступ к его машине, добавляет: «Это, однако, не умаляет того, что у него (Мюллера) имеются большие способности, и я не буду спорить с ним о преимуществах моей машины, поскольку это и мне принесет мало пользы».
- SeveN
- Форумчанин
- Неактивен
Re: Механические устройства счёта
Мне кажется, или Бизон самый опытный модератор? 
Респект тебе!
Re: Механические устройства счёта
Жаккардовый ткацкий станок
В 1801 году Жозе́ф Мари́ Жакка́р (иногда Жаккард; фр. Joseph Marie Jacquard) доработал изобретения своих предшественников. В основу легла идея Базиля Бушона: сохранение команд на отдельном носителе с возможностью замены и многократного использования. Картонные перфокарты Жана-Батиста Фалькона он заменил жестяными, что несомненно увеличило надёжность работы и срок эксплуатации. Но главное в его изобретении – он кардинально изменил сам станок.
Для понимания революционной новизны изобретения необходимо в общих чертах представлять принцип работы ткацкого станка. Если рассмотреть ткань, можно увидеть, что она состоит из плотно переплетенных продольных и поперечных нитей. В процессе изготовления продольные нити (основа) протягиваются вдоль станка; половина из них через одну крепятся к рамке-«ремизке», другая половина– к другой такой же рамке. Эти две рамки перемещаются вверх-вниз друг относительно друг друга, разводя нити основы, и в образовавшийся зев туда-сюда снует челнок, тянущий поперечную нить (утЧк). В результате получается простейшее полотно с нитями, переплетенными через одну. Рамок-ремизок может быть больше двух, и двигаться они могут в сложной последовательности, поднимая или опуская нити группами, отчего на поверхности ткани образуется узор. Но количество рамок все равно невелико, редко когда бывает больше 32, поэтому узор получается простым, регулярно повторяющимся.
На жаккардовом станке рамок нет вообще. Каждая нить может перемещаться отдельно от других с помощью цепляющего ее стержня с кольцом. Поэтому на полотне можно выткать узор любой степени сложности, даже картину. Последовательность движения нитей задается с помощью длинной зацикленной ленты перфокарт, каждая карта соответствует одному проходу челнока. Карта прижимается к «считывающим» проволочным щупам, часть из них уходит в отверстия и остается неподвижной, остальные утапливаются картой вниз. Щупы связаны со стержнями, управляющими движением нитей.
Сложноузорчатые холсты умели ткать и до Жаккара, но это было по силам только лучшим мастерам, и работа была адская. Внутрь станка забирался работник-дергальщик и по команде мастера вручную поднимал или опускал отдельные нити основы, количество которых иногда исчислялось сотнями. Процесс был очень медленным, требовал постоянно сосредоточенного внимания, и неизбежно случались ошибки. Кроме того, переоснащение станка с одного сложноузорчатого холста на другую работу растягивалось иногда на многие дни. Станок Жаккара делал работу быстро, без ошибок – и сам. Единственным трудным делом теперь было набивать перфокарты. На производство одного комплекта уходили недели, зато однажды изготовленные карты могли использоваться снова и снова.
Re: Механические устройства счёта
Арифмометр Томаса
(1820 год)
К началу ХIХ в. с развитием промышленности и торговли, расширением финансовых операций все острее ощущалась потребность в быстрых и точных расчетах. Единичные авторские машины не могли удовлетворить всевозрастающий спрос на вычислительную технику. Первый шаг в направлении создания и развития серийного счетного машиностроения сделал талантливый французский инженер и предприниматель из небольшого городка Кольмар в Эльзасе Карл Ксавье Томас (1785-1870) - основатель и руководитель двух парижских страховых обществ «Феникс» и «Солейль» (Солнце). Желая улучшить свое финансовое положение, он решил сократить количество служащих, а горы страховых расчетов переложить на счетную машину.
В 1818 г. К. Томас, воспользовавшись идеями знаменитого немецкого ученого Готфрида Лейбница, изобрел счетную машину для выполнения четырех арифметических действий и назвал ее арифмометром (от греч. αριθμός — «число», «счёт» и греч. μέτρον — «мера», «измеритель»).
Основу конструкции арифмометра К. Томаса составили ступенчатые валики Г. Лейбница. Одному разряду соответствовал один ступенчатый валик. Против каждого валика находилась установочная зубчатка, которая могла двигаться вдоль четырехгранной оси с помощью ползуна, заканчивающегося на лицевой панели кнопкой. При установке чисел кнопка свободно передвигалась по прорезям-разрядам, тем самым передвигая установочную зубчатку по оси до ее совпадения с нужной цифрой. Вращая с помощью рукоятки ступенчатые валики, зубчатка входит в зацепление с соответствующим числом ступенек на валике и поворачивает его на тот или иной угол. На осях находятся промежуточные шестерни, которые передают это вращение цифровому колесу счетчика. Кроме ступенчатых валиков К. Томас применил в своей машине еще одну идею Г. Лейбница: подвижную каретку, которая позволяла умножать и делить числа методом многократного поразрядного сложения или вычитания.
Схема арифмометра К. Томаса
1 — ступенчатый валик
2 — счетная шестеренка
3 — квадратная ось
4 — шкала
5 — цифровой диск
6 — установочная вилка
7 — ведущий вал
8 — коническая передача
9 — муфта переключения
На протяжении многих лет конструкция арифмометра К. Томаса привлекала ученых, инженеров, механиков. Появилось несколько модификаций, получивших название "томас-машин", в которых основная идея изобретателя оставалась неизменной. В 1870-е гг. в Германии получила известность "томас-машина" Бургардта, в которой использовался звонок при некорректных операциях, в частности при вычитании большего числа из меньшего.
До 1886 года (появление арифмометров "системы В. Т. Однеръ") такая конструкция была практически единственной на рынке вычислительных машин. Однако арифмометры Томаса не смогли конкурировать с арифмометрами Однера и исчезли уже к началу 1920-х годов.
Re: Механические устройства счёта
Разностная машина Чарльза Бэббиджа
(1822 год)
В начале XIX века логарифмические таблицы содержали множество ошибок. Решая проблему их исправления, Бэббидж пришел к выводу о необходимости создания машины для автоматических расчетов. Разностная машина Чарльза Бэббиджа предназначалась для автоматизации вычислений путем аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей.
В 1822 году Бэббидж опубликовал статью с описанием вычислительной машины и приступил к ее созданию. В основу машины был положен математический метод аппроксимации функций полиномами и вычислением конечных разностей. Поэтому машина Бэббиджа получила название разностной, она должна была вычислять значения полиномов до шестой степени с точностью до восемнадцатого знака.
В 1822 году Бэббиджем была построена модель разностной машины, состоящая из валиков и шестерней, вращаемых вручную при помощи рычага. В 1823 году правительство Великобритании предоставило Бэббиджу субсидию для дальнейших работ. Общая сумма субсидий, полученных Бэббиджем, составила 17 тысяч фунтов стерлингов.
Разностная машина Бэббиджа (реконструкция по чертежам и сохранившимся узлам)
Начиная постройку машины, Бэббидж не представлял всех предстоящих трудностей и спустя девять лет вынужден был приостановить работу. Однако часть машины могла функционировать и производила вычисления с большей точностью, чем ожидалось.
Конструкция разностной машины основывалась на десятичной системе. Когда финансирование разностной машины прекратилось, Бэббидж занялся проектированием более общей аналитической машины, затем снова вернулся к первоначальной разработке. Новый проект, над которым он работал между 1847 и 1849 годами, назывался Разностной машиной номер 2 (Difference Engine No. 2).
В 1989-1991 годах к двухсотлетию со дня рождения Чарльза Бэббиджа на основе его работ в Лондонском музее науки была собрана работающая копия Разностной машины номер 2. В 2000 году в том же музее был собран принтер, сконструированный Бэббиджем для своей машины. Эти эксперименты подвели черту под дебатами о работоспособности конструкций Чарльза Бэббиджа.
Re: Механические устройства счёта
Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа
1833 Г. Бэббидж уже был готов отказаться от своих планов, связанных с Разностной машиной. Это и не удивительно, если принять во внимание сложности его жизни. Однако, продолжая размышлять на ту же тему, он пришел к идее создания еще более мощной машины. Аналитическая машина Бэббиджа в отличие от своей предшественницы должна была не просто решать математические задачи одного определенного типа, а выполнять разнообразные вычислительные операции в соответствии с инструкциями, задаваемыми оператором. По замыслу это была «машина самого универсального характера» - в действительности, не что иное, как первый универсальный программируемый компьютер. С 1834 года Бэббидж начал проектировать аналитическую машину.
Аналитическая машина должна была иметь такие компоненты, как «мельница» и «склад» (по современной терминологии –АЛУ и ОЗУ), состоящие из механических рычажков и шестеренок. Память машины вмещала до 100 сорокаразрядных чисел. Эти числа должны были храниться в памяти, пока до них не дойдет очередь в арифметическом устройстве. Результаты операции либо отправлялись в память, чтобы также ждать своей очереди, либо распечатывались. Инструкции и команды, вводились в Аналитическую машину с помощью перфокарт.
«Можно с полным основанием сказать, Аналитическая машина точно так же плетет алгебраические узоры, как ткацкий станок Жаккарда воспроизводит цветы и листья», - писала графиня Лавлейс, одна из немногих, кто понимал, как работает машина и каковы потенциальные области ее применения.
Графиня Лавлейс помогла Бэббиджу прояснять его собственные идеи, воодушевляла его, глубоко интересуясь его работой и заражая своим энтузиазмом. Но даже ее литературного дара и обаяния оказалось недостаточно, чтобы решить главную проблему на пути создания Аналитической машины. Если Разностная машина имела сомнительные шансы на успех, то Аналитическая машина и вовсе выглядела нереалистичной. Ее просто невозможно было построить и запустить в работу. В своем окончательном виде машина должна была быть не меньше железнодорожного локомотива. Ее внутренняя конструкция представляла собой беспорядочное нагромождение стальных, медных и деревянных деталей, часовых механизмов, приводимых в действие паровым двигателем. Малейшая нестабильность какой-нибудь крошечной детали приводила бы к стократно усиленным нарушениям в других частях, и тогда вся машина пришла бы в бешенство.
Аналитическая машина так и не была построена. Все, что дошло от нее до наших дней, - это ворох чертежей и рисунков, а также небольшая часть арифметического устройства и печатающее устройство, сконструированное сыном Бэббиджа.
Re: Механические устройства счёта
Кто написал первую компьютерную программу?
Все-таки программирование – наука прикладная, а «прикладывается» она к вычислительной технике. Поэтому и первую программу можно было написать только к первому компьютеру. А первым в мире компьютером считается «Аналитическая машина» Чарлза Бэббиджа, задуманная им еще в 1833 году. Чарлзу так и не удалось построить такую машину в реальности, в основном из-за недостаточных технических возможностей, но первая программа к ней все же была написана.
А случилось это так: Бэббидж попросил Аду Августу Лавлейс, дочь известного английского поэта лорда Байрона, перевести его труд на английский язык. В процессе перевода Ада, будучи склонна к математике, добавила свои замечания и пояснения, так что в конце концов ее работа по объему превышала первоисточник в два с половиной раза.
Ада вводит такие понятия, как цикл, рабочая переменная, хранилище (память), «мельница» (процессор), а также написала три программы: решение системы линейных уравнений, вычисление значений тригонометрической функции и вычисление чисел Бернулли.
В 1978 году в Дубне на вычислительной машине БЭСМ-6 был произведен эксперимент – программа Ады была закодирована на Фортране. При отладке была найдена всего одна ошибка и одна опечатка, кроме того, ее программа требовала минимального количества перфокарт, обеспечивая экономию памяти!
Ада Лавлейс умерла в 36 лет, как и ее отец, и была похоронена в фамильном склепе рядом с ним. Ее работы были на какое-то время забыты, однако с началом развития компьютеров и компьютерного обеспечения ее имя всплыло из небытия. В 1980 в США был разработан язык программирования АДА, названный в честь графини Лавлейс, первой программистки в мире, а день ее рождения, 10 декабря, отмечается во всем мире как День программистов.