Арифмометры. «Суммирующие часы Шиккарда», и т.П.

Абаки служили 2500 лет. Появилась задача убрать умственную деятельность человека.

Арифмометры – устройства для выполнения четырех арифметических действий. Долгое время считалось, что первый человек, кто изобрел счетную машину – Паскаль, но на самом деле – Шиккард.

Часы для счета Вильгельма Шиккарда.

Первый арифмометр изобрел профессор математики и астрономии Шиккард (1624 – 17 век). Машина предназначалась для выполнения четырех арифметических действий над шестиразрядными числами и состояла из трех частей: суммирующее устройства, множительное устройство, механизм для промежуточных результатов. Машина Шиккарда не сохранилась, так как была уничтожена во время пожара. Схема механического счета Шиккарда считается классической, в дальнейшем эту простую и эффективную схему изобретали заново.

Суммирующая машина Паскаля.

Работу над суммирующей машиной Паскаль начал в конце 1640 года. Через 16 лет после того, как она была изобретена Шиккардом. Над машиной Паскаль работал 8 лет. Было изготовлено 50 экземпляров этой машины. Основные цели работы – поиск наилучшей конструкции и форм их реализации, изготовление экземпляров на продажу. Была выдана специальная королевская привилегия. Сфера применения машины: замена ручного счета и вычисления на абаке. Промышленное производство реализовать не удалось – высокая стоимость, определяемая на затраты квалифицированного труда, низкая функциональность (только сложение и вычитание). До нашего времени дошло 8 машин.

Арифмометр Лейбница.

Великий немецкий философ и математик, изобрел устройство, предназначенное для выполнения четырех арифметических действий – арифмометр. Свою работу он начал в молодости и продолжал до последних дней жизни. 1670 – первая модель. Реальный прибор – 1694 год. Достоинства машины: радикальное ускорение операций умножения и деления. Применил принципиальное новое решение – неподвижную и неподвижную часть.

Аналитическое направление развития вычислительных машин. Перфоратор, контрольники, табуляция.

Создание единой научной системы измерения величин – система СГС. Для того, чтобы перевести перевод, были необходимы таблицы пересчета. Инициаторы – парижане. Потребности навигации и астрономии.

Работая с навигационными таблицами, Чарльз Беббидж (Англия) обнаружил целый ряд ошибок. Исследуя причины их возникновения, Беббидж пришел к мысли о возможности расчета различных таблиц на механической машине.

Суть разностного метода состоит в том, что полностью исключаются операции возведения в степень и умножения. Используются только операции сложения и вычитания.

В разностной машине были впервые объединены две функции – вычисление и печать результатов, которые фиксировались на медной пластинке. При использовании некоторых дополнительных узлов машина могла извлекать корни из чисел. Правительство Великобритании оказало изобретателю значительную финансовую помощь, но по ряду обстоятельств проект не был выполнен.

Аналитическая машина.

Совершенствование конструкции разностной машины натолкнуло Чарльза на идею создания такого механизма управления вычислительного устройства, который позволял бы производить все математические операции в любом порядке и столько раз, сколько потребуется. Проект аналитической машины, представляющий собой цифровую вычислительную машину с программным управлением, был предложен Чарльзом в 30 годы 19 века. А в 1843 году – для этой машины была первая сложная машинная программа по вычислению чисел Бернулли, составленная Адой Лавлейс. Оба эти достижение феноменальны, потому что они более чем на столетие опережали требования времени.

Все операции с числами в машине должны были выполняться в десятичной системе счисления. Машина должна была приводиться в действие силой пара. При этом она могла воспринимать команды, выполнять вычисления, выдавать необходимые результаты в отпечатанном виде. Программы должны были кодироваться и переноситься на перфокарты.

Чарльз потратил на создание машины часть жизни.

Чарльз Беббидж использовал перфокарты для записи переменных. Они предназначались для выборки чисел из памяти в арифметическое устройство и обратного переноса.

Ввод в машину команды условного перехода ознаменовал начало замены машины не только вычислительной работы человека, но и логических операций, которых проводит человек.