Первая счетная машина появилась лишь в 1642г кто ее изобрел

Суммирующая машина Паскаля

Суммирующая машина Паскаля — арифметическая машина, изобретённая французским учёным Блезом Паскалем.

История

Француз Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в 1642 году в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и часто выполнял долгие и утомительные расчёты.

Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждое из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду числа, были нанесены деления от 0 до 9. При вводе числа, колесики прокручивались до соответствующей цифры. Совершив полный оборот, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами. Тем не менее, машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений. Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением.

Несмотря на преимущества автоматических вычислений использование десятичной машины для финансовых расчётов в рамках действовавшей в то время во Франции денежной системы было затруднительным. Расчёты велись в ливрах, су и денье. В ливре насчитывалось 20 су, в су — 12 денье. Использование десятичной системы в не десятичных финансовых расчётах усложняло и без того нелёгкий процесс вычислений.

Тем не менее, примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг, машина не принесла богатства своему создателю. Сложность и высокая стоимость машины в сочетании с небольшими вычислительными способностями служили препятствием её широкому распространению. Тем не менее, заложенный в основу «Паскалины» принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой для большинства создаваемых вычислительных устройств.

Машина Паскаля стала вторым реально работающим вычислительным устройством после Считающих часов Вильгельма Шикарда (нем. Wilhelm Schickard ), созданных в 1623 году.

Переход Франции в 1799 году на метрическую систему коснулся также её денежной системы, которая стала, наконец, десятичной. Однако, практически до начала 19-го столетия создание и использование считающих машин оставалось невыгодным. Лишь в 1820 году Шарль Ксавье Тома де Кольмар запатентовал первый механический калькулятор, ставший коммерчески успешным.

Источник

ЭВМ: ЧТО? ГДЕ? КОГДА? | Суммирующая машина Паскаля

Паскалина (суммирующая машина Паскаля) — механическая счётная машина, изобретённая гениальный французским учёным Блезом Паскалем (1623—1662) в 1642 году.

Паскаль стал первым изобретателем механических счётных машин. Блез начал работу над машиной в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и часто выполнял долгие и утомительные расчёты.

Для своего времени Паскалина имела, конечно, довольно футуристический вид: механический «ящичек» с кучей шестерёнок. За десять лет Паскалю удалось собрать более 50 различных вариантов устройства. Складываемые числа вводились в машину при помощи поворотов наборных колёсиков, на каждое из которых были нанесены деления от 0 до 9, т.к. одно колёсико соответствовало одному десятичному разряду числа. Тем самым, чтобы ввести число, колесики прокручивались до соответствующей цифры. При совершении полного оборота, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая рядом расположенное колесо на 1 позицию.

Первые экземпляры машины Паскаля имели пять зубчатых колёс, спустя время их число увеличилось до шести, а ещё чуть позже до восьми, что позволяло работать с многоразрядными числами, вплоть до 9 999 999. Ответ арифметических операций был виден в верхней части металлического корпуса устройства. Вращение колёс было возможно только в одном направлении, тем самым, исключая возможность работать с отрицательными числами. Примечательно, что машина Паскаля умела выполнять как сложение, так и другие операции, однако требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений. Вычитание выполнялось дополнениями до девятки, которые в качестве помощи считавшему появлялись в окошке, расположенном над выставленным оригинальным значением.

Преимущества автоматических вычислений никак не изменили ситуацию, т.к. использование десятичной машины для финансовых расчётов в рамках действовавшей во Франции до 1799 года денежной системы было занятием не из простых. Расчёты проводились в ливрах, су и денье. В «ливре» насчитывалось 20 «су», в то время как в «су» — 12 «денье». Похожая система была и в Великобритании. В результате использование десятичной системы счисления в недесятичных финансовых расчётах усложняло и без того трудный процесс вычислений.

Несмотря на вызываемый Паскалиной огромный восторг, машина не озолотила своего создателя. Техническая сложность и высокая стоимость машины в сочетании с небольшими даже для тех лет вычислительными способностями служили серьёзным барьером для её широкого распространения. И всё же, Машина Паскаля заслуженно вошла в историю, ведь заложенный в её основу принцип связанных колёс почти на 300 лет стал основой для большинства создаваемых вычислительных машин.

ЭВМ: ЧТО? ГДЕ? КОГДА? | Суммирующая машина Паскаля

Источник

Счетная суммирующая машина Блеза Паскаля – это изобретение, удивившее современников, но так и не нашедшее свой круг клиентов. Механизм, в основе имеющий зубчатые колесики, считается одним из прародителей калькулятора.

«Паскалина»: история возникновения

Создание одной из самых ранних моделей суммирующих машин принадлежит французскому физику и математику Блезу Паскалю. Отец Паскаля был сборщиком налогов, поэтому уже в 19 лет будущий ученый видел, как производятся разные счетные операции. Уже в этот период создаются первые чертежи «Паскалины». Всего на окончательную разработку аппарата ушло 5 лет.

В теории механизм Паскаля был достаточно прост в применении, но из-за слабого развития технической стороны осуществление плана ученого стало сложной задачей, для которой пришлось преодолеть множество трудностей.

Блез хотел, чтобы его суммирующая машина упростила произведение любых сложных расчетов, как человеку образованному, так и тому, кто мало что понимал в арифметике. Паскаль затронул важную проблему, касающуюся не только его семьи, а и развития науки ХVII века.

На протяжении 10 лет исследователь создал более 50 счетных машин, однако лишь малую долю своих изобретений он смог продать. Один из первых готовых аппаратов Паскаль отдал канцлеру Сергье как благодарность за его помощь в научной деятельности молодого Блеза.

Что такое счетная машина Блеза Паскаля?

Использование оборотов колеса для процесса сложения не был новшеством в научной деятельности Паскаля, так как эту идею озвучил еще в 1623 году Вильгельм Шиккард. А действительно изобретением Блеза считается перенос остатка в следующий разряд при полном вращении шестеренки.

В первых «паскалинах» было по пять зубчатых колесиков, а уже с дальнейшей модернизацией технологии в механизме их число доходило до восьми штук, что позволяло работать с большими числами (до 9999999).

Этот механизм активно использовался в разных технических приборах до ХХ века. Его преимуществом было умение автоматического складывания многозначных чисел самим прибором.

Исследователи истории возникновения счетных механизмов считают, что Паскаль создал свою суммирующую машину практически с нуля, так как не был ознакомлен с проектом Шиккарда.

Прибор удивил современную науку, однако из-за высокой стоимости и сложности в эксплуатации так и не смог обрести свою аудиторию. Все же изобретение Паскаля внесло огромный вклад в историю развития вычислительной техники.

Источник

Паскалин

Резюме

Предшественники счетной машины

Счеты

Аналоговые калькуляторы, ПЛК, шагомеры

Все редукторные машины, предшествующие Паскалину, являются предшественниками вычислительной машины. Они относятся к категории механических аналоговых компьютеров, которые реагируют на повторяющееся и непрерывное действие стимулятора, такое как поворот рукоятки или опускание груза. Как только исходные данные вводятся в эти машины, они изменяются только продолжающимся действием их стимуляторов. Такая машина всегда дает одинаковый результат при одинаковых условиях запуска. Некоторые автоматы также были предшественниками вычислительной машины.

Леонардо да Винчи нарисовал одометр до 1519 года.

Исторический

Разработка

Паскаль решил построить вычислительную машину, чтобы помочь своему отцу, работа которого требовала большого количества вычислений, но которые в то время выполнялись (человеческими) калькуляторами с помощью жетонов или ручки. Бухгалтерские расчеты того времени осложнялись тем, что денежная система не была десятичной, так как в ней было 20 солей в фунте и 12 денье в золе. То же самое было для расчета длины и веса.

Он начал свою разработку в 1642 году и экспериментировал примерно с 50 прототипами, прежде чем остановился на конструкции первой машины, которую он представил в 1645 году; вот как он описал свои усилия:

«Кроме того, если вы иногда упражняли свой ум в изобретении машин, мне не составит большого труда убедить вас, что форма инструмента в том состоянии, в котором он находится сейчас, не является первым результатом воображения, которое У меня была такая тема: я начал выполнение своего проекта с машины, сильно отличающейся от этой, и по своему материалу, и по форме, которая (хотя и могла удовлетворить многих), однако, не принесла мне полного удовлетворения; Это означало, что, исправляя его понемногу, я незаметно сделал вторую, в которой все еще сталкивались с неудобствами, которые я не мог перенести, чтобы обеспечить лекарство, я составил третью, которая работает на пружинах и очень проста по своей конструкции. Это тот, который, как я уже сказал, я использовал несколько раз на виду и знании бесконечного числа людей, и который все еще может служить как никогда. Однако, постоянно совершенствуя его, я находил причины для его изменения и, наконец, осознавая во всех них либо трудность действия, либо резкость движений, либо склонность слишком легко поддаваться влиянию времени или транспорта, я принял терпение сделать более пятидесяти моделей, все разные, одни из дерева, другие из слоновой кости и черного дерева, а другие из меди, прежде чем я пришел к завершению машины, которую я сейчас показываю; который, хотя и состоит из стольких разных мелких частей, как вы можете видеть, тем не менее настолько прочен, что после опыта, о котором я говорил выше, смею вас уверить, что все усилия, которые можно было бы получить при транспортировке насколько вы хотите, не может испортить его или заставить претерпеть малейшие изменения. «

Это изобретение сразу сделало его известным.

Лейбниц начал разрабатывать вычислительные машины после смерти Паскаля. Сначала он хотел построить машину, которая могла бы производить умножение автоматически, и которую он хотел установить непосредственно на паскалине, ошибочно полагая, что колеса паскалина могут работать одновременно. Он отказался от этого проекта, но при этом он был первым, кто описал механическую систему расчета, основанную на колесах с переменным числом зубьев.

Клод Перро изобрел «Abacus Rhabdologique» около 1660 года, который часто путают с вычислительной машиной, потому что у нее есть автоматический перенос, но это счеты, потому что оператор должен обращаться с машиной по-другому после переноски.

Провал в бизнесе

Коммерциализация паскалина потерпела неудачу в основном из-за его высокой цены, которая составляла от 100 до 400 фунтов, но текст королевской привилегии 1649 года показывает, что Паскаль находился в процессе разработки более простой вычислительной машины:

Поэтому Паскаль хотел упростить свою машину и сделать ее более доступной для широкой публики, но несчастная авария с тренером в октябре 1654 года заставила его отстраниться от научного мира и посвятить себя исключительно занятиям философией и религией. Несчастный случай произошел, когда две из четырех лошадей в его карете упали в Сену на Пон-де-Нейи; так,

«. ему было очень трудно вернуться из долгого обморока; его мозг был так потрясен, что впоследствии, среди бессонницы и истощения, ему казалось, что время от времени он видит около своей кровати пропасть, готовую поглотить его. «

Этот коммерческий провал также связан с тем, что (говоря о машинах Паскаля и его преемников в 1779 году):

«. эти машины дорогие, немного неуклюжие по размеру и часто портятся. Эти недостатки более чем перевешивают их преимущества. Поэтому математики обычно предпочитают таблицы логарифмов, которые заменяют самые сложные арифметические операции на простые сложения или вычитания, на которые нужно лишь немного внимания, чтобы избежать ошибок вычислений. «

Также кажется, что во времена Паскаля люди не привыкли пользоваться машинами, о чем свидетельствует это предостережение:

«Стоит предупредить, что когда замечаешь, что при работе на одном колесе другие колеса меняют номер, не следует думать, что в машине есть беспорядок, потому что наоборот…».

Достижения

Помимо того, что это первая вычислительная машина, описание которой было обнародовано в свое время, паскалин также:

«Первая арифметическая машина, которая появилась, принадлежит Блезу Паскалю, родившемуся в Клермоне в Оверни 19 июня 1623 года; Он изобрел его в девятнадцать лет. С тех пор было сделано несколько других, которые, по мнению М.М. Академии наук, кажется, имеют на практике преимущества перед Паскалем; но у Паскаля самый старый; она могла служить образцом для всех остальных; вот почему мы предпочли это. «

Литературная похвала

Гений Паскаля и его машины воспевали величайшие французские писатели:

«Был человек, который в двенадцать лет с черточками и кругами создал математику; который в шестнадцать лет написал самый ученый трактат о кониках, который мы видели со времен античности; который в девятнадцать лет превратил в машину науку, полностью существующую в рассудке; который в возрасте двадцати трех лет продемонстрировал явления гравитации воздуха и разрушил одну из величайших ошибок древней физики; который в этом возрасте, когда другие люди только начинают рождаться, завершив свое путешествие по кругу гуманитарных наук, осознал их ничто и обратил свои мысли к религии; который с этого момента и до своей смерти, достигнув тридцать девятого года, все еще калека и страдая, закрепил язык, на котором говорили Босуэ и Расин, дал образец самой совершенной шутки как сильнейшего аргумента; наконец, который в короткие промежутки времени в своих недугах решил абстракцией одну из высших задач геометрии и обрушил на бумагу мысли, которые в той же степени богаты, как и человеческие: этого ужасного гения звали Блез Паскаль. «

«Паскаль, величественный сумасшедший, рожденный на столетие раньше. «

«. универсальность почитания Паскаля дома и в мире была вызвана единством поистине универсального гения. На самом деле случается, что некоторые люди наделены определенным гением, соответствующим необычайному развитию четко определенных мастерских способностей и неотложной привлекательности четко определенного призвания. Но другим дано воплотить самого гения, потому что они, кажется, бросают вызов теории способностей, возвышаются над всеми классификациями. О них нельзя сказать, что они те или иные; они то и это, доминируя над любой материей, к которой они хотели применить, запечатлевая там на какое-то время след своего перехода. В одном из первых рядов этого высшего семейства стоит Блез Паскаль. «

— Леон Бруншвич, Гений Паскаля, 1924 г.

Сам Паскаль заметил, что:

«Арифметическая машина производит эффекты, которые ближе к мысли, чем все, что делают животные; но она не делает ничего, что могло бы заставить людей сказать, что у нее есть сила воли, как у животных. «

Его гений и его машина также отмечены некоторыми стихами менее известных авторов:

Я встретил на днях
Внутри маленького люксембурга
Какое красивое место, которое благословил Бог
Была отличная компания
И герцогини, и кордоны-блюз,
Чтобы увидеть чудесные эффекты
Из арифметической работы
В противном случае из математики,
Где непревзойденным талантом
Автор по имени Паскаль,
Показать спекулятивную
Так ясно и так убедительно
Касаясь расчета и броска,
Что мы восхищались великолепным проектом.
Он снова сделал на фонтанах
Демонстрации настолько полны
Остроумия и тонкости,
Что мы живем хорошо, правда,
Что у него очень красивый гений,
И пусть его назовут Архимедом.

Мистеру Паскалю, сыну,
на своем арифметическом инструменте

Дорогой Паскаль, тонким знанием понимающий,
Самая замечательная механика,
И о ком это хитрость сегодня показывает нам
Чудесного гения непреходящее доказательство,

С твоим великим умом, какая польза от этого?
Считать было поступком разумного человека,
А теперь твое неповторимое искусство
Власть дается самым тяжелым духам.

Для этого искусства не нужны ни разум, ни память,
Тобой каждый упражняется без боли и без славы,
Поскольку все в долгу перед вами и славой, и эффектом.

Ваш ум подобен этой плодотворной душе
Который по всему миру намекает,
И председательствует и компенсирует все, что там делается.

Приложения

Колесо Пасхи считало в десятичной системе число единиц набора недесятичных мер старого режима. Для этого потребовались машины с колесами:

До нас дошли три типа машин: ученые, бухгалтеры и геодезисты.

Источник

Первое в мире счетное устройство — машина Шиккарда

В 1957 году директор Кеплеровского научного центра Франц Гаммер выступил с докладом на семинаре по истории математики, проходившем в Германии. Он сделал сенсационное известие о том, что проект первой счетной машины появился на несколько десятилетий до знаменитых «колесиков» Паскаля. Первое счетное устройство было изобретено еще в середине 1623 года и называлось машиной Шиккарда.

Открытие этого факта Гаммер сделал почти случайно. Когда он работал в штутгардской библиотеке, то наткнулся на загадочную фотокопию эскиза какого-то счетного устройства. И поскольку раньше ничего подобного не видел, очень заинтересовался неизвестным наброском. Проведя ряд исследований Гаммер установил, что найденный эскиз — это отсутствующее приложение к письму профессора Тюбингенского университета Вильгельма Шиккарда, адресованное его коллеге математику Иоганну Кеплеру. В своем письме Шиккард подробно описывал счетную машину и ссылался на чертеж.

Вильгельм Шиккард родился 22 апреля 1592 года в городе Херренберг (Германия). Он был чрезвычайно талантлив и уже в 17 лет получил в Тюбингенском университете степень магистра, а через два года стал бакалавром наук. Он приобрел всемирную известность благодаря своим достижениям в науках: астрономии, математике и востоковедстве (профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена). А также, Шиккард создал первую вычислительную машину.

Вильгельм Шиккард (1592-1635)

С 1617 года Шиккард начал преподавать восточные языки в Тюбингенском университете. Там он и познакомился с Кеплером, который по достоинству оценил незаурядные способности молодого ученого и порекомендовал ему заняться математикой. Шиккард послушался совета и на новом поприще достиг значительных успеха. В 1631 году он стал профессором математики и астрономии Тюбингенского университета.

Шиккард был первопроходцем и в других сферах. Как например — в астрономии. Ученый постоянно развивался, вел переписку со многими немецкими, французскими, итальянскими и голландскими учеными по вопросам, касающимся астрономии. Он создал первый механический планетарий, который наглядно демонстрировал положение Солнца, Земли и Луны согласно системе Коперника. Кроме этого, наблюдал метеоры из разных пунктов для определения их траектории.

Широта интересов Шиккарда действительно заслуживает уважения. Он был опытным механиком, картографом, гравером по дереву и металлу, проводил астрономические наблюдения, писал трактаты о семитских языках, астрономии, математике, оптике и метеорологии. Ученый добился выдающихся научных успехов и был по истине гениальным изобретателем. Но оказался бессильным перед эпидемией холеры. Эта беспощадная болезнь XVII века в 1635 году забрала жизнь Шиккарда и его семьи. Труды ученого на время были забыты из-за Тридцатилетней войны.

Машина Шиккарда — начало XVII века

В одном из писем Кеплеру (от 20 сентября 1623 года) сообщалось, что Шиккард осуществил механически все то, что Кеплер делал алгебраически, а именно — сконструировал машину, которая автоматически выполняла сложение, вычитание, умножение и деление. Шиккард писал, что Кеплер приятно удивился, если бы увидел как устройство само накапливает и переносит влево десяток или сотню цифр и как отнимает то, что держала в памяти при вычитании.

Изобретение, которое стало первой счетной машиной, было создано в 1623 году. Шиккард изобрел и разработал модель шестиразрядного механического вычислительного устройства, выполняющего простые математические функции, такие как — складывать и вычитать числа. Не даром его называли «часами для счета». Машина Шиккарда содержала суммирующее и множительное устройства, а также механизм для записи промежуточных результатов.

… ааа — это верхние торцы вертикальных цилиндров, на их боковых поверхностях нанесены таблицы умножения; при необходимости цифры этих таблиц могут наблюдаться в окнах bbb скользящих планок. К дискам ddd крепятся изнутри машины колеса с десятью зубьями, каждое из которых находится в таком зацеплении с себе подобным, что если любое правое колесо повернется десять раз, то находящееся слева от него колесо сделает один поворот, или если первое из упомянутых колес сделает 100 оборотов, третье слева колесо повернется один раз. Для того чтобы зубчатые колеса вращались в одном и том же направлении, необходимо иметь промежуточные колеса…

Иоганн Кеплер (1571-1630)

Более подробное описание помогает составить представление об изобретении. Первый блок в виде шестиразрядной суммирующей машины представлял собой соединение зубчатых передач. На каждой оси располагалось по шестерне с десятью зубцами и вспомогательным однозубым колесом — пальцем. Палец служил для того, чтобы передавать единицу в следующий разряд, то есть поворачивать шестеренку на десятую часть полного оборота, после того как шестеренка предыдущего разряда сделает такой оборот. При вычитании шестеренки требовалось вращать в обратную сторону. Контролировать ход вычислений можно было с помощью специальных окошек, где появлялись цифры. Для перемножения использовалось устройство, главную часть которой составляли шесть осей с «навернутыми» на них таблицами умножения. Вычитание выполнялось вращением установочных колес в обратном направлении, так как механизм передачи десятков был реверсивным.

На самом деле в работе машина Шиккарда была довольно простой. К примеру, чтобы узнать чему равно произведение 296 х 73, нужно установить цилиндр в положении, которое позволит вывести в верхнем ряду окошек первый множитель: 000296. Произведение 296 х 3 получится, если открыть окошки третьего ряда и просуммировать увиденные цифры, как в способе решетки. Далее точно также открываются окошки седьмого ряда, дающие произведение 296 х 7 к которому слава приписывается 0. И останется лишь сложить найденные числа на суммирующем устройстве. Все, результат готов.

Нерешенным остается вопрос — была ли собрана реально действующая модель машины при жизни ученого? На этот счет данных очень мало. В письмах Шиккарда все к тому же Кеплеру идет речь о «практически готовом» экземпляре устройства, который сгорел во время пожара. Он находился в разработке у механика Вильгельма Пфистера. Была ли собрана вторая модель машины — доподлинно неизвестно. Скорее всего, никто кроме Шиккарда и Пфистера не видели готовое и действующее устройство. Во всяком случае свидетельств работоспособности не сохранилось.

Но что точно — долгое время машина Шиккарда оставалась известной лишь узкому кругу доверенных лиц. И данное изобретение не смогло оказать влияние на последующее развитие механизации счета. Кто знает, может быть с помощью этого проекта прогресс вычислительных устройств мог бы ускориться. Но так или иначе, имя немецкого ученого Вильгельма Шиккарда находится в одном ряду с великими умами, изобретателями счетных устройств XVII—XIX столетий. Такими, как Блез Паскаль, Готфрид Вильгельм Лейбниц, Чарльз Бэббидж, Пафнутий Львович Чебышев, Герман Холлерит и другими.

современный прообраз машины Шиккарда

Основываясь на материалах, найденных Гаммером, сотрудники Тюбингенского университета в начале 1960-х годов создали действующую модель машины Шиккарда. Операции сложения и вычитания осуществлялись в ней механически, а умножения и деления — с элементами механизации. Прообраз изобретения находится в собственности университета.

Эволюция в области вычислительных технологий — процесс довольно неравномерный, который происходит скачками от периодов спада до периодов падения. Достигнутые результаты используются на практике и каждый новый шаг выводит процесс вычислительной эволюции на новую, более высокую ступень.

Источник