Блез Паскаль – бірінші жинақтаушы. Машиналарды қосу және машиналарды қосу: Тарихи шолу
Паскаль жинақтау машинасы (механизмі)
Паскальдың қосу құрылғысы көптеген берілістері бар қорап болды. Бір онжылдықта ғалым машинаның елуден астам түрлі нұсқаларын құрастыра алды. Паскалинде жұмыс істеу кезінде жинақталған сандар тергіштерді белгілі бір жолмен айналдыру арқылы енгізілді. Әрқайсысы нөлден тоғызға дейінгі бөлімдермен белгіленді, бұл санның 1-ші ондық белгісіне сәйкес келеді. Доңғалақ толық шеңбер жасап, сол «аға» доңғалақты бір бірлік алға жылжыта отырып, тоғыздың үстінен «берді».
Әмбебап мойындағанымен, құрылғы ғалымды байыта алмады. Дегенмен, байланыстырылған дөңгелектер принципінің өзі келесі үш ғасырда көптеген есептеу машиналарының негізін құрады. Өз өнертабысы үшін Паскаль корольдік патент алды, соған сәйкес ол машиналарды өндіру мен сатуға авторлық құқықты сақтап қалды. Алайда дарынды өнертапқыш мұнымен тоқтап қалмады.
1648 жылы Паскаль «бостыққа қатысты тәжірибелерін» аяқтады. Ол табиғатта «бостықтан қорқудың» жоқтығын дәлелдеді. Ғалым атмосфералық қысымның әсерінен сұйықтықтардың тепе-теңдігін талдады. Ашылулардың нәтижелері сол кездегі технологиядан айтарлықтай озып кеткен гидравликалық престің ойлап табылуына негіз болды.
Паскальдың жинақтау машинасы (сыртқы түрі)
Бірақ бір тамаша сәтте ғылыми жол атақты ғалым үшін жиіркенішті болды. Ғылым ғибадатханасы тар болып шықты, ал Паскаль өмірдің «сүйкімділігінен» ләззат алғысы келді. Әлем оны бірден қабылдады, ал өнертапқыш бірнеше жыл бойы ақсүйектер салондарының атмосферасына еніп кетті. Осы жылдар бойы Паскальдың кіші әпкесі, Порт-Роялдағы монах әйел ағасының жоғалған жанын құтқару үшін жалықпай дұға етті.
1654 жылы қарашаның бір кешінде Паскаль мистикалық түсінікке ие болды. Ол есін жиған соң бірден пергамент парағына аянды жазып, көйлегінің астарына тігіп алды. Бұл жәдігер ғалымның соңғы күніне дейін бірге болды.
Паскаль қайтыс болған күні оның достары пергаментті тапты. Бұл оқиға ғылыми тәжірибе мен тәжірибені қалдырған өнертапқыштың өміріндегі бетбұрыс болды. Бұдан былай оның жазушылық қабілеті христиан дінін қорғауға бағытталды. Ғалымның «Провинцияға хаттар» атты бірнеше көркем очерктері жарық көреді.
Паскаль жинақтау машинасы (схема)
Паскаль өмірінің соңғы жылын Париж шіркеулеріне қажылыққа арнады. Ол қорқынышты бас ауруымен ауырды, ал дәрігерлер психикалық стресске тыйым салды. Дегенмен, науқас қолына түскен кез келген материалға басына келген ойларын жазып үлгерді. 1662 жылы 19 тамызда ауыр, ұзаққа созылған ауру басталып, Блез Паскаль қайтыс болды.
Ол қайтыс болғаннан кейін достары жіппен байланған көптеген ноталар бумасын тапты. Кейінірек олардың шифры ашылып, жеке кітап болып басылды. Қазіргі оқырман үшінол «Ойлар» деген атпен белгілі.
Программалау тілі Паскаль атымен аталды. Оның әкесі Никлаус Вирт болып саналады. Паскаль тілі бойынша жұмыс 1968-1969 жылдар бойы жүргізілді. Паскаль тілінің туған жылы 1970 жыл болып саналады. Компьютерлік қауымдастық одан құрылымдық бағдарламалаудың және дұрыс бағдарламалауды үйретудің тиімді құралын тапты.
Керемет адамдар барлық жағынан керемет. Бұл ортақ тұжырым француз ғалымы Блез Паскальға толық сәйкес келеді. Өнертапқыштың ғылыми қызығушылықтары физика мен математика, әдебиет пен философия болды. Дәл Паскаль математикалық анализдің негізін салушылардың бірі, гидродинамиканың іргелі заңының авторы болып саналады. Ол механикалық компьютерлердің алғашқы жасаушысы ретінде де белгілі. Бұл құрылғылар қазіргі компьютерлердің прототипі болып табылады.
Ол кезде модельдер көп жағынан ерекше болды. Техникалық ерекшеліктері бойынша олар Блез Паскальға дейін ойлап табылған көптеген аналогтардан асып түсті. «Паскалинаның» хикаясы қандай? Бұл дизайндарды қазір қайдан табуға болады?
Алғашқы прототиптер
Есептеу процестерін автоматтандыру әрекеттері ұзақ уақыт бойы жүргізілді. Бұл істерде арабтар мен қытайлар ең табысты болды. Олар абакус сияқты құрылғының ашушылары болып саналады. Жұмыс принципі өте қарапайым. Есептеуді жүргізу үшін сүйектерді бір бөліктен екінші бөлікке жылжыту керек. Өнімдер алу операцияларына қосымша мүмкіндік берді. Алғашқы араб және қытай абасының қолайсыздықтары тек тасымалдау кезінде тастардың оңай құлап кетуімен байланысты болды. Сырттағы кейбір дүкендерде араб абакусының ең қарапайым түрлерін әлі де табуға болады, бірақ қазір олар абакус деп аталады.
Мәселенің өзектілігі
Паскаль 17 жасында көлігін құрастыра бастады. Жасөспірімнің күнделікті есептеу процестерін автоматтандыру қажеттілігі туралы ойлары әкесінің тәжірибесінен шабыттанды. Ақиқатында, кемеңгер ғалымның ата-анасы салықшы болып жұмыс істеп, көп уақытын жалықтыратын есеп-қисаппен айналысқан. Дизайндың өзі ұзақ уақытқа созылды және ғалымнан үлкен физикалық, ақыл-ой және материалдық инвестицияларды талап етті. Соңғы жағдайда Блез Паскальға өз әкесі көмектесті, ол ұлының дамуының артықшылықтарын тез түсінді.
Бәсекелестер
Әрине, ол кезде электронды есептеуіш құралдарды пайдалану туралы әңгіме болған жоқ. Барлығы тек механика арқылы жүзеге асырылды. Қосу операциясын орындау үшін доңғалақты айналдыруды пайдалану Паскальдан көп бұрын ұсынылған. Мысалы, 1623 жылы жасалған құрылғы өз уақытында танымал болған жоқ.Бірақ Паскаль машинасы қосу процесін айтарлықтай жеңілдететін белгілі бір техникалық жаңалықтарды енгізді. Мысалы, француз өнертапқышы сан жоғарырақ цифрға ауысқан кезде бірлікті автоматты түрде тасымалдау схемасын жасады. Бұл санақ процесінде адамның араласуынсыз көп таңбалы сандарды қосуға мүмкіндік берді, бұл қателер мен дәлсіздіктер қаупін іс жүзінде жойды.
Сыртқы түрі және жұмыс істеу принципі
Көрнекі түрде Паскальдың бірінші қосу машинасы бір-бірімен байланысқан тісті доңғалақтар орналасқан кәдімгі металл қорапқа ұқсады. Пайдаланушы теру дөңгелектерін айналдыра отырып, қажетті мәндерді орнатады. Олардың әрқайсысына 0-ден 9-ға дейінгі сандар қолданылды.Толық айналым жасағанда беріліс көршілесті (жоғары дәрежеге сәйкес) бір бірлікке ауыстырды.
Ең бірінші модельде бес беріліс болды. Кейіннен Блез Паскальдың есептеу машинасы беріліс санының ұлғаюына байланысты кейбір өзгерістерге ұшырады. Олардың 6-ы пайда болды, кейін бұл сан 8-ге дейін өсті. Бұл жаңалық 9 999 999-ға дейін есептеулерді жүргізуге мүмкіндік берді. Жауап құрылғының жоғарғы жағында пайда болды.
Операциялар
Паскаль есептеуіш машинасының дөңгелектері бір бағытта ғана айнала алатын. Нәтижесінде пайдаланушы тек қосу операцияларын орындай алды. Кейбір дағдылармен құрылғылар көбейтуге де бейімделді, бірақ бұл жағдайда есептеулерді орындау айтарлықтай қиын болды. Бірдей сандарды қатарынан бірнеше рет қосу қажет болды, бұл өте ыңғайсыз болды. Дөңгелекті айналдыра алмау кері жағытеріс сандармен есептеулерге жол бермеді.
Тарату
Тәжірибелік үлгі жасалғаннан бері ғалым 50-ге жуық құрылғы жасады. Паскальдың механикалық машинасы Францияда бұрын-соңды болмаған қызығушылық тудырды. Өкінішке орай, бұйым көпшілік арасында және ғылыми ортада резонанс тудырғанына қарамастан, ешқашан кең танымалдылыққа ие бола алмады.
Өнімдердегі басты мәселе олардың қымбаттығы болды. Өндіріс қымбат болды және бұл, әрине, бүкіл құрылғының соңғы бағасына теріс әсер етті. Шығарудағы қиындықтар ғалымның бүкіл өмірінде 16 модельден артық емес сата алатындығына әкелді. Адамдар автоматты есептеудің барлық артықшылықтарын жоғары бағалады, бірақ құрылғыларды алғылары келмеді.
Банктер
Блез Паскаль іске асыру барысында банктерге басты назар аударды. Бірақ қаржы институттары көбінесе автоматты есептеулерге арналған машинаны сатып алудан бас тартты. Францияның күрделі ақша-несие саясатына байланысты проблемалар туындады. Ол кезде елде ливр, теріскей, сусын болған. Бір ливр 20 судан, ал суы 12 инкардан тұрды. Яғни ондық санау жүйесі болмаған. Сондықтан Паскаль машинасын банк ісінде қолдану іс жүзінде мүмкін емес еді. Франция басқа елдерде қабылданған санау жүйесіне 1799 жылы ғана көшті. Дегенмен, осы уақыттан кейін де автоматтандырылған құрылғыны пайдалану айтарлықтай күрделі болды. Бұл өндірістегі бұрын айтылған қиындықтарды қозғады. Еңбек негізінен қолмен жасалды, сондықтан әрбір машина қажырлы еңбекті қажет етті. Нәтижесінде олар оларды мүлдем жасауды тоқтатты.
Мемлекеттік қолдау
Блез Паскаль канцлер Сегуерге алғашқы автоматты есептеу машиналарының бірін берді. Бұл мемлекеттік қайраткержаңадан келген ғалымға автоматты құрылғыны құрудың алғашқы кезеңдерінде қолдау көрсетті. Сонымен бірге канцлер патшадан Паскаль үшін арнайы осы қондырғыны шығару үшін артықшылықтар ала алды. Машинаның өнертабысы толығымен ғалымның өзіне тиесілі болғанымен, ол кезде Францияда патенттік құқық дамымаған. Корольдік адамнан артықшылық 1649 жылы алынды.
Сатылымдар
Жоғарыда айтылғандай, Паскаль машинасы көп танымал болмады. Ғалымның өзі тек құрылғылар жасаумен айналысты, оның досы Роберваль сатуға жауапты болды.
Даму
Паскаль компьютерінде жүзеге асырылған механикалық берілістердің айналу принципі басқа ұқсас құрылғыларды жасау үшін негіз болды. Бірінші сәтті жақсарту неміс математика профессоры Лейбницке жатады. Қосу машинасының жасалуы 1673 жылдан басталады. Сандарды қосу ондық жүйеде де орындалды, бірақ құрылғының өзі үлкен функционалдылықпен ерекшеленді. Оның көмегімен тек қосуды ғана емес, көбейтуді, азайтуды, бөлуді және тіпті квадрат түбірді алуға болатындығы шындық. Ғалым конструкцияға арнайы дөңгелек қосты, бұл қайталанатын қосу операцияларын жылдамдатуға мүмкіндік берді.
Лейбниц өз өнімін Франция мен Англияда таныстырды. Көліктердің бірі тіпті Ресей императоры Петр Ұлымен аяқталды, ол оны Қытай монархына сыйға тартты. Өнім мінсізден алыс болды. Лейбниц алу үшін ойлап тапқан дөңгелек кейіннен басқа қосу машиналарында қолданылды.
Механикалық қондырғылардың алғашқы коммерциялық табысы 1820 жылдан басталады. Калькуляторды француз өнертапқышы Шарль Ксавье Томас де Кольмар жасаған. Жұмыс істеу принципі көп жағынан Паскаль машинасын еске түсіреді, бірақ құрылғының өзі көлемі жағынан кішірек, өндіруге сәл жеңіл және арзанырақ. Бұл бизнесмендердің табысын алдын ала анықтады.
Жаратылыс тағдыры
Ғалым өмір бойы 50-ге жуық машина жасап шығарды, бүгінгі күнге дейін тек бірнешеуі ғана сақталған. Енді тек 6 құрылғының тағдырын сенімді бақылауға болады. Төрт үлгі Париждегі өнер және қолөнер мұражайында, тағы екеуі Клермон мұражайында тұрақты сақтауда. Қалған есептеуіш құрылғылар жеке коллекциялардан өз үйлерін тапты. Қазіргі уақытта олардың кімге тиесілі екені белгісіз. Қондырғылардың жұмысқа жарамдылығы да сөз болып отыр.
Пікірлер
Кейбір өмірбаяншылар Паскаль қосу машинасының дамуы мен жасалуын өнертапқыштың денсаулығының нашарлығымен байланыстырады. Жоғарыда айтқанымыздай, ғалым алғашқы еңбектерін жас кезінде бастаған. Олар автордан орасан зор психикалық және физикалық күшті талап етті. Жұмыс 5 жылға жуық уақытқа созылды. Осының салдарынан Блез Паскаль қатты бас ауруымен ауыра бастады, содан кейін оны өмірінің соңына дейін сүйемелдеп жүрді.
Бұл бетте бар негізгі оқиғаларқосу машиналарының даму тарихы. Айта кету керек, практикалық таратпаған көптеген тәжірибелік модельдерге емес, жаппай шығарылған конструкцияларға баса назар аударылады. Шамамен б.з.б. 5-6 ғасырлар. Абакустың пайда болуы (Египет, Вавилон)Шамамен 6 ғасырда Қытай абакусы пайда болады.
1846 Куммер калькуляторы (Ресей империясы, Польша). Слонимскийдің машинасына ұқсас (1842 ж. Ресей империясы), бірақ ықшам. Ол бүкіл әлемде 1970 жылдарға дейін қалтаға арналған арзан абакус ретінде кеңінен қолданылды.
1950 жж Компьютерлер мен жартылай автоматты қосу машиналарының өсуі. Дәл осы уақытта электр компьютерлерінің көптеген үлгілері шығарылды.
1962 - 1964 жж Алғашқы электронды калькуляторлардың пайда болуы (1962 ж. – эксперименттік сериясы ANITA MK VII (Англия), 1964 жылдың соңына қарай электронды есептеуіш машиналарды көптеген дамыған елдер, соның ішінде КСРО (VEGA KZSM) шығарды). Электрондық калькуляторлар мен ең қуатты компьютерлер арасында қатал бәсеке басталады. Бірақ калькуляторлардың пайда болуы шағын және арзан қосу машиналарын (негізінен автоматты емес және қолмен басқарылатын) өндіруге әсер еткен жоқ.
1968 Contex-55 өндірісі басталды, бұл жоғары автоматтандырылған қосу машиналарының соңғы үлгісі болуы мүмкін.
1969 жыл КСРО-да қосқыш машиналар өндірісінің шыңы. 300 мыңға жуық Феликс пен ВК-1 шығарылды.
1978 Шамамен осы уақытта Felix-M қосу машиналарының өндірісі тоқтатылды. Бұл әлемде шығарылған қосу машинасының соңғы түрі болуы мүмкін.
1988 Механикалық компьютердің шығарылған соңғы сенімді күні - Ока кассасы.
1995-2002 Механикалық бақылау-касса машиналары (ККМ) «Ока» (модельдері 4400, 4401, 4600) Ресей Федерациясының мемлекеттік тізілімінен шығарылды. Шамасы, Ресейде күрделі механикалық компьютерлерді қолданудың соңғы саласы жоғалып кетті.
2008 Мәскеудің кейбір дүкендерінен абакусты әлі де табуға болады...
Логарифмдер
«Логарифм» термині гректің logos – қатынас, қатынас және arifmos – сан сөздерінің бірігуінен пайда болған.
Логарифмнің негізгі қасиеттері көбейту, бөлу, дәрежеге шығару және түбірге шығаруды қосу, алу, көбейту және бөлудің қарапайым амалдарымен ауыстыруға мүмкіндік береді.
Логарифм әдетте loga N деп белгіленеді. Негізі e = 2,718... болатын логарифм натурал деп аталады және ln N деп белгіленеді. 10 негізі бар логарифм ондық деп аталады және log N деп белгіленеді. y = loga x теңдігі логарифмді анықтайды функциясы.
«Берілген N санының a негізіне логарифмі, N алу үшін а санын көтеру керек у дәрежесінің көрсеткіші; Осылайша,
Логарифмдерді ойлап тапқан шотланд математигі Джон Непьер (1550-1617) болды.
Ескі жауынгер шотланд отбасының ұрпағы. Ол логика, теология, құқық, физика, математика, этика салаларын оқыды. Ол алхимия мен астрологияға қызығушылық танытты. Бірнеше пайдалы ауылшаруашылық құралдарын ойлап тапты. 1590 жылдары ол логарифмдік есептеулер идеясын ойлап тапты және логарифмдердің алғашқы кестелерін құрастырды, бірақ өзінің әйгілі «Логарифмдердің таңғажайып кестелерінің сипаттамасы» атты еңбегін тек 1614 жылы жариялады. 1620 жылдардың соңында слайд ереже ойлап табылды, есептеулерді жеңілдету үшін Napier кестелерін пайдаланатын есептеу құралы. Көмегімен слайд ережесісандарға амалдар осы сандардың логарифмдеріне амалдармен ауыстырылады.
1617 жылы, қайтыс болуынан аз уақыт бұрын, Непьер арифметикалық есептеулерді жеңілдету үшін математикалық жиынтықты ойлап тапты. Жиын 0-ден 9-ға дейінгі сандары бар жолақтардан және оларға басып шығарылған көбейткіштерден тұрды. Санды көбейту үшін ұштардағы сандар осы санды құрайтындай жолақтар қатар қойылды. Жауапты жолақтардың бүйірлерінен көруге болады. Непердің таяқшалары көбейтуден басқа бөлуге және квадрат түбірлерге мүмкіндік берді.
1640 жылы механикалық есептеу машинасын жасау әрекетін Блез Паскаль (1623-1662) жасады.
«Блез Паскальдың есептеу машинасы туралы идеясы жануарлардың, соның ішінде адамдардың миы автоматизммен сипатталады, сондықтан бірқатар психикалық процестер іс жүзінде ерекшеленбейді деп есептейтін Декарттың ілімінен шабыттанған болуы мүмкін» деген пікір бар. механикалықтардан». Бұл пікірдің жанама растауы Паскальдың алдына осындай машина жасауды мақсат етіп қоюы болып табылады. 18 жасында ол арифметика ережелерін білмейтіндер де әртүрлі амалдарды орындай алатын машина жасаумен айналыса бастайды.
Машинаның алғашқы жұмыс үлгісі 1642 жылы дайын болды. Паскаль бұған қанағаттанбай, бірден жаңа модельдің жобасын жасауға кірісті. «Мен үнемдеген жоқпын, - деп жазды ол кейінірек «дос-оқырманға» сөйлеп, - оны сізге пайдалы болатындай етіп жеткізу үшін уақыт та, еңбек те, ақша да... 50 түрлі үлгілер: кейбір ағаштар піл сүйегінен, қара ағаштан, мыстан жасалған...»
Паскаль тек материалмен ғана емес, сонымен қатар машина бөлшектерінің пішінімен де тәжірибе жасады: модельдер жасалды - «кейбіреулері түзу шыбықтардан немесе пластиналардан, басқалары қисықтардан, басқалары шынжырларды пайдаланады; кейбіреулері концентрлік берілістермен, басқалары эксцентриктермен; кейбіреулері түзу сызықпен қозғалады, басқалары шеңбер бойымен қозғалады; кейбіреулері конус тәрізді, басқалары цилиндр тәрізді...».
Ақырында, 1645 жылы Паскаль атаған арифметикалық машина немесе жас ғалымның өнертабысы туралы білетіндер Паскаль дөңгелегі дайын болды.
Бұл 350X25X75 мм өлшемді жеңіл жез қорап болды (11.7-сурет). Үстіңгі қаптамада әрқайсысының шеңберлі масштабы бар 8 дөңгелек тесік бар.
11.7-сурет – қақпағы алынып тасталған Паскаль машинасы
Оң жақ шеткі тесіктің масштабы 12 тең бөлікке бөлінген, оның жанындағы тесіктің масштабы 20 бөлікке бөлінген, қалған 6 тесіктің шкаласының ондық бөлімі бар. Бұл градуирлеу сол кездегі негізгі ақша бірлігі ливрді кішіректерге бөлуге сәйкес келеді: 1 су = 1/20 ливр және 1 денье - 1/12 су.
Тесіктерде үстіңгі қақпақтың жазықтығынан төмен орналасқан берілістер көрінеді. Әрбір дөңгелектің тістерінің саны сәйкес тесіктің масштабты бөлімдерінің санына тең (мысалы, оң жақтағы дөңгелекте 12 тіс бар). Әрбір дөңгелек бір-бірінен тәуелсіз өз осінде айнала алады. Доңғалақ екі көрші тістің арасына кіргізілген жетекті түйреуіш арқылы қолмен бұрылады. Істік дөңгелекті қақпақтың төменгі жағында бекітілген және циферблаттағы 1 санының сол жағындағы тесікке шығып тұрған бекітілген тоқтауға тигенше айналдырады. Мысалы, 3 және 4 сандарына қарама-қарсы орналасқан тістердің арасына түйреуішті салып, дөңгелекті толығымен айналдырсаңыз, ол толық айналымның 3/10 бөлігіне айналады.
Дөңгелектің айналуы станоктың ішкі механизмі арқылы осі көлденең орналасқан цилиндрлік барабанға беріледі. Барабанның бүйір бетінде екі қатар сандар бар; Төменгі қатардағы сандар өсу ретімен – 0, ..., 9, жоғарғы қатардағы сандар кему ретімен – 9, 8, ..., 1,0. Олар қақпақтың төртбұрышты терезелерінде көрінеді. Құрылғының қақпағына орналастырылған жолақты терезелер бойымен жоғары немесе төмен жылжытуға болады, бұл қандай математикалық операцияны орындау керектігіне байланысты сандардың жоғарғы немесе төменгі қатарын көрсетеді.
Абакус сияқты белгілі есептеу құралдарынан айырмашылығы, арифметикалық машинада сандарды объективті түрде бейнелеудің орнына оларды бейнелеу осьтің (біліктің) немесе осы ось алып жүретін дөңгелектің бұрыштық орны түрінде қолданылды. Арифметикалық амалдарды орындау үшін Паскаль абакус тәріздес аспаптардағы малтатастардың, жетондардың және т.б. трансляциялық қозғалысын айналмалы қозғалысосьтер (дөңгелектер), сондықтан оның машинасында сандарды қосу оларға пропорционал бұрыштарды қосуға сәйкес келеді.
Сандар енгізілетін дөңгелекті (параметр дөңгелегі деп аталатын), негізінен, тісті болуы қажет емес - бұл дөңгелек, мысалы, тегіс диск болуы мүмкін, оның шетінде 36 ° бұрғыланады. жетек пин салынған.
Бізге Паскаль ең қиын сұрақты - ондықтарды беру механизмін қалай шешкенімен танысу керек. Калькулятордың назарын ең аз маңыздыдан ең маңыздыға ауыстыруды есте қалдырмауға мүмкіндік беретін мұндай механизмнің болуы Паскаль машинасы мен белгілі есептеу құралдарының арасындағы ең керемет айырмашылық болып табылады.
11.8-суретте бір категорияға жататын машина элементтері көрсетілген: реттеу дөңгелегі N, I цифрлық барабан, 4 тәж В доңғалағынан тұратын есептегіш, бір К беріліс және ондық беріліс механизмі. B1, B4 және K доңғалақтарының машинаның жұмысы үшін іргелі маңызы жоқ екенін және тек N реттеу дөңгелегі қозғалысын I цифрлық барабанға беру үшін қолданылатынын ескеріңіз. Бірақ B2 және B3 дөңгелектері есептегіштің ажырамас элементтері және , «есептеу машинасы» терминологиясына сәйкес, санау дөңгелектері деп аталады. Қосулы
А 1 және А 2 осьтеріне қатаң бекітілген екі көрші цифрлардың санау дөңгелектерін және Паскаль «белдеу» (саутоир) деп атаған ондық беру механизмін көрсетеді. Бұл механизмде келесі құрылғы бар.
11.8-сурет – Санның бір цифрына қатысты Паскаль машинасының элементтері
11.9-сурет – Паскаль машинасындағы ондық беріліс механизмі
Төменгі категориядағы В 1 санау дөңгелегінде A 1 осі айналғанда екі тізе рычагының D 1 ұшында орналасқан М шанышқы тістерімен түйісетін d штангалары бар. Бұл рычаг ең жоғары дәрежелі A 2 осінде еркін айналады, ал шанышқы серіппелі табаны алып жүреді. Айналмалы ось A 1 кезінде B 1 дөңгелегі b санына сәйкес орынға жеткенде, штоктар C1 шанышқы тістерімен түйіседі, ал ол 9-дан 0-ге дейін жылжыған кезде шанышқы ілінісуден сырғып кетеді. және өз салмағымен құлап, итті өзіңізбен бірге сүйреңіз. Тырнақ ең жоғары дәрежелі B 2 санау дөңгелегін бір қадам алға итереді (яғни оны A 2 осімен бірге 36°-қа бұрады). Н рычаг, бітеуіш тәрізді тіспен аяқталады, шанышқыны көтеру кезінде B 1 дөңгелегі қарсы бағытта айналуына жол бермейтін ысырма рөлін атқарады.
Тасымалдау механизмі санау дөңгелектерінің айналуының бір бағытында ғана жұмыс істейді және дөңгелектерді қарама-қарсы бағытта айналдыру арқылы алу операциясын орындауға мүмкіндік бермейді. Сондықтан Паскаль бұл амалды ондық толықтауышпен қосуды ауыстырды.
Мысалы, 532-ден 87-ні алу керек болсын. Қосу әдісі келесі әрекеттерге әкеледі:
532 - 87 = 532 - (100-13) = (532 + 13) - 100 = 445.
Тек 100-ді шегеруді ұмытпау керек. Бірақ белгілі бір сандар саны бар машинада бұл туралы алаңдамаудың қажеті жоқ. Шынында да, азайту 6-разрядты машинада орындалсын: 532 - 87. Содан кейін 000532 + 999913 = 1000445. Бірақ сол жақтағы бірлік өздігінен жоғалады, өйткені 6-разрядтан көшірудің ешқайсысы жоқ. Паскаль машинасында ондық толықтауыш цифрлық катушканың жоғарғы қатарында жазылады. Алып тастау операциясын орындау үшін реттеу дөңгелектерінің айналу бағытын сақтай отырып, тікбұрышты терезелерді жабатын жолақты төменгі орынға жылжыту жеткілікті.
Паскаль тілін ойлап табумен компьютерлік технологияның дамуының кері санағы басталады. XVII-XVIII ғасырларда. бір өнертапқыш бірінен соң бірі құрылғылар мен арифмометрлерді қосудың жаңа дизайн нұсқаларын ұсынды, сайып келгенде, 19 ғасырға дейін. Есептеу жұмыстарының тұрақты өсіп келе жатқан көлемі механикалық есептеу құрылғыларына тұрақты сұраныс тудырмады және олардың сериялық өндірісін жолға қоюға мүмкіндік бермеді.
Адамзат өзінің дамуының белгілі бір кезеңіне дейін заттарды санау кезінде табиғи «калькуляторға» - туғаннан берілген он саусаққа қанағаттанған. Олар азайған кезде біз әртүрлі қарабайыр құралдарды ойлап табуға мәжбүр болдық: тастарды, таяқтарды, абакусты, қытайлық суан-панды, жапон соробаны, орыс абакусын.
Бұл құралдардың дизайны қарапайым, бірақ оларды өңдеу жеткілікті шеберлікті қажет етеді. Мәселен, мысалы, үшін қазіргі адамКалькуляторлар дәуірінде туылғандар үшін абакуста көбейту мен бөлуді меңгеру өте қиын. «Сүйек» теңдестіру әрекетінің мұндай ғажайыптары енді Intel микропроцессорының жұмысының құпияларын білетін микропрограммист үшін ғана мүмкін болуы мүмкін.
Санауды механикаландырудағы серпіліс еуропалық математиктер қосу машиналарын ойлап табуға жарыса бастаған кезде болды.
Дегенмен, Блез Паскаль бірінші болып жобалап қана қоймай, сонымен қатар жұмыс істейтін қосу машинасын құрастырды, олар айтқандай, нөлден бастады. Керемет француз ғалымы, ықтималдықтар теориясын жасаушылардың бірі, бірнеше маңызды математикалық теоремалардың авторы, атмосфералық қысымды ашқан және жер атмосферасының массасын анықтаған жаратылыстанушы ғалым, артына «Ойлар» сияқты еңбектер қалдырған көрнекті ойшыл. және «Провинцияға хаттар».
Мен Блез Паскальға адам және өнертапқыш ретінде қызығамын, сондықтан оның өмірі мен өнертабыстары, әсіресе компьютер туралы көбірек білгім келеді.
Паскаль Блез (19.VI. 1623 - 19.VII. 1662) - француз математигі, физигі және философы (2-суретті қараңыз). Ол отбасындағы үшінші бала болды. Ол небәрі үш жасында анасы қайтыс болды. 1632 жылы Паскальдың отбасы Клермонды тастап, Парижге кетті.
Паскальдың әкесі болған жақсы білімжәне оны тікелей ұлына беруді шешті. Оның әкесі Блез 15 жасқа дейін математиканы оқымауы керек деп шешті және барлық математикалық кітаптар олардың үйінен алынып тасталды. Алайда Блездің қызығушылығы оны 12 жасында геометрияны оқуға итермеледі. Ол кез келген үшбұрыштың бұрыштарының қосындысы екі тік бұрышқа тең екенін анықтады. Әкесі мұны білгенде, ол көнбей, Блезге Евклидті зерттеуге рұқсат берді. 1639 жылы желтоқсанда Паскальдың отбасы Парижден кетіп, Роинде тұруға кетті, оның әкесі Жоғарғы Нормандияның салық жинаушысы болып тағайындалды.
1641 жылы (басқа деректер бойынша 1642 ж.) Паскаль жинақтау машинасын құрастырды. Бұл алғашқы сандық калькулятор болды және әкесіне жұмысына көмектесті. Паскалина деп аталатын құрылғы 1940 жылдардағы механикалық калькуляторға ұқсайтын. Паскаль машинасы кеңінен қолданылды: Францияда ол 1799 жылға дейін, ал Англияда тіпті 1971 жылға дейін қолданыста болды.
Блез Паскаль математиканың дамуына үлкен үлес қосты. «Коникалық қималар теориясының тәжірибесі» (1639, 1640 ж. жарияланған) трактатында ол проекциялық геометрияның негізгі теоремаларының бірін атап көрсетті. Паскаль теоремасы. 1654 жылға қарай ол арифметика, сандар теориясы, алгебра және ықтималдықтар теориясы бойынша бірқатар жұмыстарды аяқтады. Паскаль табылды ортақ қасиетсанның цифрларының қосындысын білуге негізделген кез келген бүтін санның кез келген басқа бүтін санға бөлінгіштігі, биномдық коэффициенттерді есептеу әдісі (Арифметикалық үшбұрыш); n санның комбинациялар санын m-ге есептеу тәсілін берді; ықтималдықтың элементар теориясының бірқатар негізгі ережелерін тұжырымдады.
Паскаль еңбектері, құрамында геометриялық пішінфигуралардың аудандарын, көлемдерін және денелердің бетінің аудандарын есептеуге арналған бірқатар есептерді шешудің интегралды әдісі, сондай-ақ циклоидқа қатысты басқа есептер шексіз аз талдауды дамытудағы маңызды қадам болды.
Физикада Паскаль барометрлік қысым мен гидростатиканы зерттеді. Оның философиялық көзқарастары рационализм мен скептицизм арасында ауытқып отырды. Ол үйленді және әдеби қызмет- оның «Провинцияға жазған хаттары» француз тілінің дамуына айтарлықтай әсер етті әдеби прозажәне 17-18 ғасырлардағы театр. Сыныптастары ұнатпайтын оқушылардың бірі еді. GPA-сы соншалықты жоғары болған адамды сүю қиын, сондықтан бәрі салыстырмалы түрде ақымақ болып көрінді.
Паскаль өзін арнаған барлық нәрседе: физика, гидростатика, гидродинамика, математика, статистика, өнертабыс, логика, полемика, философия және прозада өзінің қабілеттерімен ерекшеленді. Біз «Паскаль» қысымы, Паскаль принципі туралы айтамыз, тіпті компьютер тілі Паскаль деп аталады. Әдебиет тарихын зерттеушілер Паскалды француз прозасының әкесі деп атайды, ал теологтар Паскальдың бәстерін талқылайды, ал евангелистер оны күнәкарларға Ізгі хабарды куәландыру үшін пайдаланады. Ол азаптың не екенін білді, ол күрестің не екенін білді және Иса Мәсіхті аз адамдар білмейтін жолмен білді.
Ол өзінің барлық жаңалықтарын қырық жасқа дейін жасады. Паскальдың математик ретіндегі беделі өсіп, атақ-даңқының шарықтау шегінде басқа да көрнекті ғалымдармен және философтармен, соның ішінде Ферма, Декарт, Кристофер Рен, Лейбниц, Гюйгенс және т.б. Ол конустық қималар, проекциялық геометрия, ықтималдық, биномдық коэффициенттер, циклоидтар және сол кездегі басқа да көптеген жұмбақтармен жұмыс істеуді жалғастырды. Кейде ол, әрине, өзі шеше алатын қиын мәселелер туралы әйгілі әріптестерімен дауласып жатты.
Физикада Паскаль теорияда да, экспериментте де озық болды. Ол 30 жасында гидростатиканың алғашқы жүйелі теориясы «Сұйықтықтардың тепе-теңдігі туралы трактатын» аяқтады. Онда ол өзінің әйгілі қысым заңын тұжырымдады, ол берілген тереңдіктің бүкіл бетіндегі қысым барлық бағытта тең болатынын айтады. Бүгінгі күні бұл принцип көптеген салаларда іргелі болып табылады және көптеген объектілерде қолданылады, мысалы: суасты қайықтарында, сүңгуірге арналған тыныс алу аппараттарында және көптеген тыныс алу құрылғыларында. Осы принципті қолдана отырып, Паскаль шприц пен гидравликалық престі ойлап тапты.
Блез Паскальдың көреген ойы оған барометрдегі көтерілген сұйықтықты «вакуумға шыдамайтын сұйықтық қасиеті» деп емес, сырттағы ауаның резервуардағы сұйықтыққа қысымы деп түсіндіруге көмектесті. Ол Декартқа (вакуумның бар екеніне сенбейтін) және өз заманындағы басқа да Аристотель ізбасарларына қарсы шықты. Атмосфералық қысымның биіктікке қарай төмендейтінін байқап, ол вакуум атмосферадан жоғары деген қорытындыға келді. Джеймс Кейфер былай деп жазады: «Мұндай нәтижелерді ұсыну иезуит қарсыластарын мазақ етудің бір түрі. Осылайша ол олардың әдістерін артқа тастады және оларды физикадағы Аристотельдің беделіне сүйенді және сонымен бірге Жазбалар мен діндегі Әкелердің беделін елемейді деп айыптады ». Оның тапқырлығы, ирониясы, көрегендігі, білімі мен логикасы математикаға сүйене отырып, оның жұмысын жанды және жігер мен күшке толтырды. Кейфер былай деп жазады: «Ол өз жерлестеріне жазуды үйретті, осылайша адамдар жазылған мәтінді қуана оқиды». Оның шығармасын оқу шынымен де рахат! Оның ең атақты шығармасы тіпті аталмаған немесе аяқталмаған.
30 жасында ол «Христиан дінінің апологетикасын [қорғау]» бойынша жұмыс істей бастады деген болжам бар, бірақ, өкінішке орай, ол қайтыс болғаннан кейін, «Пенсилер» («Ойлар») деген атпен басылған бірде-бір шатастырып алған қағаздар ғана табылды. ). Дегенмен, Паскаль адам табиғаты, күнә, азап, сенбеушілік, философия, жалған дін, Иса Мәсіх, Жазбалар, жұмақ пен тозақ және т.б. туралы сенушілерді де, сенбейтіндерді де сынауға жеткілікті материал жазды. Бәс тек өлгеннен кейін оң жақта боламын деген соқыр үміт емес; бұл менің өмірімді болашақта ретке келтіретін және қазіргі уақытта тыныштық, қуаныш пен мақсат беретін саналы таңдау. Паскаль 39 жасында асқазан қатерлі ісігінен қайтыс болды.
Математик Блез Паскаль 1642 жылы 19 жасында салық жинаушы болған және жиі ұзақ және жалықтыратын есептеулер жүргізуге тура келетін әкесінің жұмысын бақылаған соң Паскалина қосу машинасын жасай бастады.
Паскаль машинасы бір-бірімен жалғанған көптеген берілістері бар қорап түріндегі механикалық құрылғы болды. Қосылатын сандар құрылғыға терулерді сәйкес бұру арқылы енгізілді. Санның бір ондық таңбасына сәйкес келетін бұл дөңгелектердің әрқайсысы 0-ден 9-ға дейінгі бөлімдермен белгіленді. Санды енгізу кезінде дөңгелектер сәйкес санға айналдырылды. Аяқтау толық айналым 9 санынан асып кету дөңгелегі арқылы келесі цифрға ауыстырылды, көрші дөңгелекті 1 позицияға ауыстырды.
Паскалинаның алғашқы нұсқаларында бес беріліс болды, кейінірек саны алтыға немесе тіпті сегізге дейін өсті, бұл үлкен сандармен жұмыс істеуге мүмкіндік берді, 9999999. Жауап металл корпустың жоғарғы бөлігінде пайда болды. Дөңгелектердің айналуы теріс сандармен тікелей жұмыс істеу мүмкіндігін қоспағанда, тек бір бағытта мүмкін болды. Бірақ Паскаль машинасы қосуды ғана емес, басқа да операцияларды орындауға мүмкіндік берді, бірақ ол қайталап қосу үшін біршама ыңғайсыз процедураны қолдануды қажет етті.
Алу тоғызды қосу арқылы орындалды, ол оқырманға көмектесу үшін бастапқы мән жиынының үстінде орналасқан терезеде пайда болды. Бірінші үлгі үнемі бұзылып, екі жылдан кейін Паскаль жетілдірілген үлгіні жасады.
Бұл таза қаржы машинасы болды: онда алты ондық және екі қосымша болды: біреуі 20 бөлікке, екіншісі 12-ге бөлінген, бұл сол кездегі ақша бірліктерінің қатынасына сәйкес келді (1 су = 1/20 ливр, 1 день = 1/12 су).
Әрбір санат белгілі бір тіс саны бар дөңгелекке сәйкес келді. Паскаль 1649 жылы француз королі берген Паскаль дөңгелегі үшін бірінші патентке ие болды. Оның «есептеу ғылымы» саласындағы жетістіктеріне құрмет белгісі ретінде, бірі қазіргі тілдерпрограммалау Паскаль деп аталады.
Автоматты есептеулердің артықшылығына қарамастан, сол кездегі Францияда қолданыста болған ақша жүйесі шеңберінде қаржылық есептеулер үшін ондық машинаны пайдалану қиын болды. Есептеулер ливр (фунт), соус (қатты заттар) және деньерлер (денарийлер) бойынша жүргізілді. Ливрде 20 соус, бір ауызда 12 дания болған. Ондық жүйені қолдану онсыз да қиын есептеулер процесін қиындатқаны анық.
Дегенмен, шамамен 10 жыл ішінде Паскаль әртүрлі материалдардан: мыс, ағаштың әртүрлі түрлері, піл сүйегінен 50-ге жуық құрастырды.
Ғалым солардың бірін канцлер Сегуерге (Пьер Сегуе, 1588-1672) сыйға тартты, кейбір үлгілерін сатты, ал кейбіреулерін математика ғылымының соңғы жетістіктері туралы дәрістер кезінде көрсетті. 8 данасы бүгінгі күнге дейін сақталған. Жалпы таңданыс тудырғанына қарамастан, машина жасаушыға байлық әкелмеді. Машинаның күрделілігі мен жоғары құны, нашар есептеу мүмкіндіктерімен бірге оның кең таралуына кедергі болды. Соған қарамастан, Паскалинаның негізінде жатқан біріктірілген дөңгелектер принципі жасалғандардың көпшілігі үшін үш ғасырға жуық негіз болды. есептеуіш құрылғылар.
Паскаль машинасы Вильгельм Шикардтың 1623 жылы жасалған санау сағатынан кейінгі екінші нақты жұмыс істейтін есептеуіш құрылғы болды.
Паскалинадан 30 жыл өткен соң, 1673 жылы Готфрид Вильгельм Лейбництің «арифметикалық құралы» пайда болды - арифметикалық амалдарды, соның ішінде көбейту мен бөлуді орындауға арналған он екі таңбалы ондық құрылғы, ол үшін тісті дөңгелектерден басқа сатылы ролик қолданылды. «Менің машинам үлкен сандарға көбейту мен бөлуді бірден орындауға мүмкіндік береді», - деп жазды Лейбниц досына мақтанышпен.
Жүз жылдан астам уақыт өтті және тек 18 ғасырдың аяғында ғана Францияда келесі қадамдар жасалды, олар үшін түбегейлі маңызы болды. одан әрі дамытуцифрлық есептеулер – Джозеф Жаккард жасаған перфокарталарды және сандық есептеулерді үш кезеңге бөлген Гаспард де Прони ұсынған қолмен есептеу технологиясын пайдалана отырып, тоқу станогын «бағдарламалық қамтамасыз ету» басқару: әзірлеу. сандық әдіс, реттілік бағдарламасын құрастыру арифметикалық амалдар, құрастырылған бағдарламаға сәйкес сандарға арифметикалық амалдар арқылы нақты есептеулерді жүргізу. Бұл екі жаңалықты ағылшын Чарльз Бэббидж қолданды, ол сандық есептеу технологиясының дамуында сапалы жаңа қадам жасады - құрастырылған бағдарлама бойынша есептеулерді қолмен автоматты түрде орындауға көшу. Ол аналитикалық қозғалтқыштың жобасын жасады - бағдарламалық басқаруы бар механикалық әмбебап цифрлық компьютер (1830-1846).
1799 жылы Францияның метрикалық жүйеге көшуі оның ақша жүйесіне де әсер етті, ол ақырында ондық жүйеге айналды. Дегенмен, 19 ғасырдың басына дейін санау машиналарын жасау және пайдалану тиімсіз болып қала берді. 1820 жылы ғана Чарльз Ксавье Томас де Кольмар алғашқы коммерциялық табысты механикалық калькуляторды патенттеді.
19 ғасырдың аяғында Ресей машиналарды қосу үшін әлемдік нарыққа батыл түрде басып кірді. Бұл серпілістің авторы орыстандырылған швед Вилгодт Теофилович Однер (1846-1905), дарынды өнертапқыш және табысты кәсіпкер болды. Вилгодт Теофилович санау машиналарын шығаруды бастамас бұрын бағалы қағаздарды басып шығаруда пайдаланылған банкноттарды автоматтандырылған нөмірлеуге арналған құрылғыны құрастырды. Ол темекі салатын машинаның, Мемлекеттік Думадағы автоматты дауыс беру жәшігінің, сондай-ақ Ресейдегі барлық жүк тасымалдау компанияларында қолданылатын турникеттердің авторы.
1875 жылы Однер өзінің алғашқы қосу машинасын жасады, оның өндірістік құқықтарын Людвиг Нобель машина жасау зауытына берді.
15 жылдан кейін шеберхана иесі атанған Вилгодт Теофилович Санкт-Петербургте жинақтылығы, сенімділігі, пайдаланудың қарапайымдылығы бойынша сол кездегі есептеуіш машиналармен жақсы салыстырылатын қосу машинасының жаңа үлгісін шығаруды бастады. және жоғары өнімділік.
Үш жылдан кейін цех жылына 5 мыңнан астам қосу станоктарын шығаратын қуатты зауытқа айналады. «В.Т.Однер механикалық зауыты, Санкт-Петербург» белгісі бар өнім бүкіл әлемде танымал бола бастады, ол Чикаго, Брюссель, Стокгольм және Париждегі өнеркәсіптік көрмелерде жоғары марапаттарға ие болды. ХХ ғасырдың басында Однер қосу машинасы (5-суретті қараңыз) әлемдік нарықта үстемдік ете бастады.
1905 жылы «Орыс Билл Гейтс» кенеттен қайтыс болғаннан кейін Однердің жұмысын оның туыстары мен достары жалғастырды. Революция компанияның даңқты тарихына нүкте қойды: В.Т. механикалық зауыты. Однер жөндеу зауытына айналдырылды.
Алайда 1920 жылдардың ортасында Ресейде қосқыш машиналар өндірісі жанданды. «Феликс» деп аталатын ең танымал модель атындағы зауытта шығарылды. Дзержинский 1960 жылдардың соңына дейін. Феликспен қатар Кеңес Одағы ВК сериясының электромеханикалық есептеу машиналарын шығаруды бастады, онда бұлшықет күштері электр жетегімен ауыстырылды. Компьютердің бұл түрі неміс Mercedes көлігінің бейнесі мен ұқсастығында жасалған. Электр механикалық машиналар қосу машиналарымен салыстырғанда айтарлықтай жоғары өнімділікке ие болды. Әйтсе де, олар жасаған шу пулемет оқындай болды. Операция бөлмесінде жиырмаға жуық Мерседес жұмыс істеп тұрса, шу жағынан ол кескілескен шайқасты еске түсіретін.
1970 жылдары электронды калькуляторлар пайда бола бастағанда - алдымен түтік, содан кейін транзистор - жоғарыда сипатталған барлық механикалық сән-салтанат мұражайларға тез ауыса бастады, ол бүгінде қалады.
паскаль қосу машинасы
Қорытынды
Жұмыста мен алдыма қойған мақсаттарыма жеттім. Ұлы ғалым Блез Паскальдың өмірімен таныстым. Көптеген ғылымдардың дамуына зор үлес қосты. Менің жұмысымнан Блез Паскаль өте жақсы болғаны анық білімді адам, әйтпесе ол білімнің физика, гидростатика және т.б. салаларында соншалықты көп жаңалықтар ашпас еді деп ойлаймын.
Маған сеніңіз, олардың саны өте көп. Ол кеңінен қолданылған компьютерлік технологияның алғашқы жасаушысы. Оның негізінде жатқан біріктірілген дөңгелектер принципі жасалған есептеуіш құрылғылардың көпшілігі үшін үш ғасырға жуық негіз болды. Ол тіпті Блез Паскаль есімімен аталды. әйгілі тілкәсіби бағдарламалау саласында өте танымал бағдарламалау. Ал бұдан Блез Паскаль ғылымның дамуына үлкен үлес қосқан өз алдына данышпан адам болғаны шығады.
Ақпараттық ресурстар тізімі
- 1. www. есептеу. ru
- 2. http://www.icfcst.kiev.ua/museum/Early_r.html
- 3. http://www.wikiznanie.ru
- 4. http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/technics/189/
Физика мен химияда материя дегеніміз не?
«Жолда жалғыз шығамын» өлеңдері М
Биосфераның жердің басқа қабаттарынан қандай айырмашылығы бар?