Krátka história mechanických kalkulačiek

Časť I
Veku polymaths

"Pre to je nehodné vynikajúcich mužov stratiť hodiny ako otroci v pracovnoprávnej oblasti výpočtu, ktoré by bezpečne zostúpiť na niekoho iného, ak by boli použité stroja."

Gottfried Wilhelm Von Leibniz - 1685

Úvod

Účelom tohto dokumentu je stručne popísať najčastejšou neelektronické počítacie zariadenie v historickom kontexte, a vytvoriť zdroj odkazu na iné stránky na internete v súvislosti s touto témou. Cesta začína pred 2500 rokmi s Abacus, a končí pred 30 rokmi sa zavedením prvých elektronické kalkulačky.

S cieľom uľahčiť sťahovanie, dokument bol rozdelený do troch častí: časti I, opisuje vývoj jednotlivých, ktoré pri výpočte zariadenie do vynálezu stupňovité kola Leibniz. Časť II, pojednáva o hlavných udalostiach v priebehu 19. storočia, a časť III, recenzie rozvoja kancelárskych strojov až do roku 1960, kedy prvej elektronickej kalkulačky sa objavila na trhu.

Abacus

Matematických pojmov a ich potomkovia, aritmetické operácie, boli považované za tisícky rokov čisto intelektuálne cvičenie, ktoré nemohli byť kopírovaný alebo vykonávané pomocou umelého artefakt. Dokonca aj Abacus, ktorý sa objavil v Malej Ázii , a je ešte v použití dnes, je len zariadenie pamäť pomáha skôr než skutočný počítací stroj.

Abacus je geniálny počítanie zariadenie založené na vzájomnej polohy dvoch sád korálok pohybujúcich sa na paralelných reťazcov. Prvá sada obsahuje päť korálky na každého reťazca a umožňuje počítanie od 1 do 5, zatiaľ čo druhá skupina má len dva pruhy na reťazec predstavujúci čísla 5 a 10. Systém Abacus Zdá sa, že na základe radix piatich. Použitie koreň z piatich dáva zmysel, pretože ľudia začali počítať objekty na svojich prstoch.

Antikythera kalkulačka

Niekedy, medzi 100 pnl a 65 pnl, Grék loď, ktorá vezie náklad bronzových a mramorové sochy a iné artefakty z Rhodosu do Ríma potopila v blízkosti pobrežia Antikythera, malý ostrov Grécka. To zostalo na dne mora pod 140 ft vody pre dve tisícročia, kým sa objavil v roku 1901 rodenými huby potápači.

Pozostatky, udržiavaný v Národnom múzeu v Aténach, patrí starobylú prevodový mechanizmus, teraz známy ako Antikythera Kalkulačka.

Tento zaujímavý prístroj, ktorý sa skladá z 32 ozubených kolies, pripomína mechanizmus 18. storočia hodiny, a bol použitý pre výpočet pohyby Slnka a Mesiaca.

Napier kosti

Ďalším zaujímavým vynález je Napier kosti, šikovný násobenie nástroj vynašiel v roku 1617 matematik John Napier (1550-1617), Škótska.

Kosti sú sada zvislých obdĺžnikových tyčí, každý z nich rozdelená do 10 štvorcov. Horný námestí obsahuje číslicu a zostávajúce štvorčeky obsahujú prvých 9 násobky číslice. Každá násobok má svoje číslic oddelených diagonálne línie. Ak je číslo konštruovaný usporiadaním vedľa seba tyče so zodpovedajúcimi číslicami na hornej, potom jeho násobok možno ľahko získať tým, že číta zodpovedajúci riadok v násobkoch zľava doprava pri pridávaní číslic odhalené v rovnobežníkov vytvorených diagonále linky. Niet divu, že John Napier je tiež vynálezca logaritmov, čo je pojem používa pre zmenu násobenie do sčítania.

Napier kosti boli veľmi úspešné a bol široko používaný v Európe až do polovice roku 1960.

Logaritmy boli tiež podkladom pre vynález logaritmické pravítko William Oughtred (1574-1660), Anglicko, v 1633.

Leonarda da Vinciho dizajn

Príroda má bezpočet príkladov, mechanických riešení praktických problémov, tak to príde ako žiadne prekvapenie, že prvý pokus vytvoriť počítací stroj bol pravdepodobne vyrobený veliteľ strojných artefaktov, Leonardo da Vinci (1452-1519).

Leonardo da Vinci dostal mnoho z jeho geniálnych nápadov z starostlivé pozorovanie mechaniky sú zapojené do pohybov živých organizmov. Je zaujímavé, že príroda sa nevyvinul koleso ako riešenie tohto problému; že roztok bol ponechaný, aby ľudské vynaliezavosti. Je zaujímavé si všimnúť, že bicykel je základom pre väčšinu mechanických zariadení použiť na replikáciu myšlienkový proces zapojený do početných operácií. Ako George Chase [1] povedal: "História mechanické výpočtová technika vo svojej podstate je príbeh číslica kolesá a zariadení, ktoré sa otáčajú, aby registrovať digitálne a desiatky-carry hodnoty."

Schickard Mechanizmus

Prvé počítacie stroje boli postavené nadaných matematikov presťahoval pomocou silnej túžbe zjednodušiť na opakujúce sa charakter aritmetických operácií.

Prvý známy pridávanie stroj bol vyrobený Wilhelm Schickard (1592-1635). V roku 1623, Schickard, polymath a potom profesor na univerzite v Tübingene v Württembersku, teraz časť Nemecka, navrhnuté a vyrobené mechanické zariadenie, ktoré on volal Výpočet Hodín. Schopný sčítanie a odčítanie do šesťmiestnych čísel, artefakt bol založený na pohybe šiestich preliačiny kolies zamerané prostredníctvom "zmrzačenú" koleso, ktoré s každú celú otáčku povolenej koleso sa nachádza na pravej strane k otočeniu 1/10 na plný obrátiť. Mechanizmus pretečeniu zazvonil zvonček. Pridávanie funkcia bola navrhnutá na pomoc vykonávanie násobenie so sadou valcov Napierovy zahrnuté v hornej polovici stroja. Podľa jeho poznámok, prototyp tohto stroja bola zničená požiarom. Zdá sa, že ďalšie prototyp v tej dobe existovali, ale to nebolo nikdy nájdené.

Priateľ veľkého astronóma Johannesa Keplera (1571 až 1630), Schickard mu poslal niekoľko listov v roku 1623 a 1624 krátko popisovať jeho vynález. Schickard a jeho rodina neprežila dýmějový mor a jeho podrobné poznámky zostala neznáma kým nie objavil v roku 1935 a 1956 historikom Franz Hammer. Matematik Bruno Von Freytag z univerzity v Tübingene používal je, aby rekonštruovať stroj v roku 1960. Jedna jednotka je v Deutsches Museum v Mníchove.

Pascaline

Blaise Pascal (1623-1662) bolo ešte len 18 rokov, keď on dostal Pascaline v roku 1642. Ako predčasne vyspelý Francúzsky matematik i filozof, Pascal objavená vo veku 12 rokov, že súčet uhlov v trojuholníku je vždy o 180 stupňov. Neskôr, položil základ pre teóriu pravdepodobnosti a významne prispel k vede hydrauliky. Pascaline, postavený v roku 1643, bol možno prvý mechanické pridanie zariadenie skutočne použitá pre praktický účel. To bolo postavené Pascal na pomoc svojho otca, Etienne Pascal, výbercu daní, s nudnou činnosťou sčítať a odčítať veľké sekvencie čísiel. Ale zariadenie bolo ťažké používať, a pravdepodobne nie veľmi užitočné, pretože francúzskeho menového systému, ktorá nebola základňa 10. livre mal 20 solov a sol mal 12 popierači.

Pascal nebol vedomý stroja Schickard je, a jeho riešenie nebolo tak elegantný a efektívny. Ako povedal Paul E. Dune "Schickard nápady našiel širokú verejnosť potom stroj Pascalova by nebol vynájdený."

Bola postavená na mosadzné obdĺžnikové krabice, kde množina vrubmi číselníkov pohyboval vnútorné kolesá takým spôsobom, že plné otáčania kolesa spôsobil koleso na ľavej strane k postupu jeden 10 .. Hoci prvý prototyp obsahovala iba 5 kôl, neskôr jednotky boli stavané s 6 a 8 kôl. Kolíkový bol slúžia k otáčaniu číselníky. Na rozdiel od stroja Schickard to, kolesá pohybovať iba v smere hodinových ručičiek a boli navrhnuté len k pridať čísla. Odčítanie bola vykonaná uplatnením ťažkopádny technika založená na pridávanie deviatich doplnok.

Hoci stroj priťahoval veľa pozornosti v týchto dňoch, to nedostal široké prijatie, pretože to bolo drahé, nespoľahlivé, rovnako ako ťažké používať a výroba. Do roku 1652 boli vykonané asi 50 jednotiek, ale menej ako 15 bolo predaných. Spočiatku, Pascal dostal veľký záujem v jeho vynález a dokonca získal "oprávnenie" ochranu (stredoveký ekvivalent patentu) pre jeho nápadu v roku 1649, ale jeho záujem o vedu a "materiálom" prenasledovanie skončilo, keď on ustúpil do Jansensist kláštor v roku 1655 sústredil všetku svoju pozornosť na filozofiu. Zomrel v roku 1662.

Po dobu 30 rokov od Pascalova vynálezu, niekoľko osôb postavený počítacie stroje založené na tomto návrhu. Najznámejším bol sečítačku sira Samuela Morland (1625-1695), z Anglicka. Tento stroj vynájdený v roku 1666 mal duodecimální stupnici založenú na anglickej mene a potrebný ľudský zásah pre vstup do carry zobrazí v pomocnom číselníku.

Je zaujímavé poznamenať, že aj na začiatku 20. storočia, niekoľko spoločností predstavila modely založené priamo na Pascalova dizajn. Jedným z príkladov je Blesk Prenosný Sčítačka predstavený v roku 1908 Lightning Adding Machine Co. Los Angeles. Ďalším príkladom je Addometer predstavený v roku 1920 Spoľahlivým Písací stroj a Adding Machine Co. of Chicago. Žiadny z nich dosiahol komerčného úspechu.

Leibniz kráčaty bubon

To bolo 1672, kedy slávny nemecký polymath, matematik a filozof, Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), čo-vynálezca diferenciálneho počtu, rozhodli postaviť stroj, schopný vykonávať štyri základné aritmetické operácie. On bol inšpirovaný kroky počítanie zariadení (krokomer) videl, zatiaľ čo na diplomatickej misii v Paríži.

Rovnako ako Pascal, Leibniz bol zázračné dieťa. On učil latinčinu vo veku 8 a získal svoj druhý doktorát, keď mu bolo 19. Akonáhle vedel o Pascalova dizajne, on absorboval všetky detaily a zlepšil dizajn tak, aby pre násobenie a delenie. Tým, 1674 jeho dizajn bol kompletný a on poveril budovanie prototypu do remeselníka z Paríža s názvom Olivier.

Stupňový počtár, ako Leibniz nazvaný jeho stroj, ktorý sa používa špeciálny typ zariadenia s názvom Stupňovitého Bubna alebo Leibnizova Kolesá, ktorý bol valec s deviatimi tyčovitých zubov postupne dĺžky rovnobežne s osou valca. Keď je bubon otáča pomocou kľuky, pravidelný ten-ozubeného kolesa, pevne cez posuvnú os, otáča nula až deväť polôh v závislosti na jeho relatívnu polohy do bubna. Rovnako ako v zariadení Pascal, je jedna sada kolies pre každej číslice. To umožňuje užívateľovi posúvať pohyblivé osi tak, že keď sa bubon otáča vytvára v pravidelných kolách sprievodnej úmerná ich vzájomnej polohy. Tento pohyb je potom prevedená zariadením do násobenie alebo delenie podľa toho, ktorým smerom je stupňovitá bubon otáča.

Neexistuje žiadny dôkaz, že viac ako dva prototypy tohto stroja boli niekedy robil. Aj keď Leibniz bol jedným z najvýraznejších polymaths svojej doby, zomrel v chudobe a bez odmeny. Jeho stroj zostal v podkroví na univerzite v Göttingene, kým pracovník zistil, že v roku 1879 pri stanovení netesnosť v streche. Teraz je v Štátnom múzeu v Hannoveri; ďalšie je v Deutsches Múzeu v Mníchove.

Vypočítavý zariadenia počas 18 storočia

Pascal je a Leibniz designy boli základom pre väčšinu mechanických kalkulačiek postavených v priebehu 18. storočia. Giovanni Poleni vyrobený sa jeden v roku 1709, Lépine v roku 1725, Antonius Braun v roku 1725, Jacob Leupold v roku 1727, Hillerin de Boistissandau v roku 1730, CL Gersten v 1735, Jacob Isaac Pereira v roku 1750, Phillip Mathieus Hahn v Nemecku v roku 1773. Charles, tretí gróf Stanhope, Anglicko, v roku 1775; Johan Helfreich Müller v roku 1783, Jacob Auch v roku 1790, a Reichhold v roku 1792 [4].

Osobitnú pozornosť si zaslúžia Parson Phillip Mathieus Hahn (1730-1790), ktorá v roku 1773 vyvinula prvú funkčnú kalkulačku založené na Leibniz Stepped Drum. Hahn kalkulačka mal súbor 12 bubnov v kruhovom usporiadaní ovládaného kľukou sa nachádza v osi usporiadaní. Hahn urobil tieto stroje až do svojej smrti v roku 1790, však, jeho dvaja synovia a jeho brat-in-law, Johann Christopher Schuster, pokračoval s výrobou asi až v roku 1820.

Na konci 18 storočia, počítacie stroje boli ešte kuriozít použité na účely zobrazenie, skôr než pre skutočné použitie. Obmedzenie zavedené technológie robil to nemožné splniť Pascalov sen čo je praktické výpočtu zariadenie.

Original in English: http://www.xnumber.com/xnumber/mechanical1.htm

Homepage