Pascali masin eemaldatud kaanega

Arvutusoperatsioonide mehhaniseerimine ja automatiseerimine on 20. sajandi teise kolmandiku üks fundamentaalseid tehnilisi saavutusi. Nii nagu esimeste ketrusmasinate ilmumine tähistas 18. ja 19. sajandi suure tööstusrevolutsiooni algust, loodi ka elektroonikaseadmed. arvuti sai 20. aasta teisel poolel suurejoonelise teadus-, tehnika- ja inforevolutsiooni ettekuulutaja. See tähtis sündmus millele eelneb pikk taustalugu. Esimesed katsed arvutusmasinat kokku panna tehti juba 17. sajandil ning lihtsamad arvutusseadmed, nagu aabits ja loendus, ilmusid veelgi varem – antiikajal ja keskajal.

Kuigi automaatne arvutusseade on teatud tüüpi masin, ei saa seda võrrelda tööstuslike masinatega, näiteks treipingi või kudumismasinaga, sest erinevalt neist ei tööta see füüsilise materjaliga (niidid või puidust toorikud), vaid ideaalsetega, arvude järgi looduses olematutega. Seetõttu seisab iga arvuti (olgu see siis lihtsaim liitmismasin või uusim superarvuti) looja silmitsi spetsiifiliste probleemidega, mida teiste tehnoloogiavaldkondade leiutajatel ei teki. Neid saab sõnastada järgmiselt: 1) kuidas füüsiliselt (objektiivselt) kujutada numbreid masinas? 2) kuidas sisestada algsed arvandmed? 3) kuidas simuleerida aritmeetiliste tehete täitmist? 4) kuidas esitada sisendandmed ja arvutustulemused arvutisse?

Üks esimesi, kes neist probleemidest üle sai, oli kuulus prantsuse teadlane ja mõtleja Blaise Pascal. Ta oli 18-aastane, kui asus töötama spetsiaalse masina loomisega, mille abil inimene, kes isegi aritmeetikareegleid ei tunne, saaks teha nelja põhitoimingut. Pascali õde, kes oli tema tööd tunnistajaks, kirjutas hiljem: "See töö väsitas tema venda, kuid mitte vaimse tegevuse pinge tõttu ega mehhanismide tõttu, mille leiutamine ei toonud talle palju vaeva, vaid seetõttu, et töötajad. oli raske teda mõista." Ja see pole üllatav. Täppismehaanika oli just sündimas ja kvaliteet, mida Pascal nõudis, ületas tema meistrite võimalused. Seetõttu tuli leiutil endal sageli kätte võtta viil ja haamer või ajusid rabada, kuidas huvitavat, kuid keerulist kujundust vastavalt meistri oskustele muuta. Masina esimene töötav mudel valmis aastal 1642. Pascal ei olnud sellega rahul ja ta asus kohe uut disainima. "Ma ei säästnud," kirjutas ta hiljem oma auto kohta, "ei aega ega tööjõudu ega raha, et see kasulikuks muuta... Mul oli kannatust teha kuni 50 erinevat mudelit..." Lõpuks, 1645. aastal kroonis tema pingutusi täielik edu – Pascal pani kokku auto, mis teda igati rahuldas.

Mis oli see esimene arvuti ajaloos ja kuidas ülalloetletud probleemid lahendati? Masina mehhanism oli ümbritsetud kergest messingist karpi. Selle ülemisel kaanel oli 8 ümmargust auku, millest igaühe ümber oli ringskaala. Kõige parempoolsema augu skaala oli jagatud 12 võrdseks osaks, selle kõrval oleva augu skaala jagunes 20 osaks, ülejäänud kuus auku olid kümnendjaotusega. See astmestik vastas tolleaegse prantsuse peamise rahaühiku livre jaotusele: 1 sou = 1/20 liivrit ja 1 denjeer = 1/12 sou. Aukudes paistsid hammasratastega reguleerimisrattad, mis asusid ülemise katte tasapinna all. Iga ratta hammaste arv oli võrdne vastava ava skaala jaotuste arvuga.

Rõhu nähtus esineb peaaegu kõikjal meie elus ja me ei saa isegi mainida kuulsat prantsuse teadlast Blaise Pascalit, kes leiutas rõhu mõõtmise ühiku - 1 Pa. Selles artiklis tahame rääkida silmapaistvast füüsikust, matemaatikust, filosoofist ja kirjanikust, kes sündis 19. juunil 1623 Prantsusmaa linnas Auvergne'is (sel ajal Clermont-Ferrand) ja suri aastatel 1662 – 19. august.

Blaise Pascal (1623-1662)

Pascali avastused teenivad inimkonda hüdraulika ja arvutitehnoloogia vallas tänaseni. Pascal tõestas end ka kirjaliku prantsuse keele kujunemisel.

Blaise Pascal sündis päriliku aadliku perre ja oli sünnist saati kehva tervisega, mille peale arstid olid üllatunud, kuidas ta üldse ellu jäi. Kehva tervise tõttu keelas isa tal mõnikord geomeetriat õppida, kuna tundis muret oma tervise pärast, mis võib vaimse ülekoormuse tõttu halveneda. Kuid sellised piirangud ei sundinud Blaise'i teadusest loobuma ja juba varases nooruses tõestas ta Eukleidese esimesi teoreeme. Aga kui isa sai teada, et pojal õnnestus tõestada 32. teoreem, ei saanud ta keelata tal matemaatikat õppima minna.

Pascali lisamismasin.

18-aastaselt vaatas Pascal, kuidas tema isa koostas maksuaruande terve piirkonna (Normandia) kohta. See oli väga igav ja üksluine ülesanne, mis võttis palju aega ja vaeva, kuna arvutused tehti kolonnis. Blaise otsustas oma isa aidata ja töötas umbes kaks aastat arvuti loomise kallal. Juba 1642. aastal sündis esimene kalkulaator.

Pascali liitmismasin loodi iidse taksomeetri põhimõttel – seade, mis oli mõeldud vahemaade arvutamiseks, vaid veidi muudetud. 2 ratta asemel kasutati 6, mis võimaldas teha arvutusi kuuekohaliste numbritega.

Pascali lisamismasin.

Selles arvutis said rattad pöörata ainult ühes suunas. Sellise masinaga oli lihtne teha summeerimistoiminguid. Näiteks peame arvutama summa 10+15=? Selleks tuleb ratast pöörata seni, kuni esimese liikme väärtuseks on seatud 10, seejärel keerame sama ratta väärtusele 15. Sel juhul näitab osuti kohe 25. See tähendab, et lugemine toimub poolautomaatne režiim.

Sellise masinaga ei saa lahutada, kuna rattad ei pöörle vastupidises suunas. Pascali liitmismasin ei suutnud jagada ja korrutada. Kuid isegi sellisel kujul ja sellise funktsionaalsusega oli see masin kasulik ja Pascal Sr kasutas seda hea meelega. Masin tegi kiireid ja veatuid matemaatilisi liitmisi. Pascal Sr investeeris raha isegi pascaliini tootmisse. Kuid see tõi kaasa ainult pettumuse, kuna enamik raamatupidajaid ja raamatupidajaid ei tahtnud sellise kasuliku leiutisega nõustuda. Nad uskusid, et kui sellised masinad kasutusele võetakse, peavad nad otsima muud tööd. 18. sajandil kasutasid Pascali liitmismasinaid laialdaselt meremehed, suurtükiväelased ja teadlased aritmeetiliseks liitmiseks. Seda leiutist saboteerisid rahastajad rohkem kui 200 aastat.

Atmosfäärirõhu uuring.

Korraga muutis Pascal Evangelista Torricelli katset ja jõudis järeldusele, et torus oleva vedeliku kohale peaks tekkima tühimik. Ta ostis kalleid klaastorusid ja viis läbi katseid ilma elavhõbedat kasutamata. Selle asemel kasutas ta vett ja veini. Katsete käigus selgus, et vein kipub veest kõrgemale kerkima. Decort tõestas omal ajal, et selle aurud peaksid asuma vedeliku kohal. Kui vein aurustub kiiremini kui vesi, siis kogunenud veiniaur peaks takistama vedelikul torus kerkimist. Kuid praktikas lükati Descartes’i oletused ümber. Pascal tegi ettepaneku, et atmosfäärirõhk mõjutab nii raskeid kui ka kergeid vedelikke võrdselt. See surve võib sundida torusse rohkem veini, kuna see on kergem.

Evangelista Torricelli katsed

Pikka aega vee ja veiniga katsetanud Pascal leidis, et vedelike tõusu kõrgus varieerub sõltuvalt ilmastikuoludest. 1647. aastal tehti avastus, mis näitab, et atmosfäärirõhk ja baromeetri näidud sõltuvad ilmast.
Tõestamaks lõplikult, et vedelikusamba tõusu kõrgus Torricelli torus sõltub atmosfäärirõhu muutustest, palub Pascal oma sugulasel ronida toruga Puy de Dome'i mäele. Selle mäe kõrgus on 1465 meetrit üle merepinna ja selle tipus on rõhk väiksem kui selle jalamil.

Nii sõnastas Pascal oma seaduse: Maa keskpunktist samal kaugusel – mäel, tasandikul või veekogul on atmosfäärirõhul sama väärtus.

Tõenäosusteooria.

Alates 1650. aastast oli Pascalil liikumisraskusi, kuna teda tabas osaline halvatus. Arstid arvasid, et tema haigus oli seotud närvidega ja ta peab end üles raputama. Pascal hakkas hasartmängumaju külastama ja üks asutustest sai nimeks "Pape-Royal", mis kuulus Orléansi hertsogile.

Selles kasiinos viis saatus Pascali kokku Chevalier de Mere'iga, kellel oli ebatavaline matemaatilisi võimeid. Ta ütles Pascalile, et kui visata täringut 4 korda järjest, on kuue saamine üle 50%. Kui tegin mängus väikseid panuseid, võitsin oma süsteemi kasutades. See süsteem töötas ainult ühe täringu viskamisel. Liikudes teise lauda, ​​kus visati paar täringut, ei toonud Mere süsteem kasumit, pigem ainult kahjumit.

See lähenemine andis Pascalile idee, mille kohaselt ta tahtis arvutada tõenäosust matemaatilise täpsusega. See oli saatusele tõeline väljakutse. Pascal otsustas selle ülesande lahendada matemaatilise kolmnurga abil, mida tunti isegi iidsetel aegadel (näiteks mainis seda Omar Khayyam), mis sai hiljem nime Pascali kolmnurk. See on püramiid, mis koosneb numbritest, millest igaüks on võrdne selle kohal asuva numbripaari summaga.

Säravad inimesed on kõiges säravad. See levinud väide kehtib täielikult prantsuse teadlase Blaise Pascali kohta. Leiutaja uurimishuvide hulka kuulusid füüsika ja matemaatika, kirjandus ja filosoofia. Just Pascalit peetakse üheks matemaatilise analüüsi rajajaks, hüdrodünaamika põhiseaduse autoriks. Ta on tuntud ka kui esimene mehaaniliste arvutite looja. Need seadmed on kaasaegsete arvutite prototüübid.

Tol ajal olid mudelid mitmes mõttes ainulaadsed. Oma tehniliste omaduste poolest ületasid nad paljusid enne Blaise Pascalit leiutatud analooge. Mis on "Pascalina" lugu? Kust neid kujundusi praegu leida?

Esimesed prototüübid

Arvutusprotsesse on püütud automatiseerida juba pikka aega. Araablased ja hiinlased on neis küsimustes kõige tugevamalt hakkama saanud. Neid peetakse sellise seadme nagu aabitsa avastajateks. Toimimispõhimõte on üsna lihtne. Arvutuse tegemiseks on vaja luud ühest osast teise liigutada. Korrutised võimaldasid lisaks teha lahutamistehteid. Esimese Araabia ja Hiina abatsi ebamugavused olid seotud ainult sellega, et kivid murenesid teisaldamisel kergesti. Mõnest äärepoolsemast poest leiate endiselt lihtsamaid araabia aabitsaliike, kuigi nüüd nimetatakse neid aabitsateks.

Probleemi asjakohasus

Pascal hakkas oma autot disainima 17-aastaselt. Teismelise mõtted rutiinsete arvutiprotsesside automatiseerimise vajadusest olid inspireeritud tema enda isa kogemusest. Fakt on see, et hiilgava teadlase vanem töötas maksukogujana ja veetis pikka aega tüütuid arvutusi. Disain ise võttis kaua aega ja nõudis teadlaselt suuri füüsilisi, vaimseid ja materiaalseid investeeringuid. Viimasel juhul aitas Blaise Pascalit tema enda isa, kes mõistis kiiresti poja arengu eeliseid.

Konkurendid

Loomulikult ei räägitud tol ajal mingite elektrooniliste arvutusvahendite kasutamisest. Kõik viidi läbi ainult mehaanika abil. Ratta pööramise kasutamine liitmisoperatsiooni läbiviimiseks pakuti välja juba ammu enne Pascalit. Näiteks 1623. aastal loodud seade ei olnud omal ajal vähem populaarne. Kuid Pascali masin tutvustas teatud tehnilisi uuendusi, mis lihtsustasid oluliselt lisamisprotsessi. Näiteks töötas üks prantsuse leiutaja välja skeemi ühiku automaatseks ülekandmiseks, kui number liigub kõrgemale numbrile. See võimaldas lisada mitmekohalisi numbreid ilma inimese sekkumiseta loendusprotsessi, mis praktiliselt välistas vigade ja ebatäpsuste riski.

Välimus ja tööpõhimõte

Visuaalselt meenutas Pascali esimene lisamismasin tavalist metallkasti, milles paiknesid omavahel ühendatud hammasrattad. Kasutaja määrab ketasid keerates vajalikud väärtused. Igaüks neist oli tähistatud numbritega 0 kuni 9. Millal täispööre käik nihutas kõrvalolevat (mis vastab kõrgemale astmele) ühe ühiku võrra.

Esimesel mudelil oli ainult viis käiku. Seejärel tehti Blaise Pascali arvutusmasinasse mõningaid muudatusi seoses käikude arvu suurenemisega. Neid ilmus 6, seejärel kasvas see arv 8-ni. See uuendus võimaldas arvutusi teha kuni 9 999 999-ni. Vastus ilmus seadme ülaossa.

Operatsioonid

Pascali arvutusmasina rattad said pöörata ainult ühes suunas. Selle tulemusena sai kasutaja teha ainult lisamistoiminguid. Teatud oskusega kohandati seadmed ka korrutamiseks, kuid arvutuste tegemine oli sel juhul märgatavalt keerulisem. Tekkis vajadus mitu korda järjest samu numbreid lisada, mis oli äärmiselt ebamugav. Suutmatus ratast pöörata tagakülg ei lubanud negatiivsete arvudega arvutusi teha.

Laotamine

Alates prototüübi loomisest on teadlane valmistanud umbes 50 seadet. Pascali mehaaniline masin äratas Prantsusmaal enneolematut huvi. Kahjuks ei suutnud toode kunagi laialdast populaarsust koguda, isegi hoolimata üldsuse ja teadusringkondade resonantsist.

Toodete peamine probleem oli nende kõrge hind. Tootmine oli kallis ja loomulikult mõjutas see negatiivselt kogu seadme lõpphinda. Just vabastamisega seotud raskused viisid selleni, et teadlane suutis kogu oma elu jooksul müüa kuni 16 mudelit. Inimesed hindasid kõiki automaatse arvutamise eeliseid, kuid ei tahtnud seadmeid võtta.

Pangad

Blaise Pascal keskendus juurutamise ajal peamiselt pankadele. Kuid finantsasutused keeldusid enamasti automaatsete arvutuste jaoks masinat ostmast. Probleemid tekkisid Prantsusmaa keerulise rahapoliitika tõttu. Sel ajal oli riigis livre, eitajaid ja sous. Üks livre koosnes 20 soust ja sous 12 denjerist. See tähendab, et kümnendarvusüsteemi kui sellist polnud. Seetõttu oli Pascali masina kasutamine panganduses tegelikkuses praktiliselt võimatu. Prantsusmaa läks teistes riikides kasutusele võetud numbrisüsteemile üle alles 1799. aastal. Kuid isegi pärast seda aega oli automatiseeritud seadme kasutamine märgatavalt keeruline. See puudutas juba varem mainitud tootmisraskusi. Töö oli enamasti käsitsi, nii et iga masin nõudis vaevarikast tööd. Selle tulemusena lõpetasid nad lihtsalt nende valmistamise.

Valitsuse toetus

Blaise Pascal kinkis ühe esimestest automaatsetest arvutusmasinatest kantsler Seguierile. Täpselt see üks riigimees pakkus algajale teadlasele tuge automaatse seadme loomise esimestel etappidel. Samal ajal õnnestus kantsleril saada kuningalt privileegid toota see üksus spetsiaalselt Pascali jaoks. Kuigi masina leiutamine kuulus täielikult teadlasele endale, siis patendiõigust Prantsusmaal tollal ei välja töötatud. Privileegi kuninglikult isikult saadi 1649. aastal.

Müük

Nagu eespool mainitud, ei saavutanud Pascali masin suurt populaarsust. Teadlane ise tegeles ainult seadmete valmistamisega, tema sõber Roberval vastutas müügi eest.

Areng

Pascali arvutis rakendatud mehaaniliste hammasrataste pöörlemise põhimõte võeti aluseks teiste sarnaste seadmete väljatöötamisel. Esimene edukas täiustus on omistatud saksa matemaatikaprofessorile Leibnizile. Lisamismasina loomine pärineb aastast 1673. Numbrite liitmisi tehti ka kümnendsüsteemis, kuid seade ise eristus suurema funktsionaalsusega. Fakt on see, et selle abiga oli võimalik mitte ainult liita, vaid ka korrutada, lahutada, jagada ja isegi võtta ruutjuur. Teadlane lisas disainile spetsiaalse ratta, mis võimaldas kiirendada korduvaid lisamisoperatsioone.

Leibniz esitles oma toodet Prantsusmaal ja Inglismaal. Üks autodest sattus isegi Venemaa keisri Peeter Suure juurde, kes selle Hiina monarhile kinkis. Toode polnud kaugeltki täiuslik. Ratast, mille Leibniz lahutamiseks leiutas, kasutati hiljem teistes liitmismasinates.

Mehaaniliste seadmete esimene kaubanduslik edu pärineb 1820. aastast. Kalkulaatori lõi prantsuse leiutaja Charles Xavier Thomas de Colmar. Tööpõhimõte meenutab paljuski Pascali masinat, kuid seade ise on väiksem, veidi lihtsam valmistada ja odavam. Just see määras ärimeeste edu.

Loomise saatus

Kogu oma elu jooksul lõi teadlane umbes 50 masinat, mis on tänapäevani säilinud. Nüüd on võimalik usaldusväärselt jälgida vaid 6 seadme saatust. Neli mudelit on alaliselt laos Pariisi kunsti- ja käsitöömuuseumis ning veel kaks Clermonti muuseumis. Ülejäänud arvutusseadmed leidsid kodu erakogudes. Kellele need praegu kuuluvad, pole täpselt teada. Samuti on küsimärgi all üksuste kasutuskõlblikkus.

Arvamused

Mõned biograafid seostavad Pascali lisamismasina väljatöötamist ja loomist leiutaja enda halva tervisega. Nagu eespool mainitud, alustas teadlane oma esimesi töid nooruses. Need nõudsid autorilt tohutult vaimset ja füüsilist jõudu. Töö kestis peaaegu 5 aastat. Selle tagajärjel hakkasid Blaise Pascalit vaevama tugevad peavalud, mis saatsid teda siis kogu ülejäänud elu.

Prantslane Blaise Pascal alustas Pascalina lisamismasina ehitamist 1642. aastal 19-aastaselt, olles jälginud oma maksukoguja ning sageli pikki ja tüütuid arvutusi teinud isa tööd.

Pascali masin oli mehaaniline seade, mis oli kasti kujul, millel oli arvukalt üksteisega ühendatud käike. Lisatavad numbrid sisestati masinasse vastavalt valikukettaid keerates. Kõik need rattad, mis vastavad arvu ühele kümnendkohale, olid tähistatud jaotustega 0 kuni 9. Numbri sisestamisel kerisid rattad vastava numbrini. Pärast täispöörde sooritamist kanti üle number 9 külgnevale numbrile, nihutades külgnevat ratast 1 asendi võrra. Pascalina esimestel versioonidel oli viis käiku, hiljem kasvas see arv kuue või isegi kaheksani, mis võimaldas töötada suurte numbritega, kuni 9999999. Vastus ilmus metallkorpuse ülemisse ossa. Rataste pöörlemine oli võimalik ainult ühes suunas, välistades võimaluse töötada otseselt negatiivsete numbritega. Pascali masin võimaldas aga teha mitte ainult liitmise, vaid ka muid operatsioone, kuid see nõudis üsna ebamugava protseduuri kasutamist üheksa täiendi abil, mis lugeja abistamiseks ilmus aknasse asub seatud algväärtusest kõrgemal.

Hoolimata automaatsete arvutuste eelistest oli kümnendarvuti kasutamine finantsarvutusteks Prantsusmaal sel ajal kehtinud rahasüsteemi raames keeruline. Arvutused tehti livre'is, sous de livre'is. Livre'is oli 20 denjerit ja 12 denjerit. On selge, et kümnendsüsteemi kasutamine muutis niigi keerulise arvutusprotsessi keeruliseks.

Kuid umbes 10 aasta jooksul ehitas Pascal umbes 50 ja suutis isegi müüa kümmekond oma auto varianti. Vaatamata üldisele imetlusele, mida see masin tekitas, ei toonud masin selle loojale rikkust. Masina keerukus ja kõrge hind koos kehva arvutusvõimega takistasid selle laialdast kasutamist. Sellegipoolest sai Pascalina aluseks olev ühendatud rataste põhimõte enamiku loodud arvutusseadmete aluseks peaaegu kolmeks sajandiks.

Pascali masinast sai Wilhelm Schickardi Counting Clock (saksa keeles) järel teine ​​tõeliselt töötav arvutusseade. Wilhelm Schickard), loodud 1623. aastal.

1799. aastal mõjutas Prantsusmaa üleminek meetermõõdustikule ka rahasüsteemi, mis lõpuks muutus kümnendkohaks. Peaaegu 19. sajandi alguseni jäi loendusmasinate loomine ja kasutamine aga kahjumlikuks. Alles 1820. aastal jõudis Charles Xavier Thomas de Colmar Charles Xavier Thomas de Colmar) patenteeris esimese mehaanilise kalkulaatori, mis sai kaubanduslikuks eduks.

Leibnizi kalkulaator Loomise ajalugu

Idee luua arvutusi teostav masin tuli silmapaistvalt saksa matemaatikult ja filosoofilt Gottfried Wilhelm Leibnizilt pärast seda, kui ta kohtus Hollandi matemaatiku ja astronoomi Christian Guynianiga. Suur arv arvutusi, mida astronoom pidi tegema, viis Leibnizi ideeni luua mehaaniline seade, mis võiks selliseid arvutusi hõlbustada ("Kuna nii suurepäraste inimeste, näiteks orjade jaoks pole väärt arvutustööle aega raisata mida saab masinat kasutades igal ajal usaldada."

Mehaanilise kalkulaatori lõi Leibniz 1673. aastal. Numbrite lisamine viidi läbi üksteisega ühendatud rataste abil, nagu ka teise silmapaistva teadlase-leiutaja Blaise Pascali arvutusmasinal - “Pascaline”. Disainile lisatud liikuv osa (tulevaste lauakalkulaatorite liikuva kelgu prototüüp) ja spetsiaalne käepide, mis võimaldas pöörata astmelist ratast (masina järgmistes versioonides silindrid) võimaldasid kiirendada korduvaid lisamistoiminguid , mille abil viidi läbi arvude jagamine ja korrutamine. Vajalik arv korduvaid lisamisi tehti automaatselt.

Leibniz demonstreeris masinat Prantsuse Teaduste Akadeemias ja Londoni Kuninglikus Seltsis. Kalkulaatori üks eksemplar jõudis Peeter Suure kätte, kes kinkis selle Hiina keisrile, soovides viimast üllatada Euroopa tehniliste saavutustega.

Ehitati kaks prototüüpi, tänaseni on Alam-Saksi (Saksa) Rahvusraamatukogus säilinud vaid üks. Niedersächsische Landesbibliothek) Saksamaal Hannoveris. Mitmed hilisemad koopiad on Saksamaal muuseumides, näiteks üks Müncheni Deutsches Museumis.

Pascaline

Esimene arvutusseade, mis autori eluajal kuulsaks sai, oli Pascaline või, nagu seda mõnikord nimetatakse, Pascal Wheel. Selle lõi 1644. aastal Blaise Pascal (06/19/1623-08/19/1662) ja see asus sajandeid esimese arvutusmasina asemel, kuna sel ajal oli Schiccardi “Arvutamiskell” tuntud äärmiselt kitsale ringile. inimesed.

"Pascalina" loomise põhjustas Pascali soov oma isa aidata. Tõsiasi on see, et suure teadlase Etienne Pascali isa juhtis 1638. aastal rentnike rühma, kes protesteeris valitsuse otsuse vastu rendimakse tühistada, mille pärast ta langes kardinal Richelieu soosingust, kes käskis mässulise arreteerida. . Pascali isa pidi põgenema.

4. aprillil 1939 õnnestus neil tänu teadlase isa noorimale tütrele Jacqueline'ile ja hertsoginnale d'Aiguillonile saada kardinali andestus Etienne Pascal Roueni kindraliameti intendandi ametikohale ning jaanuaris 2. 1640 jõudis Pascali perekond kohe tööle, istudes ööd ja päevad maksude kogumise kallal. 1642. aastal alustas Blaise Pascal, kes tahtis oma isa tööd lihtsamaks teha. summeerimismasin.

Esimene loodud mudel teda ei rahuldanud ja ta asus seda kohe täiustama. Kokku loodi umbes 50 erinevat arvutusseadmete mudelit. Pascal kirjutas oma töö kohta nii: "Ma ei säästnud aega, ei tööjõudu ega raha, et viia see teile kasulikuks... Mul oli kannatlikkust teha kuni 50 erinevat mudelit: mõned puidust, teised elevandiluu, eebenipuu, vask..." Seadme lõplik versioon loodi 1645. aastal.

“Pascalina” kirjeldus ilmus esmakordselt Diderot’ entsüklopeedias 18. sajandil.

See oli väike messingist kast mõõtmetega 36x13x8 cm, mis sisaldas sees palju omavahel ühendatud käike ja millel oli mitu jaotusratast vahemikus 0 kuni 9, mille abil viidi läbi kontroll - numbrite sisestamine nendega tehtavate toimingute jaoks ja operatsioonide tulemuste kuvamine aknad.

Iga numbrilaud vastas numbri ühele numbrile. Seadme esimesed versioonid olid viiebitised, hiljem lõi Pascal kuue- ja isegi kaheksabitised versioonid.

Kaheksabitise Pascalina kaks kõige madalamat numbrit olid kohandatud töötama denieri ja sou-ga, st. Esimene number oli kümnend ja teine ​​kaksteistkümnend, sest tol ajal oli Prantsuse mündisüsteem keerulisem kui tänapäevane. Livre'is oli 12 denjerit ja denjeeris 20 sousi. Tavaliste kümnendtehtete sooritamisel oli võimalik välja lülitada pisiraha jaoks mõeldud numbrid. Masinate kuue- ja viiekohalised versioonid said töötada ainult kümnendnumbritega.

Valimisrattaid keerati käsitsi, kasutades hammaste vahele pistetud veotihvti, mille arv oli kümnendkohtade jaoks kümme, kaksteistkümnendkohtade jaoks kaksteist ja kümnendkohtade jaoks kakskümmend. Andmete sisestamise hõlbustamiseks kasutati fikseeritud peatust, mis oli kinnitatud sihverplaadi põhja, numbrist 0 vasakule.

Valimisketta pöörlemine edastati loendustrumlile spetsiaalse seadme abil, mis on näidatud vasakpoolsel joonisel. Valimisratas (A) ühendati varda (B) abil jäigalt kroonrattaga (C). Kroonratas (C) ühendati kroonrattaga (D), mis oli kroonratta (C) suhtes täisnurga all. Sel viisil kanti ketta (A) pöörlemine üle kroonrattale (D), mis oli jäigalt ühendatud vardaga (E), millele oli kinnitatud kroonratas (F), mida kasutati ülevoolu ülekandmiseks. kõige olulisem number hammaste abil (F1) ja ülevoolu vastuvõtmiseks väiksematest numbritest hammaste abil (F2). Varda (E) külge oli kinnitatud ka kroonratas (G), mida kasutati hammasratta (H) abil valikuketta (A) pöörlemise edastamiseks loendustrumlile (J).

Kui ketas oli täielikult keeratud, kanti ülevoolu tulemus Pascaline'i kõige olulisema numbrini, kasutades joonistel näidatud mehhanismi "Pascaline'i ülevoolu ülekandmise mehhanism".

Ülevoolu ülekandmiseks kasutati kahte külgnevate numbrite kroonratast (B ja H). Väikese kategooria kroonrattal (B) oli kaks varda (C), mis said haarduda kahe vändaga kangile D paigaldatud kahvliga (A). See hoob pöörles vabalt ümber vanemkategooria telje (E). . Selle kangi külge oli kinnitatud ka vedruga käpp (F).

Kui väike sihverplaat jõudis numbrini 6, haakusid vardad (C) kahvliga (A). Hetkel, kui sihverplaat liikus numbrilt 9 numbrile 0, eraldus kahvel varrastest (C) ja kukkus oma raskuse mõjul alla, samal ajal kui käpp haardus kroonratta varrastega (G). (E) kõrgeimast kategooriast ja viis ta sammu edasi.

Ülevoolu ülekandemehhanismi tööpõhimõte Pascaline'is on illustreeritud allolevas animatsioonis.

Seadme põhieesmärk oli lisamine. Lisamiseks tuli teha mitmeid lihtsaid toiminguid:

1. Lähtestage eelmine tulemus, pöörates valikuketasid, alustades kõige väiksema tähendusega numbrist, kuni igasse aknasse ilmuvad nullid.

2. Samade rataste abil sisestatakse esimene liige, alustades vähima tähendusega numbrist.

Allolev animatsioon illustreerib, kuidas Pascalina töötab, kasutades 121 ja 32 lisamise näidet.

Lahutamine oli veidi keerulisem, kuna ülevoolubittide ülekandmine toimus ainult siis, kui kettarattaid pöörati päripäeva. Numbrirataste vastupäeva pöörlemise vältimiseks kasutati lukustushooba (I).

See ülevoolu ülekandeseade põhjustas probleemi Pascaline'i lahutamise rakendamisel, pöörates ketasid vastupidises suunas, nagu tehti Schikardi loenduskellas. Seetõttu asendas Pascal liitmise lahutamise tehe üheksa täiendiga.

Lubage mul selgitada Pascali kasutatud meetodit näitega. Oletame, et peate lahendama võrrandi Y=64-37=27. Liitmismeetodit kasutades esitame arvu 64 erinevusena arvude 99 ja 35 vahel (64=99-35), seega taandatakse meie võrrand järgmisele kujule: Y=64-37=99-35-37=99 -(35+37)= 27. Nagu teisendusest näha, on lahutamine osaliselt asendatud liitmisega ja liitmise tulemuse lahutamine 99-st, mis on liitmise pöördteisendus. Sellest tulenevalt pidi Pascal lahendama üheksa automaatse liitmise ülesande, mille jaoks ta sisestas loendustrumlile kaks rida arvusid nii, et kahe üksteise all paikneva arvu summa oli alati võrdne 9-ga. Seega kuvatud arv arvutustulemuste akna ülemine rida on kujutatud alumises reas oleva arvu liitmist 9-le.

Laiendatud kujul on silindrile kantud read näidatud vasakpoolsel joonisel.

Alumist rida kasutati liitmiseks ja ülemist lahutamiseks. Tagamaks, et kasutamata rida ei segaks arvutustest tähelepanu, kaetakse see ribaga.

Vaatame Pascalina tööd, kasutades näidet 132 lahutamisest 7896-st (7896-132=7764):

1. Sulgege lisamiseks kasutatud akende alumine rida.

2. Pöörake valikurattaid nii, et ülemises reas kuvatakse number 7896, alumisel suletud real aga number 992103.

3. Sisestage alamjaotus samamoodi, nagu sisestame terminid lisaks. Numbri 132 puhul tehakse seda järgmiselt:

Tihvt paigaldatakse Pascalina madalaima numbri numbri 2 vastas ja ketast keeratakse päripäeva, kuni tihvt toetub piirikule.

Tihvt paigaldatakse “Pascalina” teise numbri numbri 3 vastas ja ketast keeratakse päripäeva, kuni tihvt toetub piirikule.

Tihvt paigaldatakse “Pascalina” kolmanda numbri numbri 1 vastas ja ketast keeratakse päripäeva, kuni tihvt toetub piirikule.

Ülejäänud numbrid ei muutu.

4. Lahutamise tulemus 7896-132=7764 kuvatakse akende ülemisel real.

Korrutamine seadmes viidi läbi korduva liitmise vormis ja arvu jagamiseks sai kasutada mitmekordset lahutamist.

Arvutusmasinat arendades seisis Pascal silmitsi paljude probleemidega, millest pakiliseim oli komponentide ja hammasrataste valmistamine. Töötajad ei saanud teadlase ideedest hästi aru ja instrumentide valmistamise tehnoloogia oli madal. Mõnikord pidi Pascal ise tööriistad üles korjama ja masina teatud osi lihvima või nende konfiguratsiooni lihtsustama, et meistrimehed saaksid need valmis teha.

Leiutaja kinkis kantsler Seguierile Pascalina ühe esimestest edukatest mudelitest, mis aitas tal 22. mail 1649 saada kuningliku privileegi, mis kinnitas leiutise autorsust ja andis Pascalile õiguse masinat toota ja müüa. 10 aasta jooksul loodi ligikaudu 50 arvutimudelit ja müüdi kümmekond. Tänaseni on säilinud 8 proovi.

Kuigi masin oli oma aja kohta revolutsiooniline ja tekitas üldist imetlust, ei toonud see selle loojale rikkust, kuna praktiline rakendus Ma ei saanud seda kätte, kuigi neist räägiti ja kirjutati palju. Võib-olla sellepärast, et ametnikud, kellele masin mõeldud, kartsid selle tõttu töö kaotada ja tööandjad ostsid ihnekalt kallist seadet, eelistades odavat tööjõudu.

Sellegipoolest said Pascalina ehitamise aluseks olevad ideed arvutitehnoloogia arengu aluseks. Pascalil olid ka vahetud järglased. Nii konstrueeris kurtide ja tummade õpetamise süsteemi poolest tuntud Rodriguez Pereira kaks Pascalina põhimõtetel põhinevat arvutusmasinat, kuid mitmete modifikatsioonide tulemusena osutusid need arenenumateks.