материал за любопитните. Кога и от кого е изобретена първата машина за сумиране? Аритмометър средата на ХХ век

В третата книга за пътуванията на Гъливер този здравомислещ корабен лекар се озовава на летящия остров Лапута, където живеят брилянтни учени. Е, има само една стъпка от гениалност до лудост и според Джонатан Суифт лапутинските учени са предприели тази стъпка. Техните изобретения трябва да обещават ползи за цялото човечество. Междувременно те изглеждат смешни и жалки.

Сред другите учени от Лапутия имаше един, който изобрети машина за писане на брилянтни изобретения, романи и научни трактати. Всичко това трябваше да се случи напълно произволно на машина, съставена от множество кубчета, подобни на зарове. Четиридесет ученици завъртяха дръжките, които задвижиха всички тези кубчета, които в резултат се обърнаха с различни лица, образувайки всякакви думи и комбинации от думи, от които рано или късно трябваше да се образуват брилянтни творения.

Известно е, че Дж. Суифт под формата на този учен пародира по-възрастния си съвременник Готфрид Вилхелм фон Лайбниц (1646 - 1716). Честно казано, Лайбниц не беше достоен за такава подигравка. В неговата научна сметка има много открития и изобретения, включително математически анализ, диференциално и интегрално смятане, комбинаторика и математическа логика. Цар Петър I (за него е писано на 25.04.2014 г.) по време на престоя си в Германия през 1712 г. се среща с Лайбниц. Лайбниц успява да вдъхнови руския император с две важни идеи, които оказват влияние върху по-нататъшното развитие на Руската империя. Това е идеята за създаване на Императорската академия на науките и идеята за "Таблица на ранговете"

Изобретенията на Лайбниц включват първата в света сумираща машина, изобретена от него през 1672 г. Тази машина за събиране трябваше да автоматизира аритметичните изчисления, които дотогава се смятаха за прерогатив на човешкия ум. Като цяло Лайбниц на въпроса "може ли една машина да мисли?" отговори положително и Суифт го подигра за това.

Строго погледнато, GW Leibniz не може да се счита за истинския изобретател на машината за добавяне. Той дойде с идеята, той направи прототипа. Но истинската машина за събиране е изобретена през 1874 г. от Вилгод Один. В. Одинер беше швед, но живееше в Санкт Петербург. Той патентова изобретението си първо в Русия, а след това в Германия. А производството на сумиращи машини Odner започва през 1890 г. в Санкт Петербург, а през 1891 г. в Германия. Така че Русия е не само родното място на слоновете, но и родното място на машините за добавяне.

След революцията производството на сумиращи машини в СССР се запазва. Първоначално аритмометрите се произвеждат в Москва, в завода на Дзержински. Затова го наричаха "Феликс". До 60-те години на миналия век добавящите машини се произвеждат от фабрики в Курск и Пенза.

„Гвоздеят“ на дизайна на сумиращата машина от V. Odner беше специално зъбно колело с променлив брой зъби. Това колело се наричаше „Колело на Odner“ и в зависимост от позицията на специалния лост може да има от един до девет зъба.

На панела на машината за сумиране имаше 9 цифри. Съответно, 9 колела на Odner бяха фиксирани върху оста на машината за добавяне. Числата в цифрите бяха зададени чрез преместване на лоста по протежение на панела в една от 10 позиции, от 0 до 9. В същото време съответният брой зъби напредваше на всяко от колелата. След като напишете число, беше възможно да завъртите дръжката в една посока (за събиране) или в другата посока (за изваждане). В този случай зъбите на всяко колело се зацепват с една от 9-те междинни зъбни колела и ги завъртат със съответния брой зъби. Съответното число се появи на получения брояч. След това се въвежда второто число и двете числа се добавят или изваждат. На шейната на сумиращата машина имаше брояч на оборотите на дръжката, който, ако е необходимо, се нулира.

Умножението се извършва чрез многократно събиране, а деленето чрез многократно изваждане. Но умножаването на многоцифрени числа, например 15 по 25, като първо зададете числото 15 и след това превъртите машината за събиране 25 пъти в една посока, беше изморително. При такъв подход грешка може лесно да се промъкне в изчисленията.

За умножение или деление на многоцифрени числа каретата беше направена подвижна. В същото време умножението, например, с 25, се свежда до изместване на каретата надясно с една цифра, два завъртания на копчето в посока „+“. След това каретата се премести наляво и дръжката се завъртя още 5 пъти. Разделянето се извършва по същия начин, само дръжката трябва да се завърти в посока "-"

Добавящата машина беше просто, но много ефективно устройство. Докато се появиха електронните компютри и калкулатори, той беше широко използван във всички сектори на националната икономика на СССР.

И в научните институции също. Изчисленията за атомния проект бяха извършени на аритмометри. Но изчисляването на изстрелването на спътници в орбита и изчисленията на водородната бомба бяха много сложни. Вече не беше възможно да се произвеждат ръчно. Така че в Съветския съюз се даде зелена светлина на производството и използването на електронни компютри. Въпреки че кибернетиката, както знаете, беше публична слуга в леглото на американския империализъм.

Проектиран за точно умножение и деление, както и за събиране и изваждане.

Настолен или преносим:Най-често машините за добавяне бяха настолни или "на коляно" (като съвременните лаптопи), понякога имаше джобни модели (Curta). По това те се различаваха от големите подови компютри като табулатори (T-5M) или механични компютри (Z-1, Difference Engine на Чарлз Бабидж).

механичен:Числата се въвеждат в сумиращата машина, преобразуват се и се предават на потребителя (показват се в прозорците на брояча или се отпечатват на лента) с помощта само на механични устройства. В същото време машината за добавяне може да използва само механично задвижване (тоест, за да работите върху тях, трябва постоянно да въртите дръжката. Тази примитивна версия се използва например във Felix) или да извършва някои операции с помощта на електрически двигател (Най-модерните машини за добавяне са изчислителни машини, например Facit CA1-13", почти всяка операция използва електрически двигател).

Точно изчисление:Добавящите измервателни уреди са цифрови (а не аналогови, като пързалка) устройства. Следователно резултатът от изчислението не зависи от грешката при отчитане и е абсолютно точен.

Умножение и деление:Аритмометрите са предназначени предимно за умножение и деление. Поради това почти всички машини за събиране имат устройство, което показва броя на събиранията и изваждането – брояч на оборотите (тъй като умножението и деленето най-често се изпълняват като последователно събиране и изваждане; за подробности вижте по-долу).

Събиране и изваждане:Добавящите машини могат да извършват събиране и изваждане. Но при примитивните модели с лост (например на Felix) тези операции се извършват много бавно - по-бързо от умножението и деленето, но забележимо по-бавно, отколкото при най-простите машини за събиране или дори ръчно.

Не е програмируем:Когато работите на машина за добавяне, процедурата винаги се задава ръчно - непосредствено преди всяка операция натиснете съответния клавиш или завъртете съответния лост. Тази характеристика на машината за добавяне не е включена в определението, тъй като на практика нямаше програмируеми аналози на сумиращите машини.

Исторически преглед

Добавяне на модели машини

Изчислителна машина Феликс (Музей на водата, Санкт Петербург)

Добавяща машина Facit CA 1-13

Аритмометър Mercedes R38SM

Моделите на машини за събиране се различават главно по степента на автоматизация (от неавтоматични, способни самостоятелно да извършват само събиране и изваждане, до напълно автоматични, оборудвани с механизми за автоматично умножение, деление и някои други) и по дизайн (най-често срещаните бяха модели, базирани на колелото на Odner и валяка на Leibniz). Веднага трябва да се отбележи, че неавтоматични и автоматични машини бяха произведени едновременно - автоматичните, разбира се, бяха много по-удобни, но струваха около два порядъка по-скъпи от неавтоматичните.

Неавтоматични аритмометри на колелото на Odhner

• "Ariθmometer на системата V. T. Odner"- първите аритмометри от този тип. Произведен по време на живота на изобретателя (приблизително 1880-1905) във фабрика в Санкт Петербург.
• "съюз"- произвежда се от 1920 г. в Московския завод за броене и пишещи машини.
• "Оригинално Динамо"произвежда се от 1920 г. в завода на Динамо в Харков.
• "Феликс"- най-разпространената машина за сумиране в СССР. Произвежда се от 1929 до края на 70-те години.

Автоматични аритмометри на колелото на Odhner

• Факт CA 1-13- един от най-малките автоматични аритмометри
• ВК-3- неговият съветски клонинг.

Неавтоматични аритмометри на валяк на Лайбниц

• Машини за добавяне на Thomas и редица подобни модели с лост, произведени преди началото на 20-ти век.
• Клавиатурни машини като Rheinmetall Ie или Nisa K2

Автоматични аритмометри на валяк на Лайбниц

• Rheinmetall SAR - Един от първите два автоматични компютъра в Германия. Неговата отличителна черта - малка клавиатура с десет клавиша (като на калкулатор) вляво от основната - беше използвана за въвеждане на множител при умножение.
• VMA, VMM - неговите съветски клонинги.
• Friden SRW е една от малкото машини за събиране, способни автоматично да извличат квадратни корени.

Други аритмометри

Mercedes Euklid 37MS, 38MS, R37MS, R38MS, R44MS - тези изчислителни машини бяха основните конкуренти на Rheinmetall SAR в Германия. Те работеха малко по-бавно, но имаха голям брой функции.

Използване

Добавяне

1. Задайте първия член на лостовете.
2. Завъртете копчето настрани от вас (по часовниковата стрелка). В този случай числото на лостовете се въвежда в брояча за сумиране.
3. Задайте втория член на лостовете.
4. Обърнете дръжката от себе си. В този случай числото на лостовете ще бъде добавено към числото в брояча за сумиране.
5. Резултатът от събирането е на сумиращия брояч.

Изваждане

1. Поставете на лостовете намалените .
2. Обърнете дръжката от себе си. В този случай числото на лостовете се въвежда в брояча за сумиране.
3. Задайте изваждането на лостовете.
4. Завъртете дръжката към себе си. В този случай числото на лостовете се изважда от числото на сумиращия брояч.
5. Резултатът от изваждането на сумиращия брояч.

Ако изваждането даде отрицателно число, аритмометърът ще бие звънец. Тъй като машината за сумиране не работи с отрицателни числа, е необходимо да „отмените“ последната операция: без да променяте позицията на лостовете и конзолата, завъртете дръжката в обратна посока.

Умножение

Умножение с малко число

1. Задайте първия множител на лостовете.
2. Завъртете копчето настрани от вас, докато вторият множител се появи на брояча на въртене.

Умножение с помощта на конзолата

По аналогия с умножението на колони, те се умножават по всяка цифра, записвайки резултатите с отместване. Отместването се определя от позицията, в която се намира вторият множител.

За да преместите конзолата, използвайте дръжката пред машината за добавяне (Felix) или клавишите със стрелки (VK-1, Rheinmetall).

Да вземем пример: 1234x5678:

1. Преместете конзолата докрай наляво.
2. Задайте множителя на лостовете с по-голяма (на око) сума от цифри (5678).
3. Завъртете копчето настрани от вас, докато първата цифра (вдясно) на втория множител (4) се появи на брояча на въртене.
4. Преместете конзолата една стъпка надясно.
5. По същия начин направете стъпки 3 и 4 за останалите числа (2-ро, 3-то и 4-то). В резултат на това броячът на въртене трябва да има втори множител (1234).
6. Резултатът от умножението е на брояча за сумиране.

дивизия

Помислете за случая на разделяне на 8765 на 432:

1. Задайте дивидента (8765) на лостовете.
2. Преместете конзолата до петата цифра (четири стъпки вдясно).
3. Маркирайте края на цялата част на делимото с метални "запетаи" на всички броячи (запетайките трябва да са в колона преди числото 5).
4. Обърнете дръжката от себе си. В този случай дивидентът се въвежда в брояча за сумиране.
5. Нулирайте брояча на въртене.
6. Поставете разделителя (432) върху лостовете.
7. Преместете конзолата така, че най-значимият бит от дивидента да е подравнен с най-значимия бит на делителя, тоест една стъпка вдясно.
8. Завъртете копчето към себе си, докато получите отрицателно число (изброяване, маркирано със звука на звънец). Върнете дръжката с един завой назад.
9. Преместете конзолата една стъпка наляво.
10. Следвайте стъпки 8 и 9 до крайната позиция на конзолата.
11. Резултатът е модулът на числото на въртящия се брояч, целите и дробните части са разделени със запетая. Останалото е на сумиращия брояч.

Бележки

Вижте също

литература

1. Организация и техника на механизация на счетоводството; Б. Дроздов, Г. Евстигнеев, В. Исаков; 1952 г
2. Изчислителни машини; И. С. Евдокимов, Г. П. Евстигнеев, В. Н. Криушин; 1955 г
3. Компютри, V. N. Ryazankin, G. P. Evstigneev, N. N. Tresvyatsky. Част 1.
4. Каталог на Централното бюро за техническа информация за КИП; 1958 г

Връзки

• // Енциклопедичен речник на Брокхаус и Ефрон: В 86 тома (82 тома и 4 допълнителни). - Санкт Петербург. , 1890-1907.
• Снимки на машината за добавяне VK-1 (Schetmash), включително отвътре (щракнете за увеличаване)
• Arif-ru.narod.ru - Голям сайт на руски език, посветен на добавянето на машини (руски)
• Снимки на съветски машини за добавяне на сайта на Сергей Фролов (руски)
• rechenmaschinen-illustrated.com: Снимки и кратки описания на много стотици модели на машини за добавяне.
• (Английски)

До определен момент от своето развитие, когато брои предмети, човечеството се задоволява с естествен „калкулатор“ - десет пръста, дадени от раждането. Когато нямаше достатъчно от тях, трябваше да се измислят различни примитивни инструменти: броене на камъчета, пръчки, сметало, китайски суан-пан, японски соробан, руски сметало. Устройството на тези инструменти е примитивно, но боравенето с тях изисква доста умения. Така, например, за съвременен човек, роден в ерата на калкулаторите, е изключително трудно да овладее умножението и делението по сметките. Подобни чудеса на "костното" ходене по въже сега са възможни, може би, само за микропрограмист, посветен в тайните на работата на микропроцесора Intel.

Пробив в механизацията на броенето дойде, когато европейските математици започнаха да се надпреварват да изобретят машини за събиране. Въпреки това си струва да започнете прегледа с коренно различен клас калкулатори.

клон в задънена улица

През 1614 г. шотландският барон Джон Нейпиър (1550-1617) публикува брилянтен трактат, Описание на невероятната таблица на логаритмите, който въвежда революционен изчислителен метод в математическата употреба. Въз основа на логаритмичния закон, условно казано, „заменяйки“ умножението и делението със събиране и изваждане, бяха съставени таблици, които улесняват работата преди всичко на астрономите, които оперират с големи масиви от числа.

Известно време по-късно уелсецът Едмънд Гюнтер (Edmund Gunter, 1581-1626) предлага механично устройство, използващо логаритмична скала, за да улесни изчисленията. Към няколко скали, градуирани според експоненциалния закон, бяха прикрепени два измервателни компаса, които трябваше да работят едновременно, като се определя сумата или разликата на отсечките на скалата, което дава възможност да се намери произведението или частното. Тези манипулации изискваха голямо внимание.

През 1632 г. английските математици Уилям Оутред (William Oughtred, 1575-1660) и Ричард Деламен (Richard Delamain, 1600-1644) изобретяват пързалка, при която скалите се изместват една спрямо друга и следователно не е имало нужда да се използват такива тежест при изчисляване, като кръгове. Освен това британците предложиха два дизайна: правоъгълен и кръгъл, при които логаритмичните скали бяха приложени върху два концентрични пръстена, въртящи се един спрямо друг.

"Каноничният" дизайн на плъзгача се появява през 1654 г. и се използва в целия свят до началото на ерата на електронните калкулатори.Негов автор е англичанинът Робърт Бисакър. Той взе три градуирани ленти с дължина 60 сантиметра, закрепи двете външни с метална рамка, а средната беше използвана като двигател, който се плъзга между тях. Това е само плъзгачът, който записва резултата от извършената операция, такъв дизайн не осигурява. Великият сър Исак Нютон (Isaac Newton, 1643-1727), отново, англичанин, говори за необходимостта от този, разбира се, полезен елемент през 1675 г. Абсолютно справедливото му желание обаче се сбъдва само век по-късно.

Трябва да се отбележи, че методът на логаритмично изчисление се основава на аналоговия принцип, когато числата се "заменят" от техните аналози, в този случай от дължините на сегментите. Такъв аналог не е дискретен, той не се увеличава с една от най-малките цифри на числото. Това е непрекъсната стойност, която, за съжаление, има както известна грешка, която възниква при измерването, така и ниска точност на представяне. За да може да се обработват, да речем, 10-битови числа с помощта на пързалка, дължината му трябва да достигне няколко десетки метра. Съвсем ясно е, че реализирането на подобен проект е абсолютно безсмислено.

На същия идеологически принцип като пързалка, през 20-ти век са създадени аналоговите компютри (AVM, аналогови компютри). В тях изчислената стойност беше представена чрез електрически потенциал, а изчислителният процес беше моделиран с помощта на електрическа верига. Такива устройства бяха доста гъвкави и направиха възможно решаването на много важни проблеми. Безспорното предимство на AVM в сравнение с цифровите машини от онова време е високата скорост. Също толкова безспорен недостатък е ниската точност на получените резултати. Когато през 80-те години се появиха мощни компютърни системи, проблемът със скоростта стана по-малко остър и AVM постепенно избледняха в сенките, въпреки че не изчезнаха от лицето на земята.

Зъба аритметика

На повърхностен поглед може да изглежда, че съдът на историята се е справил още по-безмилостно с друг вид изчислителни механизми – с добавящите машини. Всъщност сега те могат да бъдат намерени само в музея. Например в нашата Политехника, или в Германския музей в Мюнхен (Deutches Museum), или в Музея на изчислителната техника в Хановер (Ponton Computer-Museum). Това обаче е фундаментално погрешно. Въз основа на принципа на действие на аритмометрите (побитово събиране и изместване на сумата от частични произведения) са създадени електронни аритметични устройства, „главата“ на компютъра. Впоследствие те бяха обрасли с устройство за управление, памет, периферия и в крайна сметка бяха „зазидани“ в микропроцесора.

Десет години по-рано, в резултат на исторически изследвания в Германия, са открити чертежи и описание на събирателна машина, направени през 1623 г. от Вилхелм Шикард (1592-1636), професор по математика в университета в Тюбинген. Това беше много "усъвършенствана" 6-битова машина, състояща се от три възела: устройство за събиране и изваждане, устройство за умножение и записващо устройство за междинни резултати. Ако суматорът е направен на традиционни зъбни колела, които имат гърбици за прехвърляне на предавателния блок към съседния бит, тогава умножителят е изграден много сложно. В него немският професор прилага метода на „решетката“, когато с помощта на „таблица за умножение“, „монтирана“ на валовете, всяка цифра от първия фактор се умножава по всяка цифра от втория, след което всички тези частични продукти се добавят със смяна.

Този модел се оказа работещ, което беше доказано през 1957 г., когато беше пресъздадено в Германия. Не е известно обаче дали самият Шикард е успял да построи своята машина за добавяне. Има доказателства, съдържащи се в кореспонденцията му с астронома Йоханес Кеплер (Johannes Kepler, 1571-1630), че недовършеният модел е загинал при пожар по време на пожар в работилницата. Освен това авторът, който скоро почина от холера, няма време да въведе информация за своето изобретение в научна употреба и то стана известно едва в средата на 20-ти век.

Затова Блез Паскал (Blaise Pascal, 1623-1662), който е първият, който не само проектира, но и изгражда работеща машина за добавяне, започва, както се казва, от нулата. Блестящ френски учен, един от създателите на теорията на вероятностите, автор на няколко важни математически теореми, натуралист, открил атмосферното налягане и определил масата на земната атмосфера, и изключителен мислител, оставил след себе си произведения като „Мисли ” и „Писма до провинциал” беше в ежедневието любящият син на председателя на Кралските събрания. Като деветнадесетгодишно момче, през 1642 г., желаейки да помогне на баща си, който прекарва много време и усилия в съставяне на финансови отчети, той проектира машина, която може да събира и изважда числа.

Първата проба постоянно се чупи, а две години по-късно Паскал направи по-съвършен модел. Това беше чисто финансова машина: имаше шест знака след десетичната запетая и два допълнителни: едната разделена на 20 части, другата на 12, което съответстваше на съотношението на тогавашните парични единици (1 су = 1/20 ливра, 1 дене = 1/12 су). Всяка категория отговаряше на колело с определен брой зъби.

През краткия си живот Блез Паскал, който е живял само 39 години, успява да направи около петдесет изчислителни машини от голямо разнообразие от материали: от мед, от различни видове дърво, от слонова кост. Ученият подари един от тях на канцлера Сегиер (Pier Seguier, 1588-1672), продаде някои модели, някои демонстрира по време на лекции за най-новите постижения на математическата наука. 8 екземпляра са оцелели до наши дни.

Именно Паскал притежава първия патент за "Колелото на Паскал", издаден му през 1649 г. от френския крал. В знак на уважение към заслугите му в областта на "компютърните науки" един от съвременните езици за програмиране се нарича Pascal.

Модернизатори

Съвсем разбираемо е, че "колелото на Pascal" вдъхнови изобретателите да подобрят машината за добавяне. Много оригинално решение беше предложено от Клод Перо (Claude Perrault, 1613-1688), брат на световноизвестния разказвач, който беше човек с най-широки интереси и уникални способности: лекар, архитект, физик, натуралист, преводач, археолог, дизайнер, механик и поет. Творческото наследство на Клод Перо съдържа чертежи от 1670 г. на сумираща машина, в която вместо колела са използвани стелажи със зъби. Когато се движат напред, те завъртат брояча на сумата.

Следващата дизайнерска дума - и какво! - каза Готфрид Лайбниц (Gottfried Leibniz, 1646-1716), изброявайки достойнствата и дейностите на които могат да бъдат заменени с две обемни думи "велик мислител". Той направи толкова много в математиката, че "бащата на кибернетиката" Норберт Винер (Norbert Wiener, 1894-1964) предложи да канонизира немския учен и да "назначи" светци, покровителстващи създателите на компютрите.

През 17-ти век, разбира се, не може да става дума за масово производство на сумиращи машини на Лайбниц. Те обаче бяха освободени не толкова малко. Така например един от моделите отиде при Петър I. Руският цар се разпорежда с математическата машина по много особен начин: той я представя на китайския император за дипломатически цели.

Прегледът на конструктивните идеи, свързани с усъвършенстването на механичните изчислителни машини, би бил непълен, без да се спомене италианският математик Джовани Полени (Giovanni Poleni, 1683-1761). Започва научната си кариера като професор по астрономия в университета в Падуа. След това се премества в катедрата по физика. И скоро той оглави катедрата по математика, заменяйки Николай Бернули на този пост (Николай Бернули, 1695-1726). Хобитата му бяха архитектура, археология и конструиране на гениални механизми. През 1709 г. Poleney демонстрира събирателна машина, която използва прогресивния принцип на "зъбно колело с променлив брой зъби". Той също така използва фундаментална иновация: машината се задвижва от силата на падаща тежест, вързана към свободния край на въжето. Това беше първият опит в историята на „изграждането на аритмометър“ да се замени ръчното задвижване с външен източник на енергия.

А през 1820-те английският математик Чарлз Бабидж (Charles Babbage, 1791-1871) изобретява диференциалния двигател и започва да го изгражда. По време на живота на Бабидж този апарат никога не е бил построен, но по-важното е, че когато финансирането на проекта пресъхна, математикът излезе с „Аналитична машина“ за общи изчисления и за първи път формализира и описа логиката на . .. компютър. Но обаче това е малко по-различна история.

Работници от големи серии

През 19-ти век, когато технологията за прецизна обработка на метали постигна значителен успех, стана възможно въвеждането на добавяща машина в голямо разнообразие от области на човешката дейност, в които, както се казва сега, е необходимо да се обработват големи количества данни. Елзаецът Чарлз-Ксавие Томас де Колмар (1785-1870) става пионер в серийното производство на изчислителни машини. След като въвежда редица оперативни подобрения в модела на Лайбниц, през 1821 г. той започва да произвежда 16-цифрени сумиращи машини в своята парижка работилница, които стават известни като „машини на Томас“. Първоначално бяха скъпи - 400 франка. И се произвеждаха в не толкова големи количества - до 100 екземпляра годишно. Но до края на века се появяват нови производители, възниква конкуренция, цените падат и броят на купувачите се увеличава.

Различни дизайнери, както в Стария, така и в Новия свят, патентоват своите модели, които се различават от класическия модел на Лайбниц само с въвеждането на допълнителни удобства при работа. Появява се звънец, който сигнализира за грешки като изваждане от по-малко число към по-голямо. Лостовете се заменят с ключове. Прикрепена е дръжка за пренасяне на машината за добавяне от място на място. Ергономичните показатели са подобрени. Дизайнът се подобрява.

През 1875 г. Одинер проектира първата си сумираща машина, чиито производствени права прехвърля на машиностроителния завод Лудвиг Нобел. Петнадесет години по-късно, след като стана собственик на работилницата, Вилгод Теофилович създава в Санкт Петербург производството на нов модел сумираща машина, която се сравнява благоприятно със съществуващите по това време изчислителни машини по компактност, надеждност, лекота на използване и висока производителност.

Три години по-късно цехът се превръща в мощен завод, произвеждащ повече от 5000 аритмометра годишно. Продуктът с марката "Механичен завод V. T. Odner, Санкт Петербург" започва да печели световна популярност, той е удостоен с най-високите награди на индустриалните изложения в Чикаго, Брюксел, Стокхолм, Париж. В началото на двадесети век, сумиращата машина на Odner започва да доминира на световния пазар.

След внезапната смърт на "руския Бил Гейтс" през 1905 г. бизнесът на Одинер е продължен от неговите роднини и приятели. Revolution сложи край на славната история на компанията: V.T. Odner е превърнат в ремонтен завод.

Въпреки това, в средата на 20-те години на миналия век производството на сумиращи машини в Русия се възражда. Най-популярният модел, наречен "Felix", е произведен в завода. Дзержински до края на 60-те години. Паралелно с Felix в Съветския съюз стартира производството на електромеханични изчислителни машини от серията VK, в които мускулните усилия бяха заменени с електрическо задвижване. Този тип калкулатор е създаден по образ и подобие на немския автомобил "Мерцедес". Електромеханичните машини, в сравнение с добавящите машини, имаха значително по-висока производителност. Ревът, който създадоха обаче, беше като картечен огън. Ако обаче в операционната работеха десетина-два мерцедеса, то по шума това приличаше на ожесточена битка.

През 70-те години на миналия век, когато започват да се появяват електронни калкулатори - първо лампови, след това транзисторни - цялото механично великолепие, описано по-горе, започва бързо да се премества в музеите, където остава и до днес.

Прототипът на калкулатора - машина за сумиране - е съществувал преди повече от 300 години. В днешно време сложните математически изчисления могат да се извършват с лекота чрез безшумно натискане на клавишите на същия калкулатор или компютър, мобилен телефон, смартфон (които имат инсталирани съответните приложения). Преди това тази процедура отнемаше много време и създаваше много неудобства. Но все пак появата на първото устройство за броене направи възможно спестяването на разходите за умствен труд, а също така подтикна към по-нататъшен напредък. Ето защо е интересно да се знае кой е изобретил машината за сумиране и кога се е случило това.

Външният вид на машината за добавяне

Кой първи изобрети аритмометъра? Този човек беше немският учен Готфрид Лайбниц. Великият философ и математик проектира устройство, което се състои от подвижна карета и стъпаловиден валяк. Г. Лайбниц представя на света през 1673г.

Неговите идеи са възприети от френския инженер Томас Ксавие. Той изобретява изчислителна машина за извършване на четири аритметични операции. Числата се задават чрез преместване на зъбното колело по оста, докато необходимите числа се появят в слота, като всяка стъпаловидна ролка съответства на една цифра от числа. Устройството се задвижва чрез въртене на ръчен лост, който от своя страна премества зъбните колела и зъбните ролки, давайки желания резултат. Това беше първата машина за добавяне, пусната в масово производство.

Модификации на устройството

Англичанинът Дж. Едмондзон е този, който изобретява сумиращата машина с кръгов механизъм (каретката извършва действие в кръг). Това устройство е създадено през 1889 г. на базата на апарата на Томас Ксавие. Въпреки това нямаше специални промени в дизайна на устройството и това устройство се оказа толкова обемисто и неудобно, колкото своите предшественици. Следващите аналози на устройството също съгрешиха по същия начин.

Добре известно е кой е изобретил машината за сумиране с цифрова клавиатура. Това беше американецът Ф. Болдуин. През 1911 г. той въвежда устройство за броене, в което се прави набор от числа от вертикални цифри, съдържащи 9 знака.

Производството на такива устройства за броене в Европа е създадено от инженер Карл Линдстром, който създаде устройство, което е по-компактно по размер и оригинално като дизайн. Тук стъпаловидни ролки вече бяха подредени вертикално, вместо хоризонтално, и освен това тези елементи бяха подредени шахматно.

На територията на Съветския съюз първата машина за добавяне е създадена в завода "Счетмаш" им. Дзержински в Москва през 1935 г. Наричаше се клавиатура (KSM). Производството им продължава до и след това е възобновено под формата на нови модели полуавтоматични машини едва през 1961 г.

През същите години са създадени и автоматични устройства, като VMM-2 и Zoemtron-214, които се използват в различни области, докато работата се характеризира с голям шум и неудобство, но това е единственото устройство по това време, което помага да се справя с много изчисления.

Сега тези устройства се считат за рядкост, те могат да бъдат намерени само като музеен експонат или в колекцията на любителите на древните технологии. Разгледахме въпроса кой е изобретил машината за добавяне, а също така предоставихме информация за историята на техническото развитие на този апарат и се надяваме, че тази информация ще бъде полезна за читателите.

Машина за добавяне(от гръцки arithmys - число и ... метър), настолен компютър за извършване на аритметични операции. Машината за аритметични изчисления е изобретена от Б. Паскал (1641), но първата практична машина, която извършва 4 аритметични операции е построена от немския часовникар Хан (1790). През 1890 г. петербургският механик В. Т. Одинер създава производството на руски изчислителни машини, които служат като прототип за следващите модели на А.

А. е снабден с механизъм за задаване и прехвърляне на числа към брояча, оборотомер, брояч на резултата, устройство за заглушаване на резултата, ръчно или електрическо задвижване. А. е най-ефективен при извършване на операции за умножение и деление. С развитието на компютърните технологии компютрите се заменят с по-модерни компютри с клавиатура.

ДОБАВЯНЕ НА МАШИНА- настолна изчислителна машина за директно изпълнение на четири аритметични операции. В А. едноцифрено число от 0 до 9 се представя чрез завъртане на колелото, наречено броене, под определен ъгъл. Всяка цифра от многоцифрено число има своя собственаколело за броене, чиито ъгли на завъртане представляват всичките 10 цифри от дадена категория; тези цифри са отбелязани върху обиколката на колело 1. Система от броещи колела, оборудвана с устройство за предаване на десетки, т.е. устройство, поради което пълното завъртане на колелото от една категория води до завъртане на единичен ъгъл (36 ° ) на колелото от следващата категория, се нарича брояч 2. Броячът е един от основните механизми на сумиращата машина. В допълнение към него А. има механизъм за настройка на тези числа 3, устройство за отмяна на резултата 4 и задвижване 5, ръчно или електрическо. Операцията по сумиране в машината за сумиране се извършва чрез последователно сумиране на ъглите на въртене на броещите колела, съответстващи на събираемите, изваждане - чрез изваждане на ъглите на въртене на броещите колела. Умножението се извършва чрез побитово сумиране, а деленето - чрез побитово изваждане. Принципът на броене, който е заложен в А., е познат от много дълго време, но първите практически модели на А. са много примитивни. Задаването на числата беше неудобно и отнемаше време, проблемът с прехвърлянето на десетки беше незадоволително решен и т.н. С течение на времето моделите претърпяха фундаментални подобрения: дизайнът се промени и оперативните възможности се разшириха. Оригиналният дизайн на калкулатора принадлежи на И. Л. Чебишеп, който предлага изчислителна машина „с непрекъснато движение“. Благодарение на изобретението е постигнато значително подобрение в обичайния дизайн на А. с прекъсната промяна в сумата от цифри ( 1871) Руски инженер Odnerim на регулиращия механизъм. Колелата на Odhner все още се използват в местни и чуждестранни дизайни. Съвременните А. имат редица допълнителни подобрения: електрически. задвижване, клавиатурна настройка на тези числа, устройства за автоматично броене, за автоматично записване на резултати и т.н. I! В Съветския съюз най-широко се използват A. "Felix" и полуавтоматичната A. "KSM".

Лит.: Чебишев II. Л., Изчислителна машина с непрекъснато движение, транс. от френски, пълен ebbr. цит., том 4, -M, - L. .1 948; Бул В. Г., Аритмометър 4i bysheia, „Proceedings of the Branch of the Phpch. Науки на Дружеството на любителите на естествените науки, 1 894, т. 7, бр. един; Научното наследство на П. Л. Чебишев, vyi. 2, М, -. 1., 194 5 (стр. 72); Г и о дма и В. А., Механизация на счетоводството. М., 1940г.

Аритмометър (от гръцки αριθμός - "число", "брой" и гръцки.μέτρον - "мярка", "метър"), настолен (или преносим) механичен компютър, предназначен за точно умножение и деление, както и за събиране и изваждане.

Настолни или преносими: Най-често машините за добавяне бяха настолни или „на коляно“ (като съвременните лаптопи), понякога имаше джобни модели (Curta). По това те се различаваха от големите подови компютри като табулатори (T-5M) или механични компютри (Z-1, Difference Engine на Чарлз Бабидж).

Механични: Числата се въвеждат в сумиращата машина, преобразуват се и се предават на потребителя (показват се в прозорците на брояча или се отпечатват на лента) с помощта само на механични устройства. В същото време машината за добавяне може да използва само механично задвижване (тоест, за да работите върху тях, трябва постоянно да въртите дръжката. Тази примитивна версия се използва например във Felix) или да извършва някои операции с помощта на електрически двигател (Най-модерните машини за добавяне са изчислителни машини, например Facit CA1-13", почти всяка операция използва електрически двигател).

Точно изчисление: Добавянето на измервателни уреди са цифрови (а не аналогови като пързалка) устройства. Следователно резултатът от изчислението не зависи от грешката при отчитане и е абсолютно точен.

Умножение и деление: Машините за събиране са предназначени предимно за умножение и деление. Поради това почти всички машини за събиране имат устройство, което показва броя на събиранията и изваждането – брояч на оборотите (тъй като умножението и деленето най-често се изпълняват като последователно събиране и изваждане; за подробности вижте по-долу).

Събиране и изваждане: Добавящите машини могат да извършват събиране и изваждане. Но при примитивните модели с лост (например на Felix) тези операции се извършват много бавно - по-бързо от умножението и деленето, но забележимо по-бавно, отколкото при най-простите машини за събиране или дори ръчно.

Не се програмира: При работа на машината за добавяне, процедурата винаги се задава ръчно - непосредствено преди всяка операция натиснете съответния клавиш или завъртете съответния лост. Тази характеристика на машината за добавяне не е включена в определението, тъй като на практика нямаше програмируеми аналози на сумиращите машини.

Исторически преглед

150-100 г. пр. н. е д. Антикитерски механизъм, създаден в Гърция

1623 - Вилхелм Шикард изобретява "компютърния часовник"

1642 г. - Блез Паскал изобретява "паскалина"

1672 г. – Създаден е калкулаторът на Лайбниц – първата в света сумираща машина. През 1672 г. се появява двубитова машина, а през 1694 г. – дванадесетбитова. Тази машина за добавяне не получи практическо разпространение, тъй като беше твърде сложна и скъпа за времето си.

1674 г. - Създадена е машината на Морланд

1820 г. – Томас де Колмар започва серийно производство на сумиращи машини. Като цяло те бяха подобни на машината за сумиране на Лайбниц, но имаха редица разлики в дизайна.

1890 г. - започва серийното производство на сумиращи машини Odner, най-разпространеният тип сумиращи машини на 20-ти век. Аритмометрите на Odner включват по-специално известния "Felix".

1919 г. - Появява се Mercedes-Euklid VII - първата в света изчислителна машина, тоест машина за събиране, способна да извършва независимо четирите основни аритметични операции.

1950-те години - Възходът на изчислителните машини и полуавтоматичните аритмометри. По това време бяха пуснати повечето от моделите на електромеханични компютри.

1969 г. - Пикът на производството на аритмометри в СССР. Произведени са около 300 хиляди Felixes и VK-1.

края на 70-те - началото на 1980-те - По това време електронните калкулатори най-накрая изместиха добавянето на метри от рафтовете на магазините.

Добавяне на модели машини:

Изчислителна машина Феликс (Музей на водата, Санкт Петербург)

Добавяща машина Facit CA 1-13

Аритмометър Mercedes R38SM

Моделите на машини за събиране се различават главно по степента на автоматизация (от неавтоматични, способни самостоятелно да извършват само събиране и изваждане, до напълно автоматични, оборудвани с механизми за автоматично умножение, деление и някои други) и по дизайн (най-често срещаните бяха модели, базирани на колелото на Odner и валяка на Leibniz). Веднага трябва да се отбележи, че неавтоматични и автоматични машини бяха произведени едновременно - автоматичните, разбира се, бяха много по-удобни, но струваха около два порядъка по-скъпи от неавтоматичните.

Неавтоматични аритмометри на колелото на Odhner

"Arimθmeter на системата V. T. Odner" - първите сумиращи машини от този тип. Произведен по време на живота на изобретателя (приблизително 1880-1905) във фабрика в Санкт Петербург.

"Съюз" - произвежда се от 1920 г. в Московския завод за броене и пишещи машини.

"Original Dynamo" се произвежда от 1920 г. в завод "Динамо" в Харков.

"Феликс" - най-разпространената машина за добавяне в СССР. Произвежда се от 1929 до края на 70-те години.

Автоматични аритмометри на колелото на Odhner

Facit CA 1-13 - една от най-малките автоматични машини за добавяне

VK-3 - неговият съветски клонинг.

Неавтоматични аритмометри на валяк на Лайбниц

Машини за добавяне на Thomas и редица подобни модели с лост, произведени преди началото на 20-ти век.

Клавиатурни машини като Rheinmetall Ie или Nisa K2

Автоматични аритмометри на валяк на Лайбниц

Rheinmetall SAR - Един от първите два автоматични компютъра в Германия. Неговата отличителна черта - малка клавиатура с десет клавиша (като на калкулатор) вляво от основната - беше използвана за въвеждане на множител при умножение.

VMA, VMM - неговите съветски клонинги.

Friden SRW е една от малкото машини за събиране, способни автоматично да извличат квадратни корени.

Други аритмометри

Mercedes Euklid 37MS, 38MS, R37MS, R38MS, R44MS - тези изчислителни машини бяха основните конкуренти на Rheinmetall SAR в Германия. Те работеха малко по-бавно, но имаха голям брой функции.

Използване

Добавяне

Задайте първия член на лостовете.

Завъртете копчето настрани от вас (по часовниковата стрелка). В този случай числото на лостовете се въвежда в брояча за сумиране.

Задайте втория член на лостовете.

Обърнете дръжката от себе си. В този случай числото на лостовете ще бъде добавено към числото в брояча за сумиране.

Резултатът от събирането е на сумиращия брояч.

Изваждане

Поставете лостовете намалени.

Обърнете дръжката от себе си. В този случай числото на лостовете се въвежда в брояча за сумиране.

Задайте изваждането на лостовете.

Завъртете дръжката към себе си. В този случай числото на лостовете се изважда от числото на сумиращия брояч.

Резултатът от изваждането на сумиращия брояч.

Ако изваждането даде отрицателно число, аритмометърът ще бие звънец. Тъй като машината за сумиране не работи с отрицателни числа, е необходимо да „отмените“ последната операция: без да променяте позицията на лостовете и конзолата, завъртете дръжката в обратна посока.

Умножение

Умножение с малко число

Задайте първия множител на лостовете.

Завъртете копчето настрани от вас, докато вторият множител се появи на брояча на въртене.

Умножение с помощта на конзолата

По аналогия с умножението на колони, те се умножават по всяка цифра, записвайки резултатите с отместване. Отместването се определя от позицията, в която се намира вторият множител.

За да преместите конзолата, използвайте дръжката пред машината за добавяне (Felix) или клавишите със стрелки (VK-1, Rheinmetall).

Да вземем пример: 1234x5678:

Преместете конзолата докрай наляво.

Задайте множителя на лостовете с по-голяма (на око) сума от цифри (5678).

Завъртете копчето настрани от вас, докато първата цифра (вдясно) на втория множител (4) се появи на брояча на въртене.

Преместете конзолата една стъпка надясно.

По същия начин направете стъпки 3 и 4 за останалите числа (2-ро, 3-то и 4-то). В резултат на това броячът на въртене трябва да има втори множител (1234).

Резултатът от умножението е на брояча за сумиране.

дивизия

Помислете за случая на разделяне на 8765 на 432:

Задайте дивидента (8765) на лостовете.

Преместете конзолата до петата цифра (четири стъпки вдясно).

Маркирайте края на цялата част на делимото с метални "запетаи" на всички броячи (запетайките трябва да са в колона преди числото 5).

Обърнете дръжката от себе си. В този случай дивидентът се въвежда в брояча за сумиране.

Нулирайте брояча на въртене.

Поставете разделителя (432) върху лостовете.

Преместете конзолата така, че най-значимият бит от дивидента да е подравнен с най-значимия бит на делителя, тоест една стъпка вдясно.

Завъртете копчето към себе си, докато получите отрицателно число (изброяване, маркирано със звука на звънец). Върнете дръжката с един завой назад.

Преместете конзолата една стъпка наляво.

Следвайте стъпки 8 и 9 до крайната позиция на конзолата.

Резултатът е модулът на числото на въртящия се брояч, целите и дробните части са разделени със запетая. Останалото е на сумиращия брояч.

литература:

Организация и техника на механизация на счетоводството; Б. Дроздов, Г. Евстигнеев, В. Исаков; 1952 г

Изчислителни машини; И. С. Евдокимов, Г. П. Евстигнеев, В. Н. Криушин; 1955 г

Компютри, V. N. Ryazankin, G. P. Evstigneev, N. N. Tresvyatsky. Част 1.

Каталог на Централното бюро за техническа информация за КИП; 1958 г