Pascal'ın makinesinin kapağı çıkarılmış halde

Bilgi işlem işlemlerinin mekanizasyonu ve otomasyonu, 20. yüzyılın ikinci üçte birinin temel teknik başarılarından biridir. Tıpkı ilk iplik makinelerinin ortaya çıkışının 18. ve 19. yüzyıllardaki büyük sanayi devriminin başlangıcına işaret etmesi gibi, elektronik teknolojinin yaratılması da bilgisayar 20. yüzyılın ikinci yarısında görkemli bir bilimsel, teknik ve bilgi devriminin habercisi oldu. Bu önemli olayöncesinde uzun bir hikaye var. Bir hesaplama makinesini birleştirmeye yönelik ilk girişimler 17. yüzyılda yapıldı ve abaküs ve sayma gibi en basit bilgi işlem cihazları daha da erken, antik çağda ve Orta Çağ'da ortaya çıktı.

Otomatik bilgi işlem cihazı bir tür makine olmasına rağmen, endüstriyel makinelerle, örneğin torna veya dokuma makinesiyle aynı seviyeye getirilemez, çünkü onlardan farklı olarak fiziksel malzemeyle (iplikler veya tahta boşluklar) çalışmaz, ancak doğada ideal, var olmayanlarla sayılarla. Bu nedenle, herhangi bir bilgisayarın yaratıcısı (ister en basit toplama makinesi olsun, ister en yeni süper bilgisayar olsun), teknolojinin diğer alanlarındaki mucitler için ortaya çıkmayan belirli sorunlarla karşı karşıyadır. Bunlar şu şekilde formüle edilebilir: 1) Bir makinedeki sayılar fiziksel olarak (nesnel olarak) nasıl temsil edilir? 2) İlk sayısal veriler nasıl girilir? 3) aritmetik işlemlerin yürütülmesi nasıl simüle edilir? 4) Giriş verileri ve hesaplama sonuçları bilgisayara nasıl sunulur?

Bu sorunları ilk aşanlardan biri de ünlü Fransız bilim adamı ve düşünür Blaise Pascal oldu. Aritmetik kurallarına aşina olmayan bir kişinin dört temel işlemi gerçekleştirebileceği özel bir makine yaratmaya başladığında 18 yaşındaydı. Pascal'ın çalışmasına tanık olan kız kardeşi daha sonra şunları yazdı: "Bu iş kardeşini yordu, ancak zihinsel aktivitenin zorlanmasından ya da icadı ona fazla çaba gerektirmeyen mekanizmalar yüzünden değil, işçiler yüzünden" Onu anlamakta zorluk çekiyordum." Ve bu şaşırtıcı değil. Hassas mekanik daha yeni doğuyordu ve Pascal'ın talep ettiği kalite, ustalarının yeteneklerini aşıyordu. Bu nedenle, mucidin kendisi sıklıkla bir törpü ve çekiç almak zorunda kalıyordu ya da ilginç ama karmaşık bir tasarımın ustanın becerisine göre nasıl değiştirileceği konusunda kafa yormak zorunda kalıyordu. Makinenin ilk çalışan modeli 1642 yılında hazırdı. Pascal bununla yetinmedi ve hemen yenisini tasarlamaya başladı. Daha sonra arabası hakkında "Tasarruf etmedim," diye yazmıştı, "onu kullanışlı hale getirmek için ne zamandan, ne emekten, ne de paradan tasarruf ettim... 50'ye kadar farklı model yapacak sabrım vardı..." Sonunda, 1645'te çabaları tam bir başarı ile taçlandırıldı - Pascal, kendisini her bakımdan tatmin eden bir araba üretti.

Tarihteki bu ilk bilgisayar neydi ve yukarıda sıralanan sorunlar nasıl çözüldü? Makinenin mekanizması hafif pirinç bir kutunun içine yerleştirildi. Üst kapağında her birinin çevresinde dairesel bir ölçek bulunan 8 yuvarlak delik vardı. En sağdaki deliğin ölçeği 12 eşit parçaya, yanındaki deliğin ölçeği 20 parçaya bölündü, geri kalan altı deliğin ölçeği ondalık sayıya sahipti. Bu derecelendirme, o zamanın ana Fransız para birimi olan livre'nin bölünmesine karşılık geliyordu: 1 sou = 1/20 livre ve 1 denye = 1/12 sou. Deliklerde, üst kapak düzleminin altında bulunan dişli ayar tekerlekleri görülüyordu. Her bir tekerleğin diş sayısı, karşılık gelen deliğin ölçek bölümlerinin sayısına eşitti.

Basınç olgusu hayatımızın hemen hemen her yerinde mevcuttur ve basıncı ölçmek için birimi icat eden ünlü Fransız bilim adamı Blaise Pascal'dan bile söz edemeyiz - 1 Pa. Bu yazıda 19 Haziran 1623'te Fransa'nın Auvergne şehrinde (o günlerde Clermont-Ferrand) doğan ve 1662 - 19 Ağustos'ta ölen seçkin fizikçi, matematikçi, filozof ve yazar hakkında konuşmak istiyoruz.

Blaise Pascal'ın (1623-1662)

Pascal'ın keşifleri bugüne kadar hidrolik ve bilgisayar teknolojisi alanında insanlığa hizmet ediyor. Pascal, edebi Fransız dilinin oluşumunda da kendini kanıtladı.

Blaise Pascal, kalıtsal bir asilzadenin ailesinde doğdu ve doğumdan itibaren sağlık durumu kötüydü, doktorlar onun nasıl hayatta kaldığına bile şaşırdılar. Sağlığının kötü olması nedeniyle babası, zihinsel aşırı gerginlik nedeniyle daha da kötüleşebilecek sağlığından endişe duyduğu için bazen onun geometri çalışmasını yasakladı. Ancak bu tür kısıtlamalar Blaise'i bilimi terk etmeye zorlamadı ve erken yaşta Öklid'in ilk teoremlerini kanıtladı. Ancak baba, oğlunun 32. teoremi ispatladığını öğrenince ona matematik çalışmasını yasaklayamadı.

Pascal'ın toplama makinesi.

Pascal, 18 yaşındayken babasının bütün bir bölge (Normandiya) için vergi raporu hazırlamasını izledi. Hesaplamalar bir sütunda yapıldığından çok zaman ve çaba gerektiren, çok sıkıcı ve monoton bir işti. Blaise babasına yardım etmeye karar verdi ve yaklaşık iki yıl boyunca bir bilgisayar yaratmak için çalıştı. Zaten 1642'de ilk hesap makinesi doğdu.

Pascal'ın toplama makinesi, eski taksimetre prensibine göre yaratıldı; mesafeleri hesaplamak için tasarlanmış, sadece biraz değiştirilmiş bir cihaz. 2 tekerlek yerine 6 adet kullanılmış ve bu da altı haneli sayılarla hesaplama yapılmasına olanak sağlamıştır.

Pascal'ın toplama makinesi.

Bu bilgisayarda tekerlekler yalnızca tek yönde dönebiliyordu. Böyle bir makinede toplama işlemlerini gerçekleştirmek kolaydı. Örneğin 10+15=? toplamını hesaplamamız gerekiyor. Bunun için çarkı ilk terimin değeri 10 olana kadar döndürmeniz gerekiyor, ardından aynı çarkı 15 değerine çeviriyoruz. Bu durumda imleç hemen 25’i gösteriyor. Yani sayma şu şekilde gerçekleşiyor: yarı otomatik bir mod.

Böyle bir makinede tekerlekler ters yönde dönmediğinden çıkarma işlemi yapılamaz. Pascal'ın toplama makinesi bölme ve çarpma işlemlerini yapamıyordu. Ancak bu formda ve bu kadar işlevsellikle bile bu makine kullanışlıydı ve Pascal Sr. onu memnuniyetle kullandı. Makine hızlı ve hatasız matematiksel toplamalar gerçekleştirdi. Pascal Sr. paskalin üretimine bile yatırım yaptı. Ancak bu yalnızca hayal kırıklığı yarattı çünkü çoğu muhasebeci ve muhasebeci böylesine yararlı bir buluşu kabul etmek istemiyordu. Bu tür makineler devreye alındığında başka işler aramaları gerektiğine inanıyorlardı. 18. yüzyılda Pascal'ın toplama makineleri denizciler, topçular ve bilim adamları tarafından aritmetik toplama işlemleri için yaygın olarak kullanıldı. Bu buluş finansörler tarafından 200 yıldan fazla bir süre sabote edildi.

Atmosfer basıncının incelenmesi.

Bir zamanlar Pascal, Evangelista Torricelli'nin deneyini değiştirdi ve tüpteki sıvının üzerinde bir boşluk oluşması gerektiği sonucuna vardı. Pahalı cam tüpler satın aldı ve cıva kullanmadan deneyler yaptı. Bunun yerine su ve şarap kullandı. Deneyler sırasında şarabın sudan daha yükseğe çıkma eğiliminde olduğu ortaya çıktı. Decort bir zamanlar buharlarının sıvının üzerinde bulunması gerektiğini kanıtladı. Şarap sudan daha hızlı buharlaşıyorsa, biriken şarap buharı, sıvının tüpte yükselmesini önlemelidir. Ancak pratikte Descartes'ın varsayımları çürütüldü. Pascal, atmosferik basıncın ağır ve hafif sıvılara eşit etki ettiğini öne sürdü. Bu basınç, daha hafif olduğu için daha fazla şarabın tüpe girmesine neden olabilir.

Evangelista Torricelli'nin Deneyleri

Uzun süre su ve şarapla deneyler yapan Pascal, sıvıların yükselme yüksekliğinin hava şartlarına bağlı olarak değiştiğini buldu. 1647'de atmosfer basıncının ve barometre okumalarının hava durumuna bağlı olduğunu gösteren bir keşif yapıldı.
Pascal, Torricelli'nin tüpündeki sıvı sütununun yükseliş yüksekliğinin atmosfer basıncındaki değişikliklere bağlı olduğunu kesin olarak kanıtlamak için akrabasından tüple Puy de Dome Dağı'na tırmanmasını ister. Bu dağın yüksekliği deniz seviyesinden 1465 metre yüksekliktedir ve tepesinde, ayağına göre daha az basınç vardır.

Pascal yasasını şu şekilde formüle etti: Dünyanın merkezinden aynı uzaklıkta - bir dağda, ovada veya su kütlesinde, atmosferik basınç aynı değere sahiptir.

Olasılık teorisi.

1650'den beri Pascal, kısmi felç geçirdiği için hareket etmekte zorluk çekiyordu. Doktorlar, hastalığının sinirlerle ilgili olduğuna ve kendisini toparlaması gerektiğine inanıyordu. Pascal kumar evlerini ziyaret etmeye başladı ve Orleans Dükü'nün sahibi olduğu "Pape-Royal" adlı kuruluşlardan biri.

Kader, Pascal'ı bu kumarhanede olağandışı deneyimlere sahip olan Chevalier de Mere ile bir araya getirdi. matematiksel yetenekler. Pascal'a art arda 4 kez zar atıldığında 6 almanın %50'den fazla olduğunu söyledi. Oyunda ne zaman küçük bahisler yapsam sistemimi kullanarak kazandım. Bu sistem yalnızca bir zar atıldığında işe yaradı. Bir çift zarın atıldığı başka bir masaya geçerken Mere sistemi kâr getirmedi, yalnızca zarar getirdi.

Bu yaklaşım Pascal'a olasılığı matematiksel hassasiyetle hesaplamak istediği fikrini verdi. Kadere gerçek bir meydan okumaydı. Pascal bu sorunu, eski zamanlarda bile bilinen (örneğin, Omar Hayyam'ın bahsettiği) ve daha sonra Pascal üçgeni adını alan matematiksel bir üçgen kullanarak çözmeye karar verdi. Bu, her biri üzerinde bulunan sayı çiftinin toplamına eşit olan sayılardan oluşan bir piramittir.

Parlak insanlar her şeyde mükemmeldir. Bu ortak ifade tamamen Fransız bilim adamı Blaise Pascal için geçerlidir. Mucidin araştırma ilgi alanları arasında fizik ve matematik, edebiyat ve felsefe yer alıyordu. Hidrodinamiğin temel yasasının yazarı olan matematiksel analizin kurucularından biri olarak kabul edilen Pascal'dır. Aynı zamanda mekanik bilgisayarların ilk yaratıcısı olarak da bilinir. Bu cihazlar modern bilgisayarların prototipleridir.

O zamanlar modeller birçok yönden benzersizdi. Teknik özellikleri açısından Blaise Pascal'dan önce icat edilen birçok analogu geride bıraktılar. "Pascalina"nın hikayesi nedir? Bu tasarımları şimdi nerede bulabilirsiniz?

İlk prototipler

Bilgi işlem süreçlerini otomatikleştirme girişimleri uzun süredir yürütülmektedir. Araplar ve Çinliler bu konularda en güçlü şekilde başarılı oldular. Abaküs gibi bir cihazın kaşifleri olarak kabul edilirler. Çalışma prensibi oldukça basittir. Hesaplamayı gerçekleştirmek için kemikleri bir parçadan diğerine taşımak gerekir. Ürünler ayrıca çıkarma işlemlerine de izin verdi. İlk Arap ve Çin abaküslerinin sakıncaları yalnızca taşların transfer sırasında kolayca ufalanmasıyla ilişkilendirildi. Taşradaki bazı mağazalarda, artık abaküs olarak adlandırılsa da, en basit Arap abaküs türlerini hala bulabilirsiniz.

Sorunun alaka düzeyi

Pascal, 17 yaşında arabasını tasarlamaya başladı. Gencin rutin bilgi işlem süreçlerini otomatikleştirme ihtiyacı hakkındaki düşünceleri, kendi babasının deneyiminden ilham aldı. Gerçek şu ki, parlak bir bilim adamının ebeveyni vergi tahsildarı olarak çalıştı ve sıkıcı hesaplamalar yaparak uzun zaman harcadı. Tasarımın kendisi uzun zaman aldı ve bilim insanının büyük fiziksel, zihinsel ve maddi yatırımlar yapmasını gerektirdi. İkinci durumda, oğlunun gelişiminin avantajlarını hızla fark eden kendi babası Blaise Pascal'a yardım etti.

Rakipler

Doğal olarak o zamanlar herhangi bir elektronik bilgi işlem aracının kullanılmasından söz edilmiyordu. Her şey sadece mekanik aracılığıyla gerçekleştirildi. Toplama işlemini gerçekleştirmek için tekerlek rotasyonunun kullanılması Pascal'dan çok önce önerilmişti. Örneğin, 1623'te yaratılan bir cihaz, zamanında daha az popüler değildi. Ancak Pascal'ın makinesi, ekleme işlemini önemli ölçüde basitleştiren bazı teknik yenilikler getirdi. Örneğin, bir Fransız mucit, bir sayı daha yüksek bir rakama geçtiğinde bir birimin otomatik olarak aktarılmasını sağlayan bir plan geliştirdi. Bu, sayma işlemine insan müdahalesi olmadan çok basamaklı sayıların eklenmesini mümkün kıldı ve bu da hata ve yanlışlık riskini neredeyse ortadan kaldırdı.

Görünüm ve çalışma prensibi

Görsel olarak Pascal'ın ilk toplama makinesi, içinde birbirine bağlı dişlilerin bulunduğu sıradan bir metal kutuya benziyordu. Kullanıcı, kadran çarklarını çevirerek ihtiyaç duyduğu değerleri ayarlar. Her biri 0'dan 9'a kadar sayılarla işaretlendi. tam dönüş vites bitişik olanı (daha yüksek bir kademeye karşılık gelen) bir birim kaydırdı.

İlk modelde yalnızca beş vites vardı. Daha sonra Blaise Pascal'ın hesaplama makinesinde dişli sayısının arttırılmasıyla ilgili bazı değişiklikler yapıldı. Bunlardan 6 tanesi ortaya çıktı, ardından bu sayı 8'e çıktı. Bu yenilik, 9.999.999'a kadar hesaplama yapılmasını mümkün kıldı. Cevap, cihazın üst kısmında belirdi.

Operasyonlar

Pascal'ın hesap makinesindeki çarklar yalnızca tek yönde dönebiliyordu. Sonuç olarak kullanıcı yalnızca ekleme işlemlerini gerçekleştirebiliyordu. Biraz beceriyle, cihazlar çarpma işlemine de uyarlandı, ancak bu durumda hesaplamaları yapmak gözle görülür derecede daha zordu. Aynı sayıların arka arkaya birkaç kez eklenmesi gerekiyordu ve bu son derece sakıncalıydı. Tekerleği döndürememe ters taraf Negatif sayılarla hesaplamalara izin verilmedi.

Yayılıyor

Prototipin oluşturulmasından bu yana bilim adamı yaklaşık 50 cihaz üretti. Pascal'ın mekanik makinesi Fransa'da benzeri görülmemiş bir ilgi uyandırdı. Ne yazık ki ürün, kamuoyunda ve bilimsel çevrelerde yankı uyandırmasına rağmen hiçbir zaman yaygın bir popülerlik kazanamadı.

Ürünlerdeki temel sorun yüksek maliyetleriydi. Üretim pahalıydı ve doğal olarak bu durum tüm cihazın nihai fiyatı üzerinde olumsuz bir etki yarattı. Bilim adamının hayatı boyunca 16'dan fazla model satamamasına yol açan şey, piyasaya sürülmesindeki zorluklardı. İnsanlar otomatik hesaplamanın tüm avantajlarını takdir ettiler, ancak cihazları almak istemediler.

Bankalar

Blaise Pascal'ın uygulama sırasında ana odak noktası bankalardı. Ancak finans kuruluşları çoğunlukla otomatik hesaplamalar için makine satın almayı reddetti. Fransa'nın karmaşık para politikası nedeniyle sorunlar ortaya çıktı. O zamanlar memlekette libre, inkar ve metelik vardı. Bir livre 20 metelik ve bir metelik 12 denyeden oluşuyordu. Yani ondalık sayı sistemi yoktu. Bu nedenle gerçekte Pascal'ın makinesini bankacılıkta kullanmak neredeyse imkansızdı. Fransa, diğer ülkelerde kabul edilen sayı sistemine ancak 1799'da geçti. Ancak bu süreden sonra bile otomatik bir cihazın kullanımı fark edilir derecede karmaşık hale geldi. Bu daha önce bahsedilen üretimdeki zorluklara değindi. İşçilik çoğunlukla manueldi, dolayısıyla her makine özenli bir çalışma gerektiriyordu. Sonuç olarak, bunları yapmayı tamamen bıraktılar.

Hükümet desteği

Blaise Pascal, ilk otomatik hesaplama makinelerinden birini Şansölye Seguier'e verdi. Tam olarak bu devlet adamı acemi bilim adamına otomatik bir cihaz oluşturmanın ilk aşamalarında destek sağladı. Aynı zamanda şansölye, bu birimi Pascal için özel olarak üretme ayrıcalığını kraldan almayı başardı. Makinenin icadı tamamen bilim insanının kendisine ait olmasına rağmen o dönemde Fransa'da patent kanunu henüz gelişmemişti. Kraliyet şahsından ayrıcalık 1649'da alındı.

Satış

Yukarıda belirtildiği gibi Pascal'ın makinesi pek popülerlik kazanmadı. Bilim adamının kendisi yalnızca cihazların imalatıyla ilgileniyordu; satıştan arkadaşı Roberval sorumluydu.

Gelişim

Pascal'ın bilgisayarında uygulanan mekanik dişlilerin dönme prensibi, diğer benzer cihazların geliştirilmesinde temel alındı. İlk başarılı gelişme Alman matematik profesörü Leibniz'e atfedilir. Hesaplama makinesinin yaratılışı 1673 yılına kadar uzanıyor. Ondalık sistemde sayı eklemeleri de yapıldı, ancak cihazın kendisi daha fazla işlevsellik ile ayırt edildi. Gerçek şu ki, onun yardımıyla sadece toplama yapmak değil, aynı zamanda çarpmak, çıkarmak, bölmek ve hatta karekök almak da mümkündü. Bilim adamı, tekrarlanan ekleme işlemlerini hızlandırmayı mümkün kılan tasarıma özel bir tekerlek ekledi.

Leibniz ürününü Fransa ve İngiltere'de tanıttı. Hatta arabalardan biri, onu Çin hükümdarına hediye eden Rus İmparatoru Büyük Petro'nun eline geçti. Ürün mükemmel olmaktan uzaktı. Leibniz'in çıkarma işlemi için icat ettiği çark daha sonra diğer toplama makinelerinde kullanıldı.

Mekanik olanların ilk ticari başarısı 1820 yılına dayanmaktadır. Hesap makinesi Fransız mucit Charles Xavier Thomas de Colmar tarafından yaratıldı. Çalışma prensibi birçok yönden Pascal'ın makinesini andırıyor, ancak cihazın kendisi daha küçük, üretimi biraz daha kolay ve daha ucuz. İş adamlarının başarısını önceden belirleyen şey buydu.

Yaradılışın kaderi

Bilim adamı hayatı boyunca yaklaşık 50 makine yarattı; bugüne kadar sadece birkaçı hayatta kaldı. Artık yalnızca 6 cihazın kaderini güvenilir bir şekilde takip etmek mümkün. Dört model Paris Sanat ve El Sanatları Müzesi'nde ve iki model daha Clermont Müzesi'nde kalıcı olarak depolanıyor. Geriye kalan bilgi işlem cihazları özel koleksiyonlarda kendilerine yer buldu. Şu anda bunların kimin elinde olduğu kesin olarak bilinmiyor. Birimlerin kullanılabilirliği de söz konusudur.

Görüşler

Bazı biyografi yazarları, Pascal'ın hesap makinesinin geliştirilmesini ve yaratılmasını, mucidin sağlık durumunun bozulmasına bağlamaktadır. Yukarıda da belirtildiği gibi bilim adamı ilk çalışmalarına gençliğinde başladı. Yazarın muazzam miktarda zihinsel ve fiziksel güce ihtiyacı vardı. Çalışma neredeyse 5 yıl sürdü. Bunun sonucunda Blaise Pascal, hayatının geri kalanında ona eşlik eden şiddetli baş ağrıları çekmeye başladı.

Fransız Blaise Pascal, vergi tahsildarı olan ve sıklıkla uzun ve sıkıcı hesaplamalar yapan babasının çalışmalarını gözlemledikten sonra 1642 yılında 19 yaşındayken Pascalina hesap makinesini yapmaya başladı.

Pascal'ın makinesi, birbirine bağlı çok sayıda dişliden oluşan, kutu şeklinde mekanik bir cihazdı. Eklenecek sayılar kadranlar uygun şekilde çevrilerek makineye girildi. Bir sayının bir ondalık basamağına karşılık gelen bu çarkların her biri, 0'dan 9'a kadar olan bölmelerle işaretlendi. Bir sayı girildiğinde, çarklar karşılık gelen sayıya doğru kaydırılıyordu. Tam bir devrimi tamamladıktan sonra, 9 rakamının üzerindeki fazlalık, bitişik tekerleği 1 konum kaydırarak bitişik haneye aktarıldı. Pascalina'nın ilk versiyonlarında beş vites vardı, daha sonra bu sayı altıya, hatta sekize çıktı, bu da 9999999'a kadar büyük sayılarla çalışmayı mümkün kıldı. Cevap, metal kasanın üst kısmında ortaya çıktı. Negatif sayılarla doğrudan çalışma olasılığı hariç, tekerleklerin dönüşü yalnızca tek yönde mümkündü. Bununla birlikte, Pascal'ın makinesi yalnızca toplama işlemini değil, aynı zamanda diğer işlemleri de gerçekleştirmeyi mümkün kıldı, ancak tekrarlanan toplamalar için oldukça uygunsuz bir prosedürün kullanılmasını gerektiriyordu. Çıkarma işlemi, okuyucuya yardımcı olmak için bir pencerede görünen dokuzun tümleyenleri kullanılarak gerçekleştirildi. ayarlanan orijinal değerin üzerinde bulunur.

Otomatik hesaplamaların avantajlarına rağmen, o dönemde Fransa'da yürürlükte olan para sistemi çerçevesinde finansal hesaplamalar için ondalık sayı makinesinin kullanılması zordu. Hesaplamalar livre, sous de livre cinsinden yapılıyordu. Bir livrede 20 metelik, bir metelikte 12 denye vardı. Ondalık sistemin kullanımının zaten zor olan hesaplama sürecini karmaşıklaştırdığı açıktır.

Ancak yaklaşık 10 yıl içinde Pascal yaklaşık 50 adet üretti ve hatta arabasının yaklaşık bir düzine versiyonunu satmayı başardı. Makine, yarattığı genel hayranlığa rağmen yaratıcısına zenginlik getirmedi. Makinenin karmaşıklığı ve yüksek maliyeti, zayıf bilgi işlem yetenekleriyle birleştiğinde, yaygın kullanımının önünde bir engel oluşturdu. Bununla birlikte, Pascalina'nın temelini oluşturan bağlantılı tekerlekler ilkesi, oluşturulan bilgisayar cihazlarının çoğunun neredeyse üç yüzyıl boyunca temeli oldu.

Pascal'ın makinesi, Wilhelm Schickard'ın Sayma Saatinden (Almanca) sonra gerçekten çalışan ikinci bilgisayar cihazı oldu. Wilhelm Schickard), 1623'te yaratıldı.

1799'da Fransa'nın metrik sisteme geçişi, sonunda ondalık sayı haline gelen para sistemini de etkiledi. Ancak neredeyse 19. yüzyılın başına kadar sayma makinelerinin yaratılması ve kullanılması kârsız kaldı. 1820 yılına kadar Charles Xavier Thomas de Colmar Charles Xavier Thomas de Colmar) ticari başarıya dönüşen ilk mekanik hesap makinesinin patentini aldı.

Leibniz hesap makinesi Yaratılış tarihi

Hesaplamalar yapan bir makine yaratma fikri, seçkin Alman matematikçi ve filozof Gottfried Wilhelm Leibniz'den, Hollandalı matematikçi ve gökbilimci Christian Guynian'la tanıştıktan sonra geldi. Gökbilimcinin yapmak zorunda olduğu çok sayıda hesaplama, Leibniz'i bu tür hesaplamaları kolaylaştırabilecek mekanik bir cihaz yaratma fikrine yöneltti (“Köleler gibi harika insanların hesaplamalı çalışmalarla zaman kaybetmesi değersiz olduğundan) bu, herhangi bir zamanda makineyi kullanan herkese emanet edilebilir").

Mekanik hesap makinesi 1673 yılında Leibniz tarafından icat edildi. Sayıların eklenmesi, tıpkı bir başka seçkin bilim adamı-mucit Blaise Pascal'ın (Pascaline) bilgisayar makinesinde olduğu gibi, birbirine bağlı tekerlekler kullanılarak gerçekleştirildi. Tasarıma eklenen hareketli bir parça (gelecekteki masaüstü hesap makinelerinin hareketli taşıyıcısının bir prototipi) ve kademeli bir tekerleği döndürmeyi mümkün kılan özel bir tutamak (makinenin sonraki versiyonlarındaki silindirler), tekrarlanan ekleme işlemlerini hızlandırmayı mümkün kıldı sayıların bölünmesi ve çarpılmasının yardımıyla gerçekleştirildi. Gerekli sayıda tekrarlanan ekleme otomatik olarak gerçekleştirildi.

Makine Leibniz tarafından Fransız Bilimler Akademisi ve Londra Kraliyet Cemiyeti'nde gösterildi. Hesap makinesinin bir kopyası, onu Avrupa'nın teknik başarılarıyla şaşırtmak isteyen Çin imparatoruna sunan Büyük Petro'ya geldi.

İki prototip üretildi ve bugüne kadar Aşağı Saksonya Ulusal Kütüphanesi'nde (Almanya) yalnızca bir tanesi hayatta kaldı. Niedersächsische Landesbibliothek) Hannover, Almanya'da. Daha sonraki birkaç kopyası, Münih'teki Deutsches Museum gibi Almanya'daki müzelerde bulunmaktadır.

Paskalin

Yazarın yaşamı boyunca ün kazanan ilk bilgi işlem cihazı Pascaline ya da bazen adlandırıldığı şekliyle Pascal Çarkı'ydı. 1644 yılında Blaise Pascal (06/19/1623-08/19/1662) tarafından yaratıldı ve yüzyıllar boyunca ilk hesaplama makinesinin yerini aldı, çünkü o zamanlar Schiccard'ın “Hesaplama Saati” son derece dar bir çevre tarafından biliniyordu. insanlar.

"Pascalina"nın yaratılması Pascal'ın babasına yardım etme arzusundan kaynaklandı. Gerçek şu ki, büyük bilim adamı Etienne Pascal'ın babası, 1638'de hükümetin kira ödemesini iptal etme kararını protesto eden bir grup kiracıya liderlik etti ve bu nedenle isyancının tutuklanmasını emreden Kardinal Richelieu'nun gözünden düştü. . Pascal'ın babası kaçmak zorunda kaldı.

4 Nisan 1939'da bilim adamının babasının en küçük kızı Jacqueline ve Düşes d'Aiguillon sayesinde kardinalin affını almayı başardılar ve Ocak ayında Rouen generalliğinin müdürlüğüne Etienne Pascal atandı. 2 Ağustos 1640'ta Pascal ailesi Rouen'e geldi. Pascal'ın babası hemen işe koyuldu ve gece gündüz vergi tahsilatı hesaplamaları üzerinde çalıştı. 1642'de 19 yaşındayken babasının işini kolaylaştırmak isteyen Blaise Pascal, babasının işini kolaylaştırmak için çalışmaya başladı. bir toplama makinesi.

Yaratılan ilk model onu tatmin etmedi ve hemen onu geliştirmeye başladı. Toplamda yaklaşık 50 farklı bilgi işlem cihazı modeli oluşturuldu. Pascal, eserini şöyle yazmıştı: “Onu size faydalı hale getirmek için ne zamandan, ne emekten, ne de paradan tasarruf ettim… 50'ye yakın farklı model yapacak sabrım vardı: bazıları ahşap, diğerleri fildişi, abanoz ağacı, bakır..." Cihazın son versiyonu 1645'te oluşturuldu.

“Pascalina” tanımı ilk kez 18. yüzyılda Diderot'nun Ansiklopedisinde ortaya çıktı.

36x13x8 cm boyutlarında, içinde birbirine bağlı birçok dişli içeren ve 0'dan 9'a kadar bölmeli birkaç kadran çarkına sahip, kontrolün yapıldığı - üzerlerindeki işlemler için sayıların girildiği ve işlemlerin sonuçlarının görüntülendiği küçük bir pirinç kutuydu. pencereler.

Her kadran bir sayının bir rakamına karşılık geliyordu. Cihazın ilk sürümleri beş bitlikti, daha sonra Pascal altı ve hatta sekiz bitlik sürümler oluşturdu.

Sekiz bitlik Pascalina'nın en düşük iki rakamı denye ve sou ile çalışacak şekilde uyarlandı, yani. İlk rakam ondalıktı ve ikincisi onikili sayıydı çünkü o günlerde Fransız madeni para sistemi modern olandan daha karmaşıktı. Livre'de 12, denyede ise 20 metelik vardı. Normal ondalık işlemler yapılırken küçük değişiklik amaçlı rakamları kapatmak mümkündü. Makinelerin altı ve beş haneli versiyonları yalnızca ondalık rakamlarla çalışabiliyordu.

Çevirme çarkları, dişlerin arasına yerleştirilen, ondalık basamaklar için on, on iki basamaklar için on iki ve ondalık basamaklar için yirmi olan bir tahrik pimi kullanılarak manuel olarak döndürülüyordu. Veri girişini kolaylaştırmak için kadranın alt kısmına 0 rakamının hemen soluna sabit bir durdurucu takıldı.

Kadran çarkının dönüşü, soldaki şekilde gösterilen özel bir cihaz kullanılarak sayma tamburuna iletildi. Kadran çarkı (A), bir çubuk (B) kullanılarak taç çarkına (C) sıkı bir şekilde bağlandı. Ayna dişlisi (C), ayna dişlisine (C) dik açıda konumlandırılmış ayna dişlisine (D) bağlandı. Bu sayede kadran çarkının (A) dönüşü, üzerine taşmayı aktarmak için kullanılan taç çarkının (F) sabitlendiği çubuğa (E) sıkı bir şekilde bağlanan taç çarkına (D) iletildi. dişleri kullanarak en anlamlı rakamı (F1) ve dişleri (F2) kullanarak küçük rakamdan taşmayı alır. Ayrıca çubuğa (E) bağlı bir taç çarkı (G) vardı; bu çark, bir dişli çark (H) kullanarak kadran çarkının (A) dönüşünü sayma tamburuna (J) iletmek için kullanıldı.

Kadran tamamen çevrildiğinde taşma sonucu, “Pascaline'de taşmayı aktarma mekanizması” şekilde gösterilen mekanizma kullanılarak Pascaline'in en anlamlı rakamına aktarıldı.

Taşmayı aktarmak için bitişik basamaklardan iki taç çarkı (B ve H) kullanıldı. Küçük kategorinin taç çarkında (B), çift kranklı bir D koluna monte edilmiş bir çatala (A) bağlanabilen iki çubuk (C) vardı. Bu kol, üst düzey kategorinin ekseni (E) etrafında serbestçe dönüyordu. . Bu kola ayrıca yaylı bir mandal (F) iliştirilmiştir.

Küçük kadran 6 rakamına ulaştığında çubuklar (C) çatala (A) geçer. Kadran 9 rakamından 0 rakamına geçtiği anda çatal, çubuklardan (C) ayrıldı ve kendi ağırlığının etkisiyle aşağıya düştü, mandal ise ayna dişlisinin çubuklarına (G) kenetlendi. (E) en yüksek kategoriye girdi ve onu bir adım öne taşıdı.

Pascaline'deki taşma transfer mekanizmasının çalışma prensibi aşağıdaki animasyonda gösterilmiştir.

Cihazın asıl amacı ekleme yapmaktı. Eklemek için bir dizi basit işlem yapmanız gerekiyordu:

1. En az anlamlı basamaktan başlayarak pencerelerin her birinde sıfırlar görünene kadar kadranları çevirerek önceki sonucu sıfırlayın.

2. Aynı çarklar kullanılarak en az anlamlı rakamdan başlanarak ilk terim girilir.

Aşağıdaki animasyon, Pascalina'nın 121 ve 32'yi toplama örneğini kullanarak nasıl çalıştığını göstermektedir.

Taşma bitlerinin aktarımı yalnızca kadran çarkları saat yönünde döndürüldüğünde gerçekleştiğinden, çıkarma işlemi biraz daha karmaşıktı. Kadran çarklarının saat yönünün tersine dönmesini önlemek için kilitleme kolu (I) kullanıldı.

Bu taşma aktarma cihazı, Schickard'ın Sayma Saatinde yapıldığı gibi, kadranları ters yönde döndürerek Pascaline'de çıkarma işleminin uygulanmasında bir soruna yol açtı. Bu nedenle Pascal, çıkarma işlemi ile toplama işlemini dokuzun tümleyeni ile değiştirdi.

Pascal'ın kullandığı yöntemi bir örnekle açıklayayım. Diyelim ki Y=64-37=27 denklemini çözmeniz gerekiyor. Toplama yöntemini kullanarak 64 sayısını 99 ile 35 sayıları arasındaki fark olarak temsil ederiz (64=99-35), böylece denklemimiz şu şekle indirgenir: Y=64-37=99-35-37=99 -(35+37)= 27. Dönüşümden de anlaşılacağı üzere çıkarma işleminin yerini kısmen toplama işleminin ters dönüşümü olan 99'dan toplama ve çıkarma işlemi almıştır. Sonuç olarak Pascal, dokuza otomatik ekleme problemini çözmek zorunda kaldı; bunun için sayma tamburuna iki sıra sayı girerek birbirinin altında bulunan iki sayının toplamı her zaman 9'a eşit olacaktı. hesaplama sonuç penceresinin üst satırı, alt satırdaki sayının 9'a eklenmesiyle temsil edilir.

Genişletilmiş formda silindire uygulanan sıralar soldaki şekilde gösterilmektedir.

Alt sıra toplama işlemi için, üst sıra ise çıkarma işlemi için kullanıldı. Kullanılmayan sıranın dikkati hesaplamalardan ayırmaması için üzeri çubukla kapatılmıştır.

7896'dan 132'yi çıkarma örneğini kullanarak Pascalina'nın çalışmasına bakalım (7896-132=7764):

1. Ekleme için kullanılan pencerelerin alt sırasını kapatın.

2. Çevirme çarklarını, üst sırada 7896 sayısı, alt kapalı sırada ise 992103 sayısı görüntülenecek şekilde çevirin.

3. Ek olarak terimleri girdiğimiz gibi, çıkanı da girin. 132 sayısı için bu şu şekilde yapılır:

Pim, “Pascalina”nın en alt rakamının 2 rakamının karşısına takılır ve pim dayanağa dayanıncaya kadar kadran saat yönünde çevrilir.

Pim, Pascalina'nın ikinci rakamının 3 rakamının karşısına takılır ve pim dayanağa dayanıncaya kadar kadran saat yönünde çevrilir.

Pim, "Pascalina"nın üçüncü basamağının 1 rakamının karşısına takılır ve pim dayanağa dayanıncaya kadar kadran saat yönünde çevrilir.

Kalan rakamlar değişmez.

4. 7896-132=7764 çıkarma işleminin sonucu pencerenin üst satırında görüntülenecektir.

Cihazda çarpma tekrarlı toplama şeklinde yapılıyordu ve bir sayıyı bölmek için çoklu çıkarma kullanılabiliyordu.

Pascal bir hesaplama makinesi geliştirirken birçok sorunla karşılaştı; bunların en acil olanı bileşenlerin ve dişlilerin imalatıydı. İşçiler bilim adamının fikirlerini iyi anlamadılar ve alet yapma teknolojisi düşüktü. Bazen Pascal'ın aletleri alıp makinenin belirli parçalarını cilalaması ya da ustaların yapabilmesi için konfigürasyonlarını basitleştirmesi gerekiyordu.

Mucit, Pascalina'nın ilk başarılı modellerinden birini Şansölye Seguier'e sundu; bu, 22 Mayıs 1649'da buluşun yazarlığını doğrulayan ve Pascal'a makineyi üretme ve satma hakkını veren kraliyet ayrıcalığını almasına yardımcı oldu. 10 yıl boyunca bilgisayarın yaklaşık 50 modeli oluşturuldu ve yaklaşık bir düzine satıldı. Bu güne kadar 8 örnek hayatta kaldı.

Makine, zamanına göre devrim niteliğinde olmasına ve evrensel hayranlık uyandırmasına rağmen yaratıcısına zenginlik getirmedi. pratik uygulama Haklarında çok şey söylenip yazılmasına rağmen bunu almadım. Belki de makinenin tasarlandığı katiplerin bu yüzden işlerini kaybetmekten korktukları ve işverenlerin pahalı bir cihaz satın alma konusunda cimri oldukları ve ucuz emeği tercih ettikleri için.

Yine de Pascalina'nın inşasının altında yatan fikirler bilgisayar teknolojisinin gelişiminin temeli oldu. Pascal'ın da hemen ardılları vardı. Sağır ve dilsizleri öğretme sistemiyle tanınan Rodriguez Pereira, Pascalina ilkelerine dayanan iki hesaplama makinesi tasarladı, ancak bir takım değişiklikler sonucunda bunların daha gelişmiş olduğu ortaya çıktı.