Pascalov sčítací stroj: história stvorenia, zariadenie a jeho vývoj

Obsah:

Pascalov sčítací stroj: história stvorenia, zariadenie a jeho vývoj
Pascalov sčítací stroj: história stvorenia, zariadenie a jeho vývoj
Anonim

Geniálni ľudia sú geniálni vo všetkom. Toto bežné tvrdenie je plne aplikovateľné na francúzskeho vedca Blaise Pascala. Výskumné záujmy vynálezcu zahŕňali fyziku a matematiku, literatúru a filozofiu. Práve Pascal je považovaný za jedného zo zakladateľov matematickej analýzy, autora základného zákona hydrodynamiky. Je známy aj ako prvý tvorca mechanických počítačov. Tieto zariadenia sú prototypmi moderných počítačov.

V tom čase boli modely v mnohých smeroch jedinečné. Pokiaľ ide o ich technické vlastnosti, prekonali mnohé analógy vynájdené pred Blaisom Pascalom. Aká je história "Pascalina"? Kde teraz nájdete tieto dizajny?

Prvé prototypy

Pokusy o automatizáciu výpočtových procesov sa robili už dlho. V týchto veciach boli najúspešnejší Arabi a Číňania. Práve oni sú považovaní za objaviteľov takého zariadenia, akým je počítadlo. Princíp fungovania je celkom jednoduchý. Na vykonanie výpočtu je potrebné posunúť kosti z jednej časti do druhej. Produkty navyše umožnili vykonávať operácie odčítania. Nepríjemnosti prvých arabských a čínskych počítadiel bolispojené len s tým, že kamienky sa pri prenášaní ľahko drobili. V niektorých obchodoch vo vnútrozemí stále nájdete najjednoduchšie druhy arabského počítadla, teraz sa však nazývajú účty.

Arabské počítadlo
Arabské počítadlo

Relevantnosť problému

Pascal začal navrhovať svoje auto vo veku 17 rokov. Myšlienku potreby automatizovať rutinné počítačové procesy tínedžera podnietila skúsenosť jeho vlastného otca. Faktom je, že rodič geniálneho vedca pracoval ako výberca daní a dlho sedel za únavnými výpočtami. Samotný návrh trval dlho a vyžadoval od vedca veľkú fyzickú, psychickú a materiálnu investíciu. V druhom prípade Blaise Pascalovi pomáhal jeho vlastný otec, ktorý si rýchlo uvedomil výhody vývoja svojho syna.

Konkurenti

Prirodzene, v tom čase sa nehovorilo o použití akýchkoľvek elektronických prostriedkov výpočtu. Všetko bolo vykonané len vďaka mechanikom. Použitie rotácie kolies na uskutočnenie operácie pridávania bolo navrhnuté dávno pred Pascalom. Napríklad zariadenie vytvorené v roku 1623 Wilhelmom Schickardom nebolo menej populárne. V stroji Pascal však boli navrhnuté určité technické inovácie, ktoré výrazne zjednodušujú proces pridávania. Napríklad francúzsky vynálezca vyvinul schému na automatický prenos jednotky, keď sa číslo presunie na najvyššiu hodnosť. To umožnilo sčítať viacmiestne čísla bez ľudského zásahu do procesu počítania, čím sa prakticky eliminovalo riziko chýb a nepresností.

Vzhľad aprincíp fungovania

Vizuálne vyzeral Pascalov prvý sčítací stroj ako obyčajná kovová škatuľa, v ktorej boli umiestnené ozubené kolesá, ktoré sú navzájom spojené. Používateľ pomocou otáčania koliesok nastavil hodnoty, ktoré sú pre neho potrebné. Každý z nich bol označený číslami od 0 do 9. Po vykonaní celej otáčky sa prevodový stupeň posunul na susedný (zodpovedajúci vyššej úrovni) o jednu jednotku.

Pascalovo mechanizované výpočtové zariadenie
Pascalovo mechanizované výpočtové zariadenie

Úplne prvý model mal iba päť prevodových stupňov. Následne počítací stroj Blaise Pascala prešiel niekoľkými zmenami týkajúcimi sa zvýšenia počtu prevodových stupňov. Bolo ich 6, potom sa tento počet zvýšil na 8. Táto inovácia umožnila vykonať výpočty až do 9 999 999. Odpoveď sa objavila v hornej časti zariadenia.

Operácie

Kolesá v Pascalovom počítacom stroji sa mohli otáčať iba jedným smerom. Výsledkom bolo, že používateľ mohol vykonávať iba operácie pridávania. S určitou zručnosťou boli zariadenia prispôsobené aj na násobenie, no v tomto prípade bolo citeľne náročnejšie vykonávať výpočty. Bolo potrebné pridať rovnaké čísla niekoľkokrát za sebou, čo bolo mimoriadne nepohodlné. Nemožnosť otáčania kolesa v opačnom smere neumožňovala výpočty so zápornými číslami.

Pascalov stroj
Pascalov stroj

Distribúcia

Od vytvorenia prototypu vytvoril vedec približne 50 zariadení. Pascalov mechanický stroj vzbudil vo Francúzsku nebývalý záujem. KomuŽiaľ, tento produkt nebol nikdy schopný získať širokú distribúciu, a to aj napriek ohlasu medzi širokou verejnosťou a vo vedeckej komunite.

Hlavným problémom produktov bola ich vysoká cena. Výroba bola nákladná, prirodzene, čo sa negatívne odrazilo na konečnej cene celého zariadenia. Boli to ťažkosti s vydaním, ktoré viedli k tomu, že vedec za celý svoj život nedokázal predať viac ako 16 modelov. Ľudia ocenili všetky výhody automatického výpočtu, ale nechceli brať zariadenia.

Banky

Hlavný dôraz pri implementácii Blaise Pascala kládol na banky. Finančné inštitúcie však väčšinou odmietli kúpiť stroj na automatické zúčtovanie. Problémy vznikli v dôsledku komplexnej menovej politiky Francúzska. V krajine v tom čase existovali livre, denier a sous. Jedna livre pozostávala z 20 sous a sous z 12 denier. To znamená, že desiatková sústava ako taká chýbala. Preto bolo takmer nemožné reálne použiť stroj Pascal v bankovom sektore. Francúzsko prešlo na systém výpočtu prijatý v iných krajinách až v roku 1799. Aj po tomto čase však bolo používanie automatizovaného zariadenia citeľne komplikované. To už vyriešilo vyššie uvedené ťažkosti vo výrobe. Práca bola väčšinou ručná, takže každý stroj si vyžadoval starostlivú prácu. Výsledkom bolo, že ich v princípe prestali vyrábať.

Evolúcia strojov Pascal
Evolúcia strojov Pascal

Podpora od úradov

Jeden z prvých automatických počítacích strojov, ktoré Blaise Pascal predstavil kancelárkeSeguier. Bol to tento štátnik, ktorý podporoval začínajúceho vedca v počiatočných fázach vytvárania automatického zariadenia. Zároveň sa kancelárovi podarilo získať od kráľa privilégiá na výrobu tejto jednotky špeciálne pre Pascala. Hoci vynález stroja bol v úplnom vlastníctve samotného vedca, vo Francúzsku v tom čase nebolo vyvinuté patentové právo. Kráľovské privilégium bolo získané v roku 1649.

Predaj

Ako už bolo povedané vyššie, Pascalov stroj nezískal širokú distribúciu. Samotný vedec sa zaoberal len výrobou prístrojov, za predaj bol zodpovedný jeho priateľ Roberval.

Vývoj

Princíp rotácie mechanických prevodov, implementovaný v Pascalovom počítači, bol vzatý ako základ pre vývoj ďalších podobných zariadení. Prvé úspešné zlepšenie sa pripisuje nemeckému profesorovi matematiky Leibnizovi. Vytvorenie sčítacieho stroja sa datuje do roku 1673. Sčítanie čísel prebiehalo aj v desiatkovej sústave, no samotné zariadenie sa vyznačovalo veľkou funkčnosťou. Faktom je, že s jeho pomocou bolo možné nielen sčítať, ale aj násobiť, odčítať, deliť a dokonca extrahovať druhú odmocninu. Vedec do návrhu pridal špeciálne koliesko, ktoré umožnilo urýchliť opakované operácie pridávania.

Wilhelm Leibniz
Wilhelm Leibniz

Leibniz predstavil svoj produkt vo Francúzsku a Anglicku. Jedno z áut sa dokonca dostalo k ruskému cisárovi Petrovi Veľkému, ktorý ho daroval čínskemu panovníkovi. Produkt mal ďaleko od dokonalosti. Koleso, ktoré Leibniz vynašiel na vykonávanie odčítania, následnesa začali používať v iných sčítacích strojoch.

výpočtový stroj Leibniz
výpočtový stroj Leibniz

Prvý komerčný úspech mechanických počítačov sa datuje do roku 1820. Kalkulačku vytvoril francúzsky vynálezca Charles Xavier Thomas de Colmar. Princíp činnosti je v mnohom podobný Pascalovmu stroju, ale samotné zariadenie je menšie, je o niečo jednoduchšie na výrobu a lacnejšie. Toto predurčilo úspech obchodníkov.

Osud stvorenia

Počas celého svojho života vytvoril vedec asi 50 strojov, z ktorých len niekoľko "prežilo" dodnes. Teraz je možné spoľahlivo sledovať osud iba 6 zariadení. Štyri modely sú trvalo uložené v parížskom Múzeu umenia a remesiel, ďalšie dva v múzeu v Clermonte. Zvyšné výpočtové zariadenia našli svoj domov v súkromných zbierkach. Teraz nie je s istotou známe, kto ich vlastní. Veľkou otázkou je aj prevádzkyschopnosť jednotiek.

Vzhľad stroja Pascal
Vzhľad stroja Pascal

Názory

Niektorí životopisci spájajú vývoj a vytvorenie Pascalovho sčítacieho stroja so zdravím samotného vynálezcu. Ako už bolo spomenuté vyššie, vedec začal svoju prvú prácu v mladosti. Od autora požadovali obrovské úsilie duševných a fyzických síl. Práce sa vykonávali takmer 5 rokov. V dôsledku toho začal Blaise Pascal prenasledovať silné bolesti hlavy, ktoré ho potom sprevádzali po zvyšok jeho života.

Odporúča: