Pascals summeringsmaskin: skapandets historia, enheten och dess utveckling

Innehållsförteckning:

Pascals summeringsmaskin: skapandets historia, enheten och dess utveckling
Pascals summeringsmaskin: skapandets historia, enheten och dess utveckling
Anonim

Genifolk är briljanta i allt. Detta vanliga uttalande är fullt tillämpligt på den franske vetenskapsmannen Blaise Pascal. Uppfinnarens forskningsintressen omfattade fysik och matematik, litteratur och filosofi. Det är Pascal som anses vara en av grundarna av matematisk analys, författaren till hydrodynamikens grundläggande lag. Han är också känd som den första skaparen av mekaniska datorer. Dessa enheter är prototyper av moderna datorer.

På den tiden var modellerna unika på många sätt. När det gäller deras tekniska egenskaper överträffade de många analoger som uppfanns före Blaise Pascal. Vad är historien om "Pascalina"? Var kan du hitta dessa mönster nu?

Första prototyper

Försök att automatisera datorprocesser har gjorts under lång tid. Araberna och kineserna var de mest framgångsrika i dessa frågor. Det är de som anses vara upptäckarna av en sådan enhet som kulramen. Funktionsprincipen är ganska enkel. För att utföra beräkningen är det nödvändigt att flytta benen från en del till en annan. Produkterna gjorde det dessutom möjligt att utföra subtraktionsoperationer. Olägenheterna med de första arabiska och kinesiska kulramarna varkopplat endast till det faktum att stenarna lätt smulas sönder under överföringen. I vissa butiker i utmarken kan du fortfarande hitta de enklaste typerna av arabisk kulram, men nu kallas de konton.

Arabisk kulram
Arabisk kulram

Problemets relevans

Pascal började designa sin bil vid 17 års ålder. Idén om behovet av att automatisera rutinberäkningsprocesserna för en tonåring föranleddes av hans egen fars erfarenhet. Faktum är att föräldern till en briljant vetenskapsman arbetade som skatteindrivare och tillbringade lång tid bakom tråkiga beräkningar. Själva designen tog lång tid och krävde en stor fysisk, mental och materiell investering från vetenskapsmannen. I det senare fallet fick Blaise Pascal hjälp av sin egen far, som snabbt insåg fördelarna med att utveckla sin son.

Konkurrenter

På den tiden var det naturligtvis inte tal om att använda någon elektronisk beräkningsmetod. Allt utfördes bara på grund av mekaniken. Att använda rotationen av hjulen för att utföra tilläggsoperationen föreslogs långt före Pascal. Till exempel var en enhet som skapades 1623 av Wilhelm Schickard inte mindre populär vid en tidpunkt. Men i Pascal-maskinen föreslogs vissa tekniska innovationer som avsevärt förenklar tilläggsprocessen. Till exempel utvecklade en fransk uppfinnare ett schema för att automatiskt överföra en enhet när ett nummer flyttas till den högsta rangen. Detta gjorde det möjligt att lägga till flersiffriga nummer utan mänsklig inblandning i räkneprocessen, vilket praktiskt taget eliminerade risken för fel och felaktigheter.

Utseende ochfunktionsprincip

Visuellt såg Pascals första summeringsmaskin ut som en vanlig metalllåda, i vilken växlar kopplade till varandra fanns. Användaren, genom att rotera ratten, ställer in de värden som är nödvändiga för honom. Var och en av dem markerades med siffror från 0 till 9. När ett helt varv gjordes växlade växeln den intilliggande (motsvarande en högre nivå) med en enhet.

Pascals mekaniserade datorenhet
Pascals mekaniserade datorenhet

Den allra första modellen hade bara fem växlar. Därefter genomgick Blaise Pascals räknemaskin en del förändringar angående ökningen av antalet växlar. Det var 6 av dem, sedan ökade antalet till 8. Denna innovation gjorde det möjligt att utföra beräkningar upp till 9 999 999. Svaret dök upp överst på enheten.

Operations

Hjulen i Pascals räknemaskin kunde bara rotera i en riktning. Som ett resultat kunde användaren endast utföra tilläggsoperationer. Med viss skicklighet var enheterna också anpassade för multiplikation, men i det här fallet var det märkbart svårare att utföra beräkningar. Det fanns ett behov av att lägga till samma siffror flera gånger i rad, vilket var extremt obekvämt. Oförmågan att rotera hjulet i motsatt riktning tillät inte beräkningar med negativa tal.

Pascal maskin
Pascal maskin

Distribution

Sedan prototypen skapades har forskaren tillverkat cirka 50 enheter. Pascals mekaniska maskin väckte ett aldrig tidigare skådat intresse i Frankrike. TillTyvärr kunde produkten aldrig vinna bred distribution, trots resonansen bland allmänheten och i det vetenskapliga samfundet.

Det största problemet med produkterna var deras höga kostnad. Tillverkningen var kostsam, naturligtvis hade detta en negativ effekt på slutpriset på hela enheten. Det var svårigheterna med släppet som ledde till att forskaren inte kunde sälja mer än 16 modeller i hela sitt liv. Folk uppskattade alla fördelar med automatisk beräkning, men ville inte ta enheter.

Banker

Huvudvikten i implementeringen av Blaise Pascal lade det på bankerna. Men finansiella institutioner vägrade för det mesta att köpa en maskin för automatiska avräkningar. Problemen uppstod på grund av Frankrikes komplexa penningpolitik. På landet fanns på den tiden livres, denier och sous. En livre bestod av 20 sous och en sous av 12 denier. Det vill säga att decimalsystemet saknades som sådant. Därför var det nästan omöjligt att använda Pascal-maskinen i banksektorn i verkligheten. Frankrike gick över till det beräkningssystem som antogs i andra länder först 1799. Men även efter denna tid var användningen av en automatiserad enhet märkbart komplicerad. Detta har redan tagit itu med de tidigare nämnda svårigheterna i produktionen. Arbetet var mestadels manuellt, så varje maskin krävde mödosamt arbete. Som ett resultat slutade de helt enkelt att tillverka dem i princip.

Utvecklingen av Pascal-maskiner
Utvecklingen av Pascal-maskiner

Stöd från myndigheter

En av de första automatiska räknemaskinerna Blaise Pascal presenterade för kanslernSeguier. Det var denna statsman som stödde nybörjarforskaren i de tidiga stadierna av att skapa en automatisk enhet. Samtidigt lyckades kanslern få privilegier från kungen för produktionen av denna enhet specifikt för Pascal. Även om uppfinningen av maskinen ägdes helt av vetenskapsmannen själv, utvecklades inte patentlagstiftningen i Frankrike vid den tiden. Det kungliga privilegiet erhölls 1649.

Försäljning

Som det sades ovan fick Pascals maskin inte någon bred spridning. Forskaren själv var endast engagerad i tillverkningen av enheter, hans vän Roberval var ansvarig för försäljningen.

Utveckling

Principen för rotation av mekaniska växlar, implementerad i Pascals dator, togs som grund för utvecklingen av andra liknande enheter. Den första framgångsrika förbättringen tillskrivs den tyske matematikprofessorn Leibniz. Skapandet av tilläggsmaskinen är daterad 1673. Nummertillägg utfördes också i decimalsystemet, men själva enheten utmärktes av stor funktionalitet. Faktum är att det med dess hjälp var möjligt inte bara att utföra addition, utan också att multiplicera, subtrahera, dividera och till och med extrahera kvadratroten. Forskaren lade till ett speciellt hjul till designen, vilket gjorde det möjligt att påskynda repetitiva tilläggsoperationer.

Wilhelm Leibniz
Wilhelm Leibniz

Leibniz presenterade sin produkt i Frankrike och England. En av bilarna kom till och med till den ryske kejsaren Peter den store, som presenterade den för den kinesiska monarken. Produkten var långt ifrån perfekt. Hjulet som Leibniz uppfann för att utföra subtraktion, därefterbörjade användas i andra tilläggsmaskiner.

Leibniz datormaskin
Leibniz datormaskin

Den första kommersiella framgången för mekaniska datorer går tillbaka till 1820. Kalkylatorn skapades av den franske uppfinnaren Charles Xavier Thomas de Colmar. Funktionsprincipen liknar på många sätt Pascals maskin, men själva enheten är mindre, den är lite lättare att tillverka och billigare. Detta är vad som förutbestämde handlarnas framgång.

Skapelsens öde

Under hela sitt liv skapade forskaren cirka 50 maskiner, bara ett fåtal har "överlevt" till denna dag. Nu är det tillförlitligt möjligt att spåra ödet för endast 6 enheter. Fyra modeller finns i permanent förvaring på Paris Museum of Arts and Crafts, ytterligare två i museet i Clermont. De återstående datorenheterna hittade sitt hem i privata samlingar. Det är inte känt med säkerhet vem som äger dem nu. Enheternas användbarhet är också under en stor fråga.

Pascal-maskinens utseende
Pascal-maskinens utseende

Åsikter

Vissa biografer kopplar utvecklingen och skapandet av Pascals tilläggsmaskin till uppfinnarens hälsa. Som nämnts ovan började vetenskapsmannen sitt första arbete i sin ungdom. De krävde av författaren en kolossal ansträngning av mental och fysisk styrka. Arbetet pågick i nästan 5 år. Som ett resultat av detta började Blaise Pascal få svår huvudvärk, som sedan följde honom resten av livet.

Rekommenderad: