Material para curiosos. ¿Cuándo y quién inventó la primera máquina sumadora? Aritmómetro de mediados del siglo XX.

En el tercer libro sobre los viajes de Gulliver, el médico de este barco cuerdo se encuentra en la isla voladora de Laputa, donde viven científicos brillantes. Bueno, solo hay un paso del genio a la locura y, según Jonathan Swift, los científicos laputianos han dado ese paso. Sus inventos deberían prometer beneficios para toda la humanidad. Mientras tanto, se ven divertidos y patéticos.

Entre otros científicos laputianos, hubo uno que inventó una máquina para escribir invenciones brillantes, novelas y tratados científicos. Todo esto tuvo que suceder de forma completamente aleatoria en una máquina formada por muchos cubos con forma de dados. Cuarenta alumnos giraban las manivelas que ponían en movimiento todos estos cubos, que como resultado giraban con diferentes caras, formando todo tipo de palabras y combinaciones de palabras, de las que, tarde o temprano, se formarían brillantes creaciones.

Se sabe que J. Swift en la forma de este científico parodiaba a su contemporáneo mayor. Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716). Para ser honesto, Leibniz no era digno de tal ridículo. En su relato científico hay muchos descubrimientos e invenciones, incluido el análisis matemático, el cálculo diferencial e integral, la combinatoria y la lógica matemática. El zar Pedro I (se escribió sobre él el 25/04/2014) durante su estancia en Alemania en 1712 se reunió con Leibniz. Leibniz pudo inspirar al emperador ruso con dos ideas importantes que influyeron en el desarrollo posterior del Imperio ruso. Esta es la idea de crear la Academia Imperial de Ciencias y la idea de la "Tabla de Rangos"

Los inventos de Leibniz incluyen la primera máquina sumadora del mundo, inventada por él en 1672. Se suponía que esta máquina sumadora automatizaba los cálculos aritméticos, que hasta entonces se consideraban prerrogativa de la mente humana. En general, Leibniz a la pregunta "¿puede pensar una máquina?" respondió positivamente, y Swift lo ridiculizó por esto.

Estrictamente hablando, G. W. Leibniz no puede ser considerado el verdadero inventor de la máquina de sumar. Se le ocurrió la idea, hizo el prototipo. Pero la verdadera máquina de sumar fue inventada en 1874 por Vilgod Odner. V. Odner era sueco, pero vivía en San Petersburgo. Primero patentó su invento en Rusia y luego en Alemania. Y la producción de máquinas sumadoras Odner comenzó en 1890 en San Petersburgo y en 1891 en Alemania. Entonces, Rusia no es solo el lugar de nacimiento de los elefantes, sino también el lugar de nacimiento de las máquinas de sumar.

Después de la revolución, se conservó la producción de máquinas sumadoras en la URSS. Los aritmómetros se produjeron originalmente en Moscú, en la planta de Dzerzhinsky. Por eso lo llamaban "Félix". Hasta la década de 1960, las máquinas sumadoras se producían en las fábricas de Kursk y Penza.

El "punto culminante" del diseño de la máquina sumadora de V. Odner fue una rueda dentada especial con un número variable de dientes. Esta rueda se llamaba “Rueda Odner” y, dependiendo de la posición de la palanca especial, podía tener de uno a nueve dientes.

Había 9 dígitos en el panel de la máquina sumadora. En consecuencia, se fijaron 9 ruedas Odner en el eje de la máquina sumadora. Los números en los dígitos se establecieron moviendo la palanca a lo largo del panel a una de las 10 posiciones, del 0 al 9. Al mismo tiempo, el número correspondiente de dientes avanzaba en cada una de las ruedas. Después de escribir un número, era posible girar la manija en una dirección (para sumar) o en la otra dirección (para restar). En este caso, los dientes de cada rueda engranaron con uno de los 9 engranajes intermedios y los giraron el número de dientes correspondiente. El número correspondiente apareció en el contador resultante. Después de eso, se tecleó el segundo número y se sumaron o restaron los dos números. En el carro de la máquina sumadora había un contador de revoluciones de manija que, si era necesario, se ponía a cero.

La multiplicación se realizó por suma múltiple y la división por resta múltiple. Pero multiplicar números de varios dígitos, por ejemplo, 15 por 25, configurando primero el número 15 y luego desplazando la máquina sumadora 25 veces en una dirección, era agotador. Con tal enfoque, un error podría colarse fácilmente en los cálculos.

Para la multiplicación o división de números de varios dígitos, el carro se hizo móvil. Al mismo tiempo, la multiplicación, por ejemplo, por 25, se reducía a desplazar el carro a la derecha en un dígito, dos vueltas de la perilla en la dirección "+". Después de eso, el carro se movió hacia la izquierda y la manija giró 5 veces más. La división se realizó de la misma manera, solo se debe girar el mango en la dirección de "-"

La máquina de sumar era un dispositivo simple pero muy efectivo. Hasta que aparecieron las computadoras y calculadoras electrónicas, se usó ampliamente en todos los sectores de la economía nacional de la URSS.

Y en las instituciones científicas también. Los cálculos para el proyecto atómico se realizaron en aritmómetros. Pero el cálculo del lanzamiento de satélites en órbita y los cálculos de la bomba de hidrógeno fueron muy complejos. Ya no era posible producirlos manualmente. Entonces, en la Unión Soviética, se dio el visto bueno a la producción y uso de computadoras electrónicas. Aunque la cibernética, como saben, fue una moza pública en el lecho del imperialismo estadounidense.

Diseñado para multiplicaciones y divisiones exactas, así como para sumas y restas.

Escritorio o portátil: En la mayoría de los casos, las máquinas sumadoras eran de escritorio o "rodilla" (como las computadoras portátiles modernas), ocasionalmente había modelos de bolsillo (Curta). En esto diferían de las grandes computadoras de piso como los tabuladores (T-5M) o las computadoras mecánicas (Z-1, el motor diferencial de Charles Babbage).

Mecánico: Los números se ingresan en la máquina de sumar, se convierten y se transmiten al usuario (se muestran en las ventanas del mostrador o se imprimen en una cinta) usando solo dispositivos mecánicos. Al mismo tiempo, la máquina sumadora puede usar solo un accionamiento mecánico (es decir, para trabajar en ellos, debe girar constantemente el mango. Esta versión primitiva se usa, por ejemplo, en Felix) o realizar parte de las operaciones usando un motor eléctrico (Las máquinas sumadoras más avanzadas son las computadoras automáticas, por ejemplo, Facit CA1-13", casi todas las operaciones usan un motor eléctrico).

Cálculo exacto: Los medidores adicionales son dispositivos digitales (y no analógicos, como una regla de cálculo). Por lo tanto, el resultado del cálculo no depende del error de lectura y es absolutamente exacto.

Multiplicación y división: Los aritmómetros están diseñados principalmente para la multiplicación y la división. Por lo tanto, casi todas las máquinas sumadoras tienen un dispositivo que muestra la cantidad de sumas y restas: un contador de revoluciones (ya que la multiplicación y la división se implementan con mayor frecuencia como sumas y restas secuenciales; para obtener detalles, consulte a continuación).

Adición y sustracción: Las máquinas sumadoras pueden realizar sumas y restas. Pero en los modelos de palanca primitivos (por ejemplo, en Felix), estas operaciones se realizan muy lentamente, más rápido que la multiplicación y la división, pero notablemente más lento que en las máquinas sumadoras más simples o incluso manualmente.

No programable: Cuando se trabaja en una máquina sumadora, el procedimiento siempre se configura manualmente: inmediatamente antes de cada operación, presione la tecla correspondiente o gire la palanca correspondiente. Esta característica de la máquina sumadora no está incluida en la definición, ya que prácticamente no había análogos programables de máquinas sumadoras.

Panorama historico

Sumar modelos de máquinas

Máquina calculadora Felix (Museo del Agua, San Petersburgo)

Máquina sumadora Facit CA 1-13

Aritmómetro Mercedes R38SM

Los modelos de máquinas sumadoras diferían principalmente en el grado de automatización (desde no automáticas, capaces de realizar solo sumas y restas por sí solas, hasta completamente automáticas, equipadas con mecanismos para la multiplicación, división y algunos otros automáticos) y en el diseño (la los más comunes fueron los modelos basados ​​en la rueda de Odner y el rodillo de Leibniz). Cabe señalar de inmediato que las máquinas no automáticas y automáticas se produjeron al mismo tiempo; las automáticas, por supuesto, eran mucho más convenientes, pero costaban aproximadamente dos órdenes de magnitud más caras que las no automáticas.

Aritmómetros no automáticos en la rueda de Odhner

• "Ariθmómetro del sistema V. T. Odner"- los primeros aritmómetros de este tipo. Producido durante la vida del inventor (aproximadamente 1880-1905) en una fábrica en San Petersburgo.
• "Unión"- producido desde 1920 en la planta de Moscú de conteo y máquinas de escribir.
• "Dinamo original" producido desde 1920 en la planta de Dynamo en Kharkov.
• "Félix"- la máquina de sumar más común en la URSS. Producido desde 1929 hasta finales de la década de 1970.

Aritmómetros automáticos en la rueda de Odhner

• Factor CA 1-13- una de las máquinas sumadoras automáticas más pequeñas
• VK-3- su clon soviético.

Aritmómetros no automáticos en un rodillo de Leibniz

• Máquinas sumadoras Thomas y varios modelos de palanca similares producidos antes de principios del siglo XX.
• Máquinas de teclado como Rheinmetall Ie o Nisa K2

Aritmómetros automáticos en un rodillo de Leibniz

• Rheinmetall SAR: una de las dos mejores computadoras automáticas de Alemania. Su característica distintiva, un pequeño teclado de diez teclas (como en una calculadora) a la izquierda del principal, se utilizó para ingresar un multiplicador al multiplicar.
• VMA, VMM - sus clones soviéticos.
• Friden SRW es una de las pocas máquinas sumadoras capaces de extraer automáticamente raíces cuadradas.

Otros aritmómetros

Mercedes Euklid 37MS, 38MS, R37MS, R38MS, R44MS: estas máquinas calculadoras eran los principales competidores de Rheinmetall SAR en Alemania. Trabajaban un poco más lento, pero tenían una gran cantidad de funciones.

Uso

Suma

1. Establezca el primer término en las palancas.
2. Gire la perilla lejos de usted (en el sentido de las agujas del reloj). En este caso, el número de las palancas se ingresa en el contador de suma.
3. Establezca el segundo término en las palancas.
4. Gire el mango lejos de usted. En este caso, el número de las palancas se sumará al número del contador de suma.
5. El resultado de la suma está en el contador de suma.

Sustracción

1. Ajuste en las palancas el reducido .
2. Gire el mango lejos de usted. En este caso, el número de las palancas se ingresa en el contador de suma.
3. Coloque el sustraendo en las palancas.
4. Gire el mango hacia usted. En este caso, el número de las palancas se resta del número del contador de suma.
5. El resultado de la resta en el contador de suma.

Si la resta da un número negativo, el aritmómetro sonará como una campana. Como la máquina de sumar no opera con números negativos, es necesario “deshacer” la última operación: sin cambiar la posición de las palancas y la consola, gire la perilla en la dirección opuesta.

Multiplicación

Multiplicación por un número pequeño

1. Coloque el primer multiplicador en las palancas.
2. Gire la perilla lejos de usted hasta que aparezca el segundo multiplicador en el contador de giros.

Multiplicación usando la consola

Por analogía con la multiplicación de columnas, multiplican por cada dígito, escribiendo los resultados con un desplazamiento. El desplazamiento está determinado por la posición en la que se encuentra el segundo multiplicador.

Para mover la consola, use la manija frente a la máquina sumadora (Felix) o las teclas de flecha (VK-1, Rheinmetall).

Tomemos un ejemplo: 1234x5678:

1. Mueva la consola completamente hacia la izquierda.
2. Establezca el multiplicador en las palancas con una suma de dígitos mayor (a simple vista) (5678).
3. Gire la perilla hacia el lado opuesto de usted hasta que aparezca el primer dígito (a la derecha) del segundo multiplicador (4) en el contador de giros.
4. Mueva la consola un paso a la derecha.
5. Del mismo modo, realice los pasos 3 y 4 para los números restantes (2º, 3º y 4º). Como resultado, el contador de tiradas debería tener un segundo multiplicador (1234).
6. El resultado de la multiplicación está en el contador de suma.

División

Considere el caso de dividir 8765 por 432:

1. Coloque el dividendo (8765) en las palancas.
2. Mueva la consola al quinto dígito (cuatro pasos a la derecha).
3. Marque el final de la parte entera del divisible con "comas" de metal en todas las fichas (las comas deben estar en una columna antes del número 5).
4. Gire el mango lejos de usted. En este caso, el dividendo se ingresa en el contador de suma.
5. Restablezca el contador de vueltas.
6. Coloque el divisor (432) en las palancas.
7. Mueva la consola para que el bit más significativo del dividendo esté alineado con el bit más significativo del divisor, es decir, un paso a la derecha.
8. Gire la perilla hacia usted hasta obtener un número negativo (enumeración, marcado por el sonido de una campana). Regrese el mango una vuelta hacia atrás.
9. Mueva la consola un paso a la izquierda.
10. Siga los pasos 8 y 9 hasta la posición extrema de la consola.
11. El resultado es el módulo del número en el contador de giros, las partes enteras y fraccionarias están separadas por una coma. El resto está en el contador de suma.

notas

ver también

Literatura

1. Organización y técnica de la mecanización contable; B. Drozdov, G. Evstigneev, V. Isakov; 1952
2. Máquinas calculadoras; I. S. Evdokimov, G. P. Evstigneev, V. N. Kriushin; 1955
3. Computadoras, V. N. Ryazankin, G. P. Evstigneev, N. N. Tresvyatsky. Parte 1.
4. Catálogo de la Oficina Central de Información Técnica de Instrumentación y Automatización; 1958

Enlaces

• // Diccionario Enciclopédico de Brockhaus y Efron: En 86 tomos (82 tomos y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.
• Fotos de la máquina de sumar VK-1 (Schetmash), incluso desde el interior (haga clic para ampliar)
• Arif-ru.narod.ru: un gran sitio en ruso dedicado a las máquinas sumadoras (ruso)
• Fotos de máquinas sumadoras soviéticas en el sitio de Sergei Frolov (ruso)
• rechenmaschinen-illustrated.com: Fotografías y breves descripciones de cientos de modelos de máquinas sumadoras.
• (Inglés)

Hasta cierto punto en su desarrollo, al contar objetos, la humanidad se contentaba con una "calculadora" natural: diez dedos dados desde el nacimiento. Cuando no había suficientes, hubo que inventar varios instrumentos primitivos: guijarros, palos, ábacos, suan-pan chino, soroban japonés, ábaco ruso. El dispositivo de estas herramientas es primitivo, pero manejarlas requiere bastante habilidad. Entonces, por ejemplo, para una persona moderna, nacida en la era de las calculadoras, es extremadamente difícil dominar la multiplicación y la división en cuentas. Tales maravillas de "hueso" en la cuerda floja ahora son posibles, quizás, solo para un microprogramador, iniciado en los secretos del trabajo del microprocesador Intel.

Un gran avance en la mecanización del conteo se produjo cuando los matemáticos europeos comenzaron a correr para inventar las máquinas de sumar. Sin embargo, vale la pena comenzar la revisión con una clase de calculadoras fundamentalmente diferente.

rama sin salida

En 1614, el barón escocés John Napier (1550-1617) publicó un brillante tratado, Descripción de la asombrosa tabla de logaritmos, que introdujo un método computacional revolucionario en el uso matemático. Partiendo de la ley logarítmica, relativamente hablando, “reemplazando” la multiplicación y la división por la suma y la resta, se compilaron tablas que facilitan el trabajo, en primer lugar, a los astrónomos que operan con grandes arreglos de números.

Tiempo después, el galés Edmund Gunter (Edmund Gunter, 1581-1626) propuso un dispositivo mecánico que utilizaba una escala logarítmica para facilitar los cálculos. A varias escalas graduadas según la ley exponencial, se le acoplaban dos compases de medida, los cuales debían ser operados simultáneamente, determinando la suma o diferencia de los segmentos de la escala, lo que permitía hallar el producto o cociente. Estas manipulaciones requerían mucho cuidado.

En 1632, los matemáticos ingleses William Oughtred (William Oughtred, 1575-1660) y Richard Delamain (Richard Delamain, 1600-1644) inventaron una regla de cálculo en la que las escalas se desplazan entre sí y, por lo tanto, no había necesidad de utilizar dicha regla. carga al calcular, como círculos. Además, los británicos propusieron dos diseños: rectangular y redondo, en los que se aplicaban escalas logarítmicas sobre dos anillos concéntricos que giraban entre sí.

El diseño "canónico" de la regla de cálculo apareció en 1654 y fue utilizado en todo el mundo hasta el comienzo de la era de las calculadoras electrónicas, su autor fue el inglés Robert Bissaker. Tomó tres tiras graduadas de 60 centímetros de largo, sujetó las dos exteriores con un marco de metal, y la del medio sirvió como motor que se deslizaba entre ellas. Eso es solo el control deslizante, que registró el resultado de la operación realizada, tal diseño no proporcionó. El gran Sir Isaac Newton (Isaac Newton, 1643-1727), nuevamente inglés, habló sobre la necesidad de este, por supuesto, un elemento útil en 1675. Sin embargo, su deseo absolutamente justo se realizó solo un siglo después.

Cabe señalar que el método de cálculo logarítmico se basa en el principio analógico, cuando los números se "reemplazan" por sus análogos, en este caso, por las longitudes de los segmentos. Tal análogo no es discreto, no aumenta en uno de los dígitos menos significativos del número. Este es un valor continuo que, lamentablemente, tiene un cierto error que se produce cuando se mide y una baja precisión de representación. Para poder procesar, digamos, números de 10 bits con la ayuda de una regla de cálculo, su longitud debe alcanzar varias decenas de metros. Está bastante claro que la implementación de tal proyecto no tiene ningún sentido.

Sobre el mismo principio ideológico que la regla de cálculo, las computadoras analógicas (AVM, computadoras analógicas) se crearon en el siglo XX. En ellos, el valor calculado fue representado por un potencial eléctrico, y el proceso computacional fue modelado utilizando un circuito eléctrico. Dichos dispositivos eran bastante versátiles y permitían resolver muchos problemas importantes. La ventaja indiscutible de AVM en comparación con las máquinas digitales de esa época era la alta velocidad. Una desventaja igualmente indiscutible es la baja precisión de los resultados obtenidos. Cuando aparecieron los potentes sistemas informáticos en la década de 1980, el problema de la velocidad se hizo menos agudo y los AVM se desvanecieron gradualmente en las sombras, aunque no desaparecieron de la faz de la tierra.

aritmética con dientes

A primera vista, puede parecer que el tribunal de la historia se ha ocupado aún más despiadadamente de otro tipo de mecanismo informático: las máquinas de sumar. De hecho, ahora solo se pueden encontrar en el museo. Por ejemplo, en nuestro Politécnico, o en el Museo Alemán de Munich (Deutches Museum), o en el Museo de Tecnología Informática de Hannover (Ponton Computer-Museum). Sin embargo, esto es fundamentalmente incorrecto. Sobre la base del principio de funcionamiento de los aritmómetros (suma bit a bit y desplazamiento de la suma de productos parciales), se crearon dispositivos aritméticos electrónicos, la "cabeza" de la computadora. Posteriormente, fueron cubiertos con un dispositivo de control, memoria, periféricos y, al final, fueron "amurallados" en el microprocesador.

Diez años antes, como resultado de una investigación histórica en Alemania, se descubrieron dibujos y una descripción de una máquina sumadora, realizados en 1623 por Wilhelm Schickard (1592-1636), profesor de matemáticas en la Universidad de Tübingen. Era una máquina de 6 bits muy "avanzada", que constaba de tres nodos: un dispositivo de suma y resta, un dispositivo multiplicador y un registrador de resultados intermedios. Si el sumador se hizo con engranajes tradicionales que tenían levas para transferir la unidad de transferencia a la broca adyacente, entonces el multiplicador se construyó de manera muy sofisticada. En él, el profesor alemán aplicó el método de "celosía", cuando, con la ayuda de una "tabla de multiplicar" de engranajes "montada" en los ejes, cada dígito del primer factor se multiplica por cada dígito del segundo, después de lo cual todos estos productos parciales se suman con un desplazamiento.

Este modelo resultó ser viable, lo que se demostró en 1957, cuando se recreó en Alemania. Sin embargo, no se sabe si el propio Shikkard pudo construir su máquina de sumar. Hay pruebas contenidas en su correspondencia con el astrónomo Johannes Kepler (Johannes Kepler, 1571-1630) de que el modelo inacabado murió en un incendio durante un incendio en el taller. Además, el autor, que pronto murió de cólera, no tuvo tiempo de introducir información sobre su invento en uso científico, y solo se conoció a mediados del siglo XX.

Por lo tanto, Blaise Pascal (Blaise Pascal, 1623-1662), quien fue el primero no solo en diseñar, sino también en construir una máquina de sumar funcional, comenzó, como se suele decir, desde cero. Brillante científico francés, uno de los creadores de la teoría de la probabilidad, autor de varios teoremas matemáticos importantes, científico natural que descubrió la presión atmosférica y determinó la masa de la atmósfera terrestre, y un destacado pensador que dejó obras como “ Pensamientos” y “Cartas al provincial”, fue en la vida cotidiana el hijo amoroso del Presidente de las Reales Asambleas. Cuando era un muchacho de diecinueve años, en 1642, queriendo ayudar a su padre, que dedicaba mucho tiempo y esfuerzo a recopilar estados financieros, diseñó una máquina que podía sumar y restar números.

La primera muestra se rompía constantemente, y dos años después Pascal hizo un modelo más perfecto. Era una máquina puramente financiera: tenía seis decimales y dos adicionales: uno dividido en 20 partes, el otro en 12, que correspondían a la razón de las unidades monetarias de entonces (1 sous = 1/20 libra, 1 denier = 1/12 sous). Cada categoría correspondía a una rueda con un número específico de dientes.

Durante su corta vida, Blaise Pascal, que vivió solo 39 años, logró fabricar unas cincuenta máquinas calculadoras a partir de una amplia variedad de materiales: de cobre, de varios tipos de madera, de marfil. El científico presentó uno de ellos al canciller Seguier (Pier Seguier, 1588-1672), vendió algunos modelos, demostró algunos durante conferencias sobre los últimos logros de la ciencia matemática. 8 copias han sobrevivido hasta el día de hoy.

Fue Pascal quien posee la primera patente de la "rueda de Pascal", otorgada a él en 1649 por el rey francés. Como muestra de respeto por sus méritos en el campo de la "ciencia computacional", uno de los lenguajes de programación modernos se llama Pascal.

modernizadores

Es bastante comprensible que la "rueda de Pascal" inspirara a los inventores a mejorar la máquina de sumar. Una solución muy original fue propuesta por Claude Perrault (Claude Perrault, 1613-1688), hermano del mundialmente famoso narrador, quien era un hombre de los más amplios intereses y habilidades únicas: médico, arquitecto, físico, naturalista, traductor, arqueólogo, diseñador, mecánico y poeta. El legado creativo de Claude Perrault contiene dibujos fechados en 1670 de una máquina sumadora, en la que se utilizan cremalleras con dientes en lugar de ruedas. Al avanzar, giran el contador de suma.

La próxima palabra de diseño, ¡y qué! - dijo Gottfried Leibniz (Gottfried Leibniz, 1646-1716), enumerando los méritos y actividades de los cuales pueden ser reemplazados por dos palabras de gran capacidad "gran pensador". Hizo tanto en matemáticas que el "padre de la cibernética" Norbert Wiener (Norbert Wiener, 1894-1964) propuso canonizar al científico alemán y "nombrar" santos patronos a los creadores de las computadoras.

En el siglo XVII, por supuesto, no se podía hablar de la producción en masa de las máquinas de sumar de Leibniz. Sin embargo, fueron liberados no tan poco. Entonces, por ejemplo, uno de los modelos fue para Peter I. El zar ruso dispuso de la máquina matemática de una forma muy peculiar: se la regaló al emperador chino con fines diplomáticos.

Una revisión de las ideas constructivas relacionadas con la mejora de las máquinas calculadoras mecánicas estaría incompleta sin mencionar al matemático italiano Giovanni Poleni (Giovanni Poleni, 1683-1761). Comenzó su carrera científica como profesor de astronomía en la Universidad de Padua. Luego se trasladó al Departamento de Física. Y pronto encabezó el departamento de matemáticas, reemplazando a Nicholas Bernoulli en este puesto (Nicholaus Bernoulli, 1695-1726). Sus aficiones eran la arquitectura, la arqueología y la construcción de ingeniosos mecanismos. En 1709, Poleney demostró una máquina sumadora que utilizaba el principio progresivo de una "rueda dentada con un número variable de dientes". También utilizó una innovación fundamental: la máquina era impulsada por la fuerza de un peso que caía atado al extremo libre de la cuerda. Este fue el primer intento en la historia de la "construcción de aritmómetros" para reemplazar el accionamiento manual con una fuente externa de energía.

Y en la década de 1820, el matemático inglés Charles Babbage (Charles Babbage, 1791-1871) inventó la máquina diferencial y comenzó a construirla. Durante la vida de Babbage, este aparato nunca se construyó, pero, lo que es más importante, cuando se agotó la financiación del proyecto, el matemático ideó la "Máquina analítica" para cálculos generales y, por primera vez, formalizó y describió la lógica de . .. un ordenador. Pero, sin embargo, esta es una historia ligeramente diferente.

Trabajadores de grandes series

En el siglo XIX, cuando la tecnología de procesamiento de metales de precisión logró un éxito significativo, se hizo posible introducir una máquina sumadora en una amplia variedad de áreas de la actividad humana, en las que, como se dice ahora, es necesario procesar grandes cantidades de datos. El alsaciano Charles-Xavier Thomas de Colmar (1785-1870) se convirtió en el pionero de la producción en serie de máquinas calculadoras. Habiendo introducido una serie de mejoras operativas en el modelo de Leibniz, en 1821 comenzó a producir máquinas sumadoras de 16 bits en su taller parisino, que se conoció como "máquinas de thomas". Al principio eran caros: 400 francos. Y se produjeron en cantidades no tan grandes, hasta 100 copias al año. Pero a finales de siglo aparecen nuevos fabricantes, surge la competencia, bajan los precios y aumenta el número de compradores.

Varios diseñadores, tanto en el Viejo como en el Nuevo Mundo, patentan sus modelos, que difieren del modelo clásico de Leibniz solo en la introducción de comodidades adicionales en la operación. Aparece una campana que indica errores, como restar de un número más pequeño a uno más grande. Las palancas se sustituyen por llaves. Se adjunta un asa para llevar la máquina sumadora de un lugar a otro. Se mejoran los indicadores ergonómicos. Se está mejorando el diseño.

En 1875, Odner diseñó su primera máquina sumadora, cuyos derechos de producción transfirió a la planta de construcción de maquinaria Ludwig Nobel. Quince años después, habiéndose convertido en el propietario del taller, Vilgodt Teofilovich lanza un nuevo modelo de máquina sumadora en San Petersburgo, que se compara favorablemente con las máquinas calculadoras que existían en ese momento en compacidad, confiabilidad, facilidad de uso y alto rendimiento. .

Tres años más tarde, el taller se convierte en una potente planta que produce más de 5.000 aritmómetros al año. El producto con el sello "Mechanical Plant V. T. Odner, St. Petersburg" comienza a ganar popularidad mundial, recibe los más altos premios de exposiciones industriales en Chicago, Bruselas, Estocolmo, París. A principios del siglo XX, la máquina sumadora de Odner empieza a dominar el mercado mundial.

Después de la repentina muerte del "Bill Gates ruso" en 1905, los familiares y amigos continuaron con el negocio de Odner. Revolution puso fin a la gloriosa historia de la empresa: V.T. Odner se convirtió en una planta de reparación.

Sin embargo, a mediados de la década de 1920, se revivió la producción de máquinas sumadoras en Rusia. El modelo más popular, llamado "Felix", se produjo en la planta. Dzerzhinsky hasta finales de la década de 1960. Paralelamente a Felix, se lanzó en la Unión Soviética la producción de máquinas calculadoras electromecánicas de la serie VK, en las que los esfuerzos musculares fueron reemplazados por un accionamiento eléctrico. Este tipo de calculadora fue creada a imagen y semejanza del automóvil alemán "Mercedes". Las máquinas electromecánicas, en comparación con las máquinas sumadoras, tenían una productividad significativamente mayor. Sin embargo, el rugido que crearon fue como el fuego de una ametralladora. Sin embargo, si una docena o dos Mercedes estaban trabajando en la sala de operaciones, en términos de ruido parecía una batalla feroz.

En la década de 1970, cuando comenzaron a aparecer las calculadoras electrónicas -primero de tubo, luego de transistor- todo el esplendor mecánico descrito anteriormente comenzó a trasladarse rápidamente a los museos, donde permanece hasta el día de hoy.

El prototipo de la calculadora -máquina sumadora- existió hace más de 300 años. Hoy en día, los cálculos matemáticos complejos se pueden hacer con facilidad presionando silenciosamente las teclas de la misma calculadora o computadora, teléfono móvil, teléfono inteligente (que tienen instaladas las aplicaciones apropiadas). Anteriormente, este procedimiento tomaba mucho tiempo y creaba muchos inconvenientes. Pero aún así, la aparición del primer dispositivo de conteo hizo posible ahorrar en el costo del trabajo mental y también impulsó un mayor progreso. Por lo tanto, es interesante saber quién inventó la máquina de sumar y cuándo sucedió.

La aparición de la máquina sumadora

¿Quién inventó el aritmómetro primero? Este hombre fue el científico alemán Gottfried Leibniz. El gran filósofo y matemático diseñó un dispositivo que consistía en un carro móvil y un rodillo escalonado. G. Leibniz presentó al mundo en 1673.

Sus ideas fueron adoptadas por el ingeniero francés Thomas Xavier. Inventó una máquina calculadora para realizar cuatro operaciones aritméticas. Los números se establecieron moviendo el engranaje a lo largo del eje hasta que los números requeridos aparecían en la ranura, con cada rodillo escalonado correspondiente a un dígito de números. El dispositivo era accionado por la rotación de una palanca manual que, a su vez, movía los engranajes y los rodillos dentados, dando el resultado deseado. Fue la primera máquina sumadora puesta en producción en masa.

Modificaciones de dispositivos

El inglés J. Edmondzon fue quien inventó la máquina sumadora con mecanismo circular (el carro realiza una acción en un círculo). Este dispositivo fue creado en 1889 basado en el aparato de Thomas Xavier. Sin embargo, no hubo cambios especiales en el diseño del dispositivo, y este resultó ser tan voluminoso e inconveniente como sus predecesores. Los análogos posteriores del dispositivo también pecaron de la misma manera.

Es bien sabido quién inventó la máquina sumadora con teclado numérico. Era el estadounidense F. Baldwin. En 1911, introdujo un dispositivo de conteo en el que un conjunto de números estaba formado por dígitos verticales que contenían 9 caracteres.

La producción de tales dispositivos de conteo en Europa fue establecida por el ingeniero Karl Lindstrom, quien creó un dispositivo de tamaño más compacto y diseño original. Aquí, los rodillos escalonados ya estaban dispuestos verticalmente en lugar de horizontalmente y, además, estos elementos estaban dispuestos en un patrón de tablero de ajedrez.

En el territorio de la Unión Soviética, se creó la primera máquina sumadora en la planta "Schetmash". Dzerzhinsky en Moscú en 1935. Fue llamado el teclado (KSM). Su producción continuó hasta que se reanudó en forma de nuevos modelos de máquinas semiautomáticas solo en 1961.

En los mismos años, también se crearon dispositivos automáticos, como VMM-2 y Zoemtron-214, que se utilizaron en varios campos, mientras que el trabajo se caracterizó por un gran ruido e incomodidad, pero este fue el único dispositivo en ese momento que ayudó. para hacer frente a una gran cantidad de cálculos.

Ahora estos dispositivos se consideran una rareza, solo se pueden encontrar como exhibición de museo o en la colección de amantes de la tecnología antigua. Hemos considerado la cuestión de quién inventó la máquina de sumar y también brindamos información sobre la historia del desarrollo técnico de este aparato, y esperamos que esta información sea útil para los lectores.

Una máquina de sumar(del griego arithmys - número y ... metro), una computadora de escritorio para realizar operaciones aritméticas. La máquina para cálculos aritméticos fue inventada por B. Pascal (1641), pero la primera máquina práctica que realiza 4 operaciones aritméticas fue construida por el relojero alemán Hahn (1790). En 1890, el mecánico de San Petersburgo V. T. Odner inició la producción de máquinas calculadoras rusas, que sirvieron como prototipo para los modelos posteriores de A.

A. está equipado con un mecanismo para configurar y transferir números al contador, un contador de revoluciones, un contador de resultados, un dispositivo para borrar el resultado, un accionamiento manual o eléctrico. A. es más eficiente cuando realiza operaciones de multiplicación y división. Con el desarrollo de la tecnología informática, las computadoras están siendo reemplazadas por computadoras con teclado más avanzadas.

UNA MÁQUINA DE SUMAR- máquina calculadora de escritorio para la ejecución directa de cuatro operaciones aritméticas. En A. un número de un solo dígito del 0 al 9 se representa girando la rueda, llamada conteo, en cierto ángulo. Cada dígito de un número de varios dígitos tiene su propiorueda de conteo, cuyos ángulos de rotación representan los 10 dígitos de una categoría determinada; estas cifras están marcadas en la circunferencia de la rueda 1. Un sistema de ruedas de conteo equipado con un dispositivo para transmitir decenas, es decir, un dispositivo debido al cual una revolución completa de la rueda de un dígito implica una rotación por unidad de ángulo (36 ° ) de la rueda del siguiente dígito, se llama contador 2. El contador es uno de los principales mecanismos de la máquina sumadora. Además, A. tiene un mecanismo para configurar estos números 3, un dispositivo para cancelar el resultado 4 y un accionamiento 5, manual o eléctrico. La operación de suma en la máquina sumadora se lleva a cabo sumando sucesivamente los ángulos de rotación de las ruedas de conteo correspondientes a los sumandos, resta - restando los ángulos de rotación de las ruedas de conteo. La multiplicación se lleva a cabo mediante la suma bit a bit y la división, mediante la resta bit a bit. El principio de contar, que se incorporó en A., se conoce desde hace mucho tiempo, pero los primeros modelos prácticos de A. eran muy primitivos. Establecer los números fue inconveniente y requería mucho tiempo, el problema de transferir decenas se resolvió de manera insatisfactoria, etc. Con el tiempo, los modelos experimentaron mejoras fundamentales: el diseño cambió y las capacidades operativas se ampliaron. El diseño original de la calculadora pertenece a I. L. Chebyshep, quien propuso una máquina calculadora “con movimiento continuo”. Gracias a la invención ( 1871) Ingeniero ruso Odnerim del mecanismo de ajuste. Las ruedas de Odhner todavía se usan en diseños nacionales y extranjeros. Modern A. tiene una serie de mejoras adicionales: eléctrico. unidad, configuración del teclado de estos números, dispositivos para el conteo automático, para el registro automático de resultados, etc. I! En la Unión Soviética, el A. "Felix" y el semiautomático A. "KSM" fueron los más utilizados.

Lit.: Chebyshev II. L., Calculadora de movimiento continuo, trans. del francés, completo ebbr. cit., volumen 4, -M, -L. .1 948; Bool V. G., aritmómetro 4i bysheia, “Actas de la Rama de la Phpch. Sciences of the Society of Natural Science Lovers, 1 894, volumen 7, núm. una; Legado científico de P. L. Chebyshev, vyi. 2, M, -. 1., 194 5 (pág. 72); G y o dma y V. A., Mecanización de la contabilidad. M, 1940.

Aritmómetro (del griego αριθμός - "número", "cuenta" y griego.μέτρον - "medida", "metro"), una computadora mecánica de escritorio (o portátil) diseñada para multiplicaciones y divisiones exactas, así como para sumas y restas.

De escritorio o portátiles: la mayoría de las veces, las máquinas de sumar eran de escritorio o de "rodilla" (como las computadoras portátiles modernas), ocasionalmente había modelos de bolsillo (Curta). En esto diferían de las grandes computadoras de piso como los tabuladores (T-5M) o las computadoras mecánicas (Z-1, el motor diferencial de Charles Babbage).

Mecánico: los números se ingresan en la máquina de sumar, se convierten y se transmiten al usuario (se muestran en las ventanas del mostrador o se imprimen en una cinta) usando solo dispositivos mecánicos. Al mismo tiempo, la máquina sumadora puede usar solo un accionamiento mecánico (es decir, para trabajar en ellos, debe girar constantemente el mango. Esta versión primitiva se usa, por ejemplo, en Felix) o realizar parte de las operaciones usando un motor eléctrico (Las máquinas sumadoras más avanzadas son las computadoras automáticas, por ejemplo, Facit CA1-13", casi todas las operaciones usan un motor eléctrico).

Cálculo preciso: los medidores de adición son dispositivos digitales (y no analógicos como una regla de cálculo). Por lo tanto, el resultado del cálculo no depende del error de lectura y es absolutamente exacto.

Multiplicación y división: Las máquinas de sumar están diseñadas principalmente para la multiplicación y la división. Por lo tanto, casi todas las máquinas sumadoras tienen un dispositivo que muestra la cantidad de sumas y restas: un contador de revoluciones (ya que la multiplicación y la división se implementan con mayor frecuencia como sumas y restas secuenciales; para obtener detalles, consulte a continuación).

Suma y resta: Las máquinas de sumar pueden realizar sumas y restas. Pero en los modelos de palanca primitivos (por ejemplo, en Felix), estas operaciones se realizan muy lentamente, más rápido que la multiplicación y la división, pero notablemente más lento que en las máquinas sumadoras más simples o incluso manualmente.

No programable: cuando se trabaja en la máquina sumadora, el procedimiento siempre se configura manualmente: inmediatamente antes de cada operación, presione la tecla correspondiente o gire la palanca correspondiente. Esta característica de la máquina sumadora no está incluida en la definición, ya que prácticamente no había análogos programables de máquinas sumadoras.

Panorama historico

150-100 aC mi. Mecanismo de Antikythera creado en Grecia

1623 - Wilhelm Schickard inventó el "reloj informático"

1642 - Blaise Pascal inventó la "pascalina"

1672 - Se crea la calculadora de Leibniz, la primera máquina sumadora del mundo. En 1672 apareció una máquina de dos bits y en 1694 una máquina de doce bits. Esta máquina sumadora no recibió una distribución práctica, ya que era demasiado complicada y costosa para su época.

1674 - Se crea la máquina Moreland

1820 - Thomas de Colmar comienza la producción en serie de máquinas sumadoras. En general, eran similares a la máquina de sumar de Leibniz, pero tenían varias diferencias de diseño.

1890: comienza la producción en serie de máquinas sumadoras Odner, el tipo más común de máquinas sumadoras del siglo XX. Los aritmómetros de Odner incluyen, en particular, el famoso "Felix".

1919: aparece Mercedes-Euklid VII, la primera máquina calculadora del mundo, es decir, una máquina sumadora capaz de realizar de forma independiente las cuatro operaciones aritméticas básicas.

1950 - El auge de las máquinas de calcular y los aritmómetros semiautomáticos. Fue en este momento cuando se lanzaron la mayoría de los modelos de computadoras electromecánicas.

1969 - El pico de la producción de aritmómetros en la URSS. Se produjeron alrededor de 300 mil Felix y VK-1.

Finales de la década de 1970 - principios de la de 1980: por esta época, las calculadoras electrónicas finalmente expulsaron a la adición de medidores de los estantes de las tiendas.

Modelos de máquinas de sumar:

Máquina calculadora Felix (Museo del Agua, San Petersburgo)

Máquina sumadora Facit CA 1-13

Aritmómetro Mercedes R38SM

Los modelos de máquinas sumadoras diferían principalmente en el grado de automatización (desde no automáticas, capaces de realizar solo sumas y restas por sí solas, hasta completamente automáticas, equipadas con mecanismos para la multiplicación, división y algunos otros automáticos) y en el diseño (la los más comunes fueron los modelos basados ​​en la rueda de Odner y el rodillo de Leibniz). Cabe señalar de inmediato que las máquinas no automáticas y automáticas se produjeron al mismo tiempo; las automáticas, por supuesto, eran mucho más convenientes, pero costaban aproximadamente dos órdenes de magnitud más caras que las no automáticas.

Aritmómetros no automáticos en la rueda de Odhner

"Arimθmeter del sistema V. T. Odner" - las primeras máquinas sumadoras de este tipo. Producido durante la vida del inventor (aproximadamente 1880-1905) en una fábrica en San Petersburgo.

"Unión": producido desde 1920 en la planta de Moscú de conteo y máquinas de escribir.

"Original Dynamo" se produce desde 1920 en la planta "Dynamo" en Kharkov.

"Felix" - la máquina de sumar más común en la URSS. Producido desde 1929 hasta finales de la década de 1970.

Aritmómetros automáticos en la rueda de Odhner

Facit CA 1-13 - una de las máquinas sumadoras automáticas más pequeñas

VK-3 - su clon soviético.

Aritmómetros no automáticos en un rodillo de Leibniz

Máquinas sumadoras Thomas y varios modelos de palanca similares producidos antes de principios del siglo XX.

Máquinas de teclado como Rheinmetall Ie o Nisa K2

Aritmómetros automáticos en un rodillo de Leibniz

Rheinmetall SAR: una de las dos mejores computadoras automáticas de Alemania. Su característica distintiva, un pequeño teclado de diez teclas (como en una calculadora) a la izquierda del principal, se utilizó para ingresar un multiplicador al multiplicar.

VMA, VMM - sus clones soviéticos.

Friden SRW es una de las pocas máquinas sumadoras capaces de extraer automáticamente raíces cuadradas.

Otros aritmómetros

Mercedes Euklid 37MS, 38MS, R37MS, R38MS, R44MS: estas máquinas calculadoras eran los principales competidores de Rheinmetall SAR en Alemania. Trabajaban un poco más lento, pero tenían una gran cantidad de funciones.

Uso

Suma

Establezca el primer término en las palancas.

Gire la perilla lejos de usted (en el sentido de las agujas del reloj). En este caso, el número de las palancas se ingresa en el contador de suma.

Establezca el segundo término en las palancas.

Gire el mango lejos de usted. En este caso, el número de las palancas se sumará al número del contador de suma.

El resultado de la suma está en el contador de suma.

Sustracción

Ponga las palancas reducidas.

Gire el mango lejos de usted. En este caso, el número de las palancas se ingresa en el contador de suma.

Coloque el sustraendo en las palancas.

Gire el mango hacia usted. En este caso, el número de las palancas se resta del número del contador de suma.

El resultado de la resta en el contador de suma.

Si la resta da un número negativo, el aritmómetro sonará como una campana. Como la máquina de sumar no opera con números negativos, es necesario “deshacer” la última operación: sin cambiar la posición de las palancas y la consola, gire la perilla en la dirección opuesta.

Multiplicación

Multiplicación por un número pequeño

Coloque el primer multiplicador en las palancas.

Gire la perilla lejos de usted hasta que aparezca el segundo multiplicador en el contador de giros.

Multiplicación usando la consola

Por analogía con la multiplicación de columnas, multiplican por cada dígito, escribiendo los resultados con un desplazamiento. El desplazamiento está determinado por la posición en la que se encuentra el segundo multiplicador.

Para mover la consola, use la manija frente a la máquina sumadora (Felix) o las teclas de flecha (VK-1, Rheinmetall).

Tomemos un ejemplo: 1234x5678:

Mueva la consola completamente hacia la izquierda.

Establezca el multiplicador en las palancas con una suma de dígitos mayor (a simple vista) (5678).

Gire la perilla hacia el lado opuesto de usted hasta que aparezca el primer dígito (a la derecha) del segundo multiplicador (4) en el contador de giros.

Mueva la consola un paso a la derecha.

Del mismo modo, realice los pasos 3 y 4 para los números restantes (2º, 3º y 4º). Como resultado, el contador de tiradas debería tener un segundo multiplicador (1234).

El resultado de la multiplicación está en el contador de suma.

División

Considere el caso de dividir 8765 por 432:

Coloque el dividendo (8765) en las palancas.

Mueva la consola al quinto dígito (cuatro pasos a la derecha).

Marque el final de la parte entera del divisible con "comas" de metal en todas las fichas (las comas deben estar en una columna antes del número 5).

Gire el mango lejos de usted. En este caso, el dividendo se ingresa en el contador de suma.

Restablezca el contador de vueltas.

Coloque el divisor (432) en las palancas.

Mueva la consola para que el bit más significativo del dividendo esté alineado con el bit más significativo del divisor, es decir, un paso a la derecha.

Gire la perilla hacia usted hasta obtener un número negativo (enumeración, marcado por el sonido de una campana). Regrese el mango una vuelta hacia atrás.

Mueva la consola un paso a la izquierda.

Siga los pasos 8 y 9 hasta la posición extrema de la consola.

El resultado es el módulo del número en el contador de giros, las partes enteras y fraccionarias están separadas por una coma. El resto está en el contador de suma.

Literatura:

Organización y técnica de la mecanización contable; B. Drozdov, G. Evstigneev, V. Isakov; 1952

Máquinas calculadoras; I. S. Evdokimov, G. P. Evstigneev, V. N. Kriushin; 1955

Computadoras, V. N. Ryazankin, G. P. Evstigneev, N. N. Tresvyatsky. Parte 1.

Catálogo de la Oficina Central de Información Técnica de Instrumentación y Automatización; 1958