Файл: Шор, И. Я. Пять бесед о вычислительной технике.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.10.2024

Просмотров: 472

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

предложившим прибор, передаю­

1846 году.

Основная деталь его —

щий десятки

в следующий разряд.

рейки с

цифрами,

 

передвигающие­

Самосчеты

Буняковского

представ­

ся при помощи штырька. Вот как

ляют собой круговой металлический

охарактеризовал этот прибор рус­

счетчик для сложения и вычитания.

ский математик, академик М В.

Операции

производятся

поразряд­

Остроградский: «Эта машина,

пред­

но, так как непосредственно скла­

назначенная главным образам

для

дывать и вычитать можно лишь

сложения и

вычитания, служит для

числа

 

до

14.

Для

 

фиксирования

выполнения этих действий в любом

промежуточных результатов в

при­

количестве,

в любом

порядке п

про­

бор вмонтированы

 

небольшие

сче­

 

изводит их

проще,

 

чем какой-либо

ты ,и

грифельная

доска.

Для

пере­

 

прибор этого рода».

 

 

носа служит так называемый «длин­

 

 

Большой

вклад

в

развитие

счет­

ный

палец».

Емкость счетчика —

ной техники внес знаменитый

рус­

до 1000.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ский математик академик П. Л. Че­

Не

 

выдержав

 

конкуренции

с

 

 

бышев

(1821—1894). В Парижском

обычными

русскими

 

счетами, само­

 

музее искусства и ремесел хранится

счеты

 

Буняковского

не

получили

 

экземпляр

арифмометра Чебышева.

распространения. Но над идеей ме­

ханизации

переноса

при

выполне­

Он был подарен музею автором, ко­

нии вычислений в России продол­

торого

Парижская

 

академия

наук

жали думать.

 

 

 

 

этому —

избрала в 1874 году своим иностран­

Одно

из

свидетельств

ным членам. Парижский экспонат

ряд

экспонатов

Государственного

является копией арифмометра Чебы­

исторического

и

Политехнического

шева, находящегося в Музее исто­

музеев

(г.

Москва). Речь идет о

рии Ленинграда.

Позже Чебышев

счетчике Куммера,

изобретенном

в

изобрел

приставку

к арифмометру,

5


позволившую выполнять операцию умножения.

В чем же принципиальное отли­ чие счетной машины Чебышева? Во всех счетных машинах до Чебыше­ ва после счета десяти единиц млад­ шего разряда мгновенно дискретно изменялась на единицу цифра сле­ дующего старшего разряда. В пред­ ложенной Чебышевым конструкции счетчика специальная система зуб­ чатых передач производит переда­ чу единицы переноса непрерывно, так что единица следующего стар­ шего разряда появляется постепен­ но, по мере увеличения числа в пре­ дыдущем разряде. Такой арифмо­ метр надежен и позволяет увели­ чивать скорость счета без толчков, неизбежных при дискретной пере­ даче. Недостатком его являлось неудобство съема показаний. Во многих 'Современных счетчиках, не требующих частого съема показа­ ний, используется принцип, предло­ женный Чебышевым.

Наибольшее признание из всех

моделей арифмометра получил арифмометр Однера. За вековую историю (изобретен в 1874 году) этот счетный прибор обогатился клавиатурой, электроприводом, по­ лучил современное эстетическое оформление, но основа его кон­ струкции не претерпела принципи­ альных изменений. С первыми эк­ земплярами арифмометра Однера можно познакомиться в Политех­ ническом музее.

В основу изобретения петербург­ ского инженера В. Т. Однера положе­ на идея создания колеса с перемен­ ным числом зубцов. Для каждого числового разряда в арифмометре используется отдельное колесо, на­ званное колесом Однера. Если уста­ новочные рычажки четырех таких колес установить, например, против цифр 2, б, 8, 7 на кожухе маши­ ны, то на колесах выдвинутся соот­ ветственно 2, 6, 8, 7 пальцев. При повороте вала, на котором укрепле­ ны колеса Однера, выдвинутые пальцы сцепляются с шестеренками,

16

передавая им движение на 2, 6, 8, 7

Чебышевым

.механический

прибор

зубцов. Визуально это перемещение

такого типа.

Но еще

в 1854

году,

наблюдается на цифровых колесах,

до создания

своего

арифмометра,

находящихся в

подвижной

каретке

Чебышев внес существенный теоре­

арифмометра. В зависимости от на­

тический вклад в развитие матема­

правления поворота вала с колеса­

тического машиностроения.

Разра­

ми па арифмометре можно выпол­

ботанная им теория функций,

наи­

нять сложение и умножение или вы­

менее отклоняющихся

от нуля,

мо-

читание и деление.

арифмо­

 

 

 

 

 

Заводское изготовление

 

 

 

 

 

метров, работающих по принципу

 

I

 

 

 

колес Одмера,

было налажено в

 

 

 

 

Петербурге в 1877 году.

Непрерывные вычислители века механики

Параллельно с работой над усовершенотаовамнем механических счетных приборов с дискретным принципом действия инженерная мысль XIX века напряженно рабо­ тала над созданием вычислитель­ ных устройств аналогового типа. Выше упоминался предложенный

2 Заказ № 1612

2. Достаточно обвести планиметром контур моря — и плфцадь

* К'Г'чно-техничо'л

'. 1..J T 9 K6 ОС'

ДКЗБ**ПЛР>


жет явиться базой современных ме­

креплена

линза с

прицельной

сет­

тодов синтеза ряда вычислитель­

кой.

 

 

 

 

 

 

ных

устройств.

 

 

 

 

 

Если вам нужно определить, на­

Зшачительным .шагом в совершен­

пример,

площадь Черного моря, то

ствовании

механических

аналого­

с помощью планиметра это легко

вых

вычислительных

 

устройств

сделать. Следуя прицельной сеткой

было

изобретение в 1814 году бавар­

планиметра по контуру моря на гео­

ским

инженерам

Германом

(и не­

графической карте, вы приведете во

зависимо от него спустя

 

30 лет Ер­

вращение

ролик R, к которому при­

моловым) прибора для измерения

соединен

градуированный барабан.

площадей

геометрических фигур —

Обводите

залив, бухту, полуос­

планиметра. Разработано

большое

тров— и ролик

вращается то

впе­

число разных конструкций плани­

ред, то назад. Суммарное число его

метров.

Познакомимся

 

с принци­

оборотов вперед «считает» диск, ко­

пом работы одного из них.

 

 

торый

покажет

в

известном

мас­

В основу .работы планиметра,

штабе

величину

измеряемой

пло­

схема

 

которого

представлена

на

щади.

 

 

 

 

 

рис. 2, положена .следующая

зави­

К

интегрирующему механическо­

симость: полное перемещение роли-

му

устройству

приближается

по

>■ ка R

при

одном

обходе

точкой

А

принципу

действия

конструкция из­

контура

I

измеряемой

площади

S

мерителя

площадей, предложенная

равно произведению искомой пло­

в 1854

году П. А.

Зарубиным.

Не­

щади на постоянное число, опреде­

посредственным предшественником

ляемое длиной линейки АВ.

Длина

аналоговой вычислительной машины

линейки может изменяться, что

(АВМ) явился механический инте­

позволяет

варьировать

масштаб из­

гратор, изобретенный в 1876 году

меряемой величины. В точке А при­

английским физиком Дж.-Дж. Том­

18


соном. Его соотечественник У. Том­

граторы.

Погрешность

их

работы

сон (Кельвин) вы,оказал блестящую

не

превышала

0,01—0,03%.

 

 

идею соединения

нескольких таких

Механические АВМ в

настоящее

интеграторов

для

решения

диффе-

время не применяются,

но

отдель­

ренциальных уравнений.

 

ные механические аналоговые вы­

Особое место в развитии вычисли­

числительные устройства

не потеря­

тельной техники принадлежит рабо­

ли

своего

практического

значения.

там академикаА.И.Крылова (1863—

Их используют, когда требуется обес­

1945). В начале века им были разра­

печить высокую точность,

надеж­

ботаны принципы построения меха­

ность и когда реализуемые функ­

нического интегрирующего устройст­

ции должны воспроизводиться пере­

ва и сформулирована концепция ма­

мещениями.

 

 

 

 

 

 

шины для решения дифференциаль­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных уравнений. В

1912 году такая

 

•«Памятник»

великой

идее

машина была

построена в

России,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а через восемь лет — в США. А. Н.

Недостатки

механических

вычис­

Крылов на созданной нм

машине

лительных'

 

устройств — сложность

провел ряд исследований по

вибра­

 

кинематики,

большие

габариты и

ции корпусов кораблей.

 

 

вес,

сложность

изготовления, высо­

Дальнейшее

усовершенствование

кая

стоимость,

значительная

 

инер­

механических

вычислительных ус­

 

ционность и, как следствие,

малая

тройств непрерывного действия про­

скорость

решения — снижали

эф­

водилось в СССР

под руководством

фект от целого

ряда

интересней­

И. С. Брука. В конце 30-х годов бы­

ших идей, положенных в основу их

ла разработана АВМ, в которой ис­

реализации. Особенно показатель­

пользовались

фрикционные

инте­

на в этом

отношении судьба

пред­

9