История вычислительной техники

Категория реферата: Рефераты по истории техники
Теги реферата: контрольные 8 класс, тезис
Добавил(а) на сайт: Ikramov.

Одна из самых первых попыток создания механической счетной машины, вероятно принадлежит великому итальянскому художнику, скульптору и изобретателю эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452-1519). Среди двухтомного собрания рукописей известных как «Codex Madrid» и почти полностью посвященных механики, были обнаружены чертежи и описание такого устройства. Похожие рисунки также были найдены и в рукописях «Codex Atlanticus».

Основу машины по замыслу автора должны были составлять стержни на которых крепились два зубчатых колеса, большое с одной стороны стержня, и маленькое с другой. Эти стержни, располагались таким образом чтобы меньшее колесо на одном стержне входило в зацепление с большим колесом на соседнем стержне. При этом меньшее колесо второго стержня сцеплялось с большим колесом следуещего - третьего стержня, и т.д. Десять оборотов первого колеса, приводили к одному полному обороту второго, десять оборотов второго к одному полному обороту третьего, и так до последнего колеса. Вся эта система, состоящая из тринадцати таких стержней с зубчатыми колесами должна была приводиться в движение набором грузов.

История этого проекта нашла свое продолжение в XX веке. Именно тогда в 1968 году, по эскизам Леонардо да Винчи, было построено и продемонстрировано суммирующее устройство.

Также нереализованным при жизни автора вероятно оказался и проект прфессора Тюбинского университета Вильгельма Шиккарда (Wilhelm Schikard, 1592-1635). В своих письмах к Иогану Кеплеру в 1623 году, Шиккард, описывает суммирующую машину, которую он назвал «счетными часами».

Следуя описаниям и чертежам приведенным в письмах, можно предположить следущее. К каждому из шести основных стержней, расположенных в один ряд, с внешней стороны машины крепился диск для установки чисел. К нему изнутри крепилась шестерня с десятью зубьями. На боковую поверхность этой шестерни наносились цифры от нуля до девяти, кторые были видны в специальном окошке. И наконец на этом же стержне крепилось специальное колесо с одним зубцом. Его роль сводилась к тому, что при полном обороте первого стержня это колесо поворачивало соседний стержень лишь на десятую часть. Связь между соседними стержнями осуществлялась за счет промежуточного колеса с десятью зубцами, которое необходимо было для того чтобы все основные стержни вращались в одну сторону. Таким образом проводились операции сложения и вычитания. Помимо этого предпологалось использовать специальные палочки Напье цилиндрической формы, которые бы вставлялись в верхнюю часть машины. С их помощью можно было бы выполнять также и умножение.

Были ли построены «счетные часы» Шиккарда при жизни изобретателя? Из его письма от 25 февраля 1624 года следует, что оба изготовленных экземпляра машины, один из которых предназначался Кеплеру, сгорели во время пожара. Таким образом, по-видимому, никто кроме Шиккарда и механика Вильгельма Пфистера, который выполнял его заказ, не видел изготовленные машины. А о самом проекте забыли на долгие годы. Лишь в шестидесятых годах XX столетия использую письма Шиккарда а также чернильный набросок с указаниями для Вильгельма Пфистера удалось построить модель «счетных часов».

Поистине титанический труд проделал выдающийся математик, физик, изобретатель и механик Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662) для создания машины, с помощью которой можно было производить арифметические операции. За время работы над устройством, Паскалем было сделано более пятидесяти различных моделей, в которых изобретатель экспериментировал не только с материалом, но и с формой деталей машины.

Первая работающая машины была изготовлена уже в 1642 году, но окончательный вариант арифметической машины или "колеса Паскаля" появился только к 1645 году. Она представляла собой легкий латунный ящичек размером 350x125х75 мм. На верхней крышке было сделано восемь круглых отверстий, вокруг каждого нанесена круговая шкала. Шкала крайнего правого отверстия разделена на двенадцать равный частей, шкала соседнего с ним отверстия — на двадцать частей, шкалы остальных шести отверстий имеют десятичное деление.

Такая градуировка использовалась по следующей причине. Паскаль создавал машину в помощь своему отцу, который был сборщиком налогов. Следовательно за основу он положил систему счета французкой валюты того времени. Основной денежной единицей тогда был ливр, которй равнялся двадцати су. Су, в свою очередь состоял из двенадцати денье.

В отверстиях располагались зубчатые коеса. Число зубьев каждого колеса равнялось числу делений шкалы соответствующего отверстия. Так, у крайнего правого колеса двенадцать зубьев, у соседнего - двадцать, у остальных по десять. Также у каждой шестерни имелся один удлиненный зубец, который при полном повороте колеса поворачивал соседнее колесо. Так при двенадцати полных поворотов крайнего правого колеса за счет этого зубца соседнее колесо совершало один полный поворот. Поворот колеса передается посредством внутреннего механизма машины цилиндрическому барабану, ось которого распологалась горизонтально. Один поворот зубчатого колеса соответствовал одной операции сложения. На боковой поверхности барабана были нанесены цифры от нуля до девяти, котрые были видны в прямоугольных окнах крышки. В этих окнах выводился результат арифметической операции. Также как и в машине Шиккарда, для того чтобы зубчатые колеса вращались в одну сторону они соединялись посредством дополнительной промежуточной шестерни, но в противоположность «счетным часам», колеса передвигались только по часовой стрелке и были предназначены лишь для сложения чисел. Вычитание можно было выполнить, применяя довольно громоздкую методику.

В течение последующих тридцати лет после изобретения Паскаля, многие пытались создать свой вариант вычислительной машины, опираясь на этот проект. Наиболее известной из этого числа была счетная машина англичанина Сэмюэля Морланда (Samuel Morland, 1625-1695). Изобретенная в 1666 году она использовала двенадцатеричную шкалу, которая основывалась на системе счета английских денежных единиц.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки