Какое устройство не предназначено для обработки информации барометр арифмометр калькулятор компьютер
Обновлено: 04.07.2024
Вычислительная машина — это машина, предназначенная для вычислений, т. е. вычислений. Первый инструмент счета, счеты, широко использовались для вычислений. Счеты в основном использовались в некоторых частях Азии для выполнения арифметических процессов. Существуют две основные формы счетов: специально размеченная плоская поверхность, используемая для счетчиков (счетный стол), или рамка с нанизанными на проволоку бусами (четная рамка). Их самая ранняя форма представляла собой простую каменную плиту с прорезанными параллельными линиями. Линии служили для обозначения разрядов. Сегодня используются 3 основные формы счетов; китайцы, японцы и русские. Все они состоят из прямоугольной рамки с бусинами на вертикальных проволоках. Количество проволок и бусин варьируется, а в рамке может быть или не быть горизонтального разделителя. Но передовые вычислительные машины не появлялись до начала 1600-х годов, а к 17 веку были изобретены самые разнообразные вычислительные машины.
История изобретения
Уильям Сьюард Берроуз изобрел первую работающую вычислительную машину. Он родился в сельской местности Нью-Йорка в 1855 году. Было несколько более ранних прототипов, но в руках неопытных пользователей те, которые существовали, иногда давали неверные, а иногда и возмутительные ответы. Работа в банке вдохновила молодого изобретателя на видение механического устройства, которое избавит бухгалтеров и бухгалтеров от монотонности их задач и гарантирует, что меньший процент их времени будет потрачен на исправление ошибок. Берроуз начал работу над своим механическим бухгалтерским устройством вскоре после того, как переехал в Сент-Луис. Сочувствующий владелец магазина, Джозеф Бойер, поощрял его работу, предоставив ему место на рабочем месте в механическом цехе Бойера, и предоставил ему молодого помощника Альфреда Даути, впоследствии президента компании Burroughs Adding Machine Company. Именно здесь в 1885 году он разработал счетную машину. В 1888 году он получил патент на это устройство.
Развитие изобретения вычислительной машины
В 1886 году Берроуз и несколько бизнесменов из Сент-Луиса основали компанию American Arithmometer Co., чтобы продавать машину. Однако первая машина требовала особого умения тянуть за ручку, чтобы правильно выполнить расчет. Чаще всего начинающие пользователи получали сильно различающиеся суммы в зависимости от энергии, которую они применяли при использовании изобретения. В 1893 году Берроуз получил патент на усовершенствованную вычислительную машину, которая включала маслонаполненный «приборный щиток» — гидравлический регулятор. Это устройство позволяло машине работать должным образом независимо от того, как можно тянуть за ручку.
В 1873 году арифмометр Однера был изобретен в России эмигрантом из Швеции В. Т. Однером. Это был очень успешный механический калькулятор, и его промышленное производство официально началось в 1890 году в мастерской Однера в Санкт-Петербурге. Он был известен как «Следующее поколение» вычислительной машины. Его машина включала механизм «штифтового колеса». Эта конструкция оказалась надежной, простой в использовании и позволила уменьшить размер предыдущих моделей. Этот механизм оказался очень успешным и вскоре занял место «арифмометра». Десятки компаний внедрили механизм Однера.
В 1905 г. Роберт А. Пелхэм (1859–1943), афроамериканец, работавший в Бюро переписи населения, изобрел первую табулирующую машину, которая использовалась в переписи производителей, а в 1913 г. также разработал аналогичную счетную машину, используемую в Населении. Отдел.
Роль изобретения вычислительной машины в улучшении жизни человека
В 1820 году Чарльз Ксавьер Томас из Эльзаса, предприниматель из страховой отрасли, изобрел арифмометр, первую серийно выпускаемую арифмометр, предположительно для ускорения и повышения точности огромного количества ежедневных вычислений, необходимых страховым компаниям. Примечательно, что, согласно Википедии, Томас почти сразу же получил признание за это изобретение, поскольку всего год спустя, в 1821 году, он стал кавалером ордена Почетного легиона. В это время он изменил свое имя на Чарльз Ксавье Томас, де Кольмар, позже сокращенно Томас де Кольмар.
«Изначально Томас тратил все свое время и энергию на свой страховой бизнес, поэтому между первой моделью арифмометра, представленной в 1820 году, и его реальной коммерциализацией в 1852 году существует более чем тридцатилетний перерыв. После его смерти в 1870 году на его производственном предприятии было построено около 1000 арифмометров, что сделало его первым в мире серийно выпускаемым механическим калькулятором, и в то время единственным механическим калькулятором, надежным и достаточно надежным, чтобы его можно было использовать в таких местах, как государственные учреждения, банки, страховые компании и обсерватории, и это лишь некоторые из них.Производство арифмометра продолжалось еще 40 лет, примерно до 1914 года" (статья в Википедии о Чарльзе Ксавьере Томасе, по состоянию на 10 октября 2011 г.).
Успех арифмометра, который в определенной степени соответствовал успеху Томаса в страховой индустрии, был, конечно, полной противоположностью проблемам, с которыми столкнулся Чарльз Бэббидж, создавая и получая какое-либо признание для своего значительно более сложного и сложного , амбициозные и дорогие вычислительные машины примерно в те же сроки. Томас, конечно же, создал доступный по цене продукт, способный ускорить основные арифметические операции, необходимые для страховой индустрии, в то время как научные и инженерные цели Бэббиджа, первоначально направленные на повышение точности математических таблиц, а затем на автоматизацию математических операций в целом, не пытались решить. удовлетворить признанный промышленный спрос.
«Механизм [арифмометра] состоит из трех частей, связанных с настройкой, подсчетом и записью соответственно. Любое число до 999 999 может быть установлено путем перемещения указателей на числа от 0 до 9, выгравированные рядом с шестью прорезями на фиксированном крышка. Движение любого из этих указателей приводит в движение маленькую шестерню с десятью зубьями вдоль квадратной оси, под и слева от которой находится ступенчатое колесо Лейбница.
«Колесо Лейбница, цилиндр с девятью зубьями возрастающей длины, приводится в движение от главного вала с помощью конического колеса, и маленькая шестерня, таким образом, вращается на столько зубцов, сколько цилиндр несет в плоскости, соответствующей набор цифр. Эта величина вращения передается через одно из пары конических колес, расположенных на втулке на той же оси, на числовое колесо «результатов» в заднем ряду на шарнирной пластине. Эта пластина также несла цифру колесо, записывающее число оборотов ведущего кривошипа для каждого положения шарнирной пластины. Пара конических колес устанавливается в правильную передачу путем установки рычага на верхней левой крышке либо в положение «Сложение и умножение», либо в положение «Вычитание и Деление." Таким образом, колесо с цифрами "результаты" вращается против часовой стрелки или по часовой стрелке соответственно.
"Использование. Умножение 2432 на 598 может быть выполнено следующим образом: Поднимите откидную пластину, поверните и отпустите две фрезерованные ручки, чтобы все фигурные колеса показывали ноль; опустите откидную пластину в ее положении в крайнее левое положение; установите число 2432 в четыре слота на неподвижной пластине; установите рычаг слева на «умножение» и поверните ручку восемь раз; поднимите откидную пластину, сдвиньте ее на один шаг вправо и опустите в нужное положение; поверните ручку девять раз; снова шагните пластину на один пункт вправо и поверните ручку пять раз. Произведение 1 454 336 появится в верхнем ряду, а множитель 598 — в следующем ряду цифр» (с веб-сайта Гордона Белла, по состоянию на 12.10.2011).
Вычисления являются неотъемлемой частью функционирования общества и использовались с древних времен для регулирования торговли и определения размеров земли и зданий. Теоретические достижения в математике, наряду с растущей сложностью вычислений, вдохновили на разработку вычислительных машин в период раннего Нового времени. Эти аналоговые устройства, а также технологии, разработанные для автоматизации производства, и достижения в области электроники привели к появлению первых цифровых компьютеров.
"[Я] недостойно отличных людей терять часы, как рабы, в расчетном труде, который можно было бы безопасно передать кому-либо другому, если бы использовались машины". Готфрид Вильгельм фон Лейбниц, 1671 г. (1)
Изображение 2: Табличка 1, стр. 18, «Элементы геометрии» Евклида, издание 1733 года. Изображение © Библиотека Уиппла.
Используемые древними египтянами, греками и жителями Месопотамии самыми ранними счетными устройствами были системы письма, в которых для обозначения конкретных и часто больших величин использовалась стенография. Эти письменные формы различались в зависимости от культуры, но обычно включали группы строк, представляющих отдельные единицы, с измененными символами для интервалов в пять или десять.
Счетные палочки, узлы и счетные палочки, значения которых обозначались специальными насечками, были распространенными формами счета и числового учета во всем мире. Эти системы, наряду с использованием римских цифр, сохранились в эпоху Возрождения, так как многие не решались принять индийско-арабские цифры, используемые сегодня, из соображений точности и возможности подделки.
Счеты — это, пожалуй, самое известное досовременное вычислительное устройство, которое часто ассоциируется с устройствами из проволоки и бусинок, появившимися на Ближнем Востоке.Хотя его истинное происхождение остается спорным, слово «абак» могло относиться к древней практике перемещения гальки («исчисления») по линиям, написанным на песке.
Сегодня распространенными счетами являются японские «соробан», у которых есть одна «небесная» бусина на проволоку, представляющую 5, и четыре «земные» бусины, каждая из которых соответствует 1. Это упрощенная версия китайского суанпана, в котором большее количество бусин на проволоку может соответствовать другим десятичным системам, таким как двенадцатеричная (т. е. по основанию 12, а не по основанию 10) (Изображение 1 выше).
Чистая математика имеет свою историю наряду со счетом. Истоки геометрии, например, восходят к Древней Греции, и «Начала» Евклида, впервые составленные около 300 г. до н. э., стали в различных формах стандартным учебником по математике почти на два тысячелетия (Изображение 2).
Период раннего Нового времени
В период раннего Нового времени в Европе (примерно с 15 по 18 вв.) было разработано множество новых вычислительных инструментов, а также возрождены и адаптированы некоторые элементы классической и ближневосточной культуры. Например, астролябия, изобретенная в древности и разработанная во время Золотого века ислама (примерно с 7 по 15 века), была универсальным инструментом, используемым для измерения высоты зданий и регистрации движения планет.
Ползунки, рукоятки и циферблаты
Самое главное, что после 1400 г. н.э. были разработаны новые инструменты и методы для коммерции, исследований и натурфилософии, часто служащие нескольким целям. Например, с 17 века логарифмическая линейка стала наиболее часто используемым вычислительным устройством почти на триста лет. Начав с «ряда чисел», расположенных на дереве, бумаге или латуни, линейки, прикрепленные друг к другу, использовались для выравнивания точек на разных шкалах для выполнения арифметических действий и преобразования единиц.
Изображение 3. Катки г-на Хелиеса, около 1830-х гг. (Wh.1893 г.)
Период раннего Нового времени был также зарей эпохи часовых механизмов и автоматизации, которые вдохновили дизайн вычислительных машин. Такие устройства создавались постепенно, и их было легче спроектировать, чем построить.
Шотландский математик Джон Нейпир, открывший метод логарифмирования, впервые изобрел набор стержней для использования в умножении примерно в 1614 году. Версия стержней в коробке (Изображение 3) послужила шаблоном для шестеренчатого механизма. механизм переноса для хранения значений, позволяющий создавать первые механические вычислительные устройства. Блез Паскаль создал ряд таких машин к середине 17 века, за ним последовали Самуэль Морланд и Готфрид Вильгельм фон Лейбниц.
Сведение арифметики к повторяющимся механическим маневрам побудило Иоганна Хелфриха фон Мюллера создать «разностную машину», которая могла бы выполнять более сложные вычисления. Проект Мюллера, опубликованный в 1786 году, предназначался для расчета таблиц логарифмов, заменяя человеческие "компьютеры" (то есть людей, занятых ручным вычислением таких таблиц) безошибочной машиной.
Сорок лет спустя английский эрудит Чарльз Бэббидж спроектировал и попытался сконструировать аналогичную машину, способную не только вычислять, но и печатать таблицы. Бэббидж не смог завершить свою машину при жизни, но фрагмент, воссозданный его сыном Генри в 1870-х годах, доказал, что эта концепция может работать.
Изображение 4: TI-2500 Datamath, около 1972 г. (Wh.4529.006A1)
Разработки Лейбница, Мюллера и Бэббиджа, которые автоматизировали вычисления с помощью зубчатых колес с использованием «регистров» для хранения информации по мере ее механического считывания, заложили основу для современных цифровых компьютеров.
Современные компьютеры изначально были разработаны для решения математических задач. В 1930-х годах немецкий инженер Конрад Цузе построил свой третий автоматический механический калькулятор Z3, который выполнял инструкции, считываемые программой.
Во время Второй мировой войны в Соединенных Штатах Джон Мочли и Дж. Преспер Экерт построили электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC), самую быструю на сегодняшний день машину для расчета таблиц стрельбы для военных. В Блетчли-Парке британские дешифровщики и инженеры создали первый в мире программируемый электронный цифровой компьютер, Колосус, для взлома немецких шифров.
Первые электронные компьютеры с сохраненными программами также были разработаны в Великобритании: компьютер Baby в Манчестере и автоматический калькулятор электронного хранения с задержкой (EDSAC) в Кембридже, который использовался многими в научном сообществе в 1950-х годах.Первые компьютеры были массивными и дорогими, поэтому их применение должно было быть четко определено и обосновано, и им должны были заниматься целые факультеты в университетах и на предприятиях.
Сегодня это может показаться сюрпризом, но когда впервые появились карманные электронные калькуляторы, производителям приходилось оправдывать свои расходы перед отдельными потребителями, убеждая их в том, что они на самом деле быстрее и точнее, чем вездесущая логарифмическая линейка.< /p>
Популярные устройства, такие как серия Texas Instruments Datamath (изображение 4), на момент их выпуска стоили 150 долларов США, что было дорого для устройства, которое выполняло только простые арифметические операции. Однако, когда они прижились, карманные калькуляторы привели к развитию микропроцессорной технологии, сделав компьютерные чипы быстрее и дешевле. Не менее важно и то, что карманные калькуляторы помогли людям понять, насколько легко компьютеры могут вписаться в их повседневную жизнь.
Ссылки
- Цитируется по: Д. Э. Смит, Справочник по математике (Нью-Йорк, 1929), стр. 180–181.
Майки Макговерн
Майки Макговерн, «Краткая история вычислительных устройств», Исследуйте коллекции Уиппла, Музей истории науки Уиппла, Кембриджский университет.
Анули — писательница и энтузиаст новых медиа, мечтающая стать шестой Spice Girl. А пока следите за ней в Google+ или Twitter: @akaanuli.
Рики публикует контент на веб-сайте журнала BizTech и управляет им. Он писатель, энтузиаст технологий, любитель социальных сетей и разносторонний цифровой человек.
Было время, когда письменных чисел не существовало. В качестве счетных устройств у человека были только пальцы рук и ног, а подсчет овец и сельскохозяйственных культур с помощью пальцев рук и ног, камней и ракушек не поможет.
Таким образом, человеческая цивилизация изобрела счеты, которые, по мнению Музея компьютерной истории, являются «самым старым постоянно используемым вычислительным инструментом, не считая пальцев».
Хотя счеты все еще используются сегодня, они были всего лишь началом интереса человечества к вычислительным машинам, которые радикально изменились за эти годы. Здесь мы делимся с вами визуальной историей некоторых заметных первых вычислений.
1623: Первая добавленная машина
Имя устройства: Расчет часов
Изобретатель: Вильгельм Шикард
Краткая история. Согласно веб-сайту History of Computers, Вильгельму Шикарду приписывают изобретение первой счетной машины после того, как доктор Франц Хаммер, биограф Иоганна Кеплера, заявил, что чертежи счетных часов были обнаружены в двух буквах. написано Шикардом Иоганну Кеплеру в 1623 и 1624 годах. До этого открытия Блез Паскаль, разработавший арифмометр "Паскалин" в 1642 году, считался изобретателем первого арифмометра.
«Расчетные часы» Шикарда состоят из умножающего устройства, механизма записи промежуточных результатов и 6-разрядного десятичного суммирующего устройства.
Интересный факт: письма, которые Шикард писал Кеплеру, были написаны на латыни, которая до XVII века была международным языком науки и образования в Центральной и Западной Европе.
1773: первый функциональный калькулятор
Имя устройства: н/д
Изобретатель: Филип Маттеус Хан
Краткая история. Согласно веб-сайту History of Computers, Хан стремился разработать машину, которая помогла бы ему вычислять параметры часов и планетариев, которые он любил делать. Он основал свой калькулятор на основе вычислительной машины «Stepped Reckoner», разработанной Готфридом Вильгельмом Лейбницем в 1672 году. Калькулятор Гана имел набор из двенадцати барабанов, расположенных по кругу, которые можно было активировать с помощью рукоятки, расположенной на оси барабанов. /p>
Интересный факт: хотя первый рабочий экземпляр устройства был готов в 1773 году, калькулятор не демонстрировался до 1778 года из-за проблем Гана с надежностью механизма переноса десятков.
1820 год: первый серийный механический калькулятор
Имя устройства: Арифмометр
Изобретатель: Чарльз Ксавьер Томас де Кольмар
Краткая история. По данным IBM, арифмометр был первой коммерчески успешной вычислительной машиной, выполнявшей все четыре основные операции — сложение, вычитание, умножение и деление. Как и Ган, Томас также основывал свой калькулятор на ступенчатом барабанном механизме Лейбница. В машине был второй дисплей результатов для вычитания и деления, а также механизм умножения.
Интересный факт: выпуск арифмометра в 1851 году положил начало индустрии механических калькуляторов. Арифмометр был единственным типом механического калькулятора, который продавался во всем мире с 1878 по 1887 год и использовался до Первой мировой войны.
1954: первый полностью транзисторный калькулятор
Имя устройства: IBM 608
Изобретатель: IBM
Краткая история: IBM 608 была первой вычислительной машиной, в которой вместо электронных ламп использовались твердотельные транзисторы. Машина размещалась в нескольких больших шкафах. Согласно веб-сайту компании, клиенты могли приобрести машину за 83 210 долларов (или арендовать ее за 1760 долларов в месяц). Основная память машины может хранить 40 девятизначных чисел и выполнять 4500 сложений в секунду, среди прочих операций.
Интересный факт: IBM 608 содержал более 3000 германиевых транзисторов.
1961: первый полностью электронный настольный калькулятор
Имя устройства: ANITA MK-8
Изобретатель: колокольный пуансон
Краткая история. В 1956 году британская компания Bell Punch Co. решила диверсифицировать производство штампов для билетов, выпустив коммерческий электронный настольный калькулятор под кодовым названием ANITA. По данным веб-музея Vintage Calculators, калькулятор на вакуумной лампе был выпущен в 1961 году под названием ANITA MK-8. В машине было около 170 вакуумных ламп с холодным катодом, декадный счетчик Dekatron и трубки дисплея/индикатора Numicator.
Интересный факт: аббревиатура ANITA предназначалась только для внутреннего использования во время разработки машины, но название настолько укоренилось к тому времени, когда калькулятор был готов к производству, что компания осталась с ним. Аббревиатура расшифровывается как «Новое вдохновение для бухгалтерского учета» или «Новое вдохновение для арифметики», но ходят слухи, что это также имя жены дизайнера.
1967: первый портативный калькулятор
Имя устройства: Cal Tech
Изобретатель: Texas Instruments (TI)
Краткая история. Согласно веб-сайту Texas Instruments, «Cal Tech» — это кодовое название, использовавшееся для устройства во время его разработки, которое было выпущено в продажу в 1970 году. Калькулятор весом 45 унций отличался небольшой клавиатурой с 18 клавишами и визуальный вывод, отображающий до 12 десятичных цифр.
Интересный факт. Оригинальный прототип устройства 1967 года можно найти в Национальном музее американской истории Смитсоновского института.
1971: первый по-настоящему карманный электронный калькулятор со светодиодным дисплеем
Название устройства: Busicom LE-120A «HANDY»
Изобретатель: Busicom
Краткая история: Busicom LE-120A, известный как HANDY, является первым портативным калькулятором, в котором используется интегральная схема «калькулятор на кристалле». По данным веб-музея Vintage Calculators, калькулятор имел 12-значный дисплей с красной светодиодной подсветкой и стоил 395 долларов, когда он впервые поступил в продажу в январе 1971 года. Поскольку калькулятор был очень дорогим, к его основанию был прикреплен ремешок для запястья. защитить его от падения.
Интересный факт. Согласно веб-музею Vintage Calculators, Аристотель Онассис, греческий судоходный магнат, подарил друзьям дорогие калькуляторы.
1974: первый портативный программируемый калькулятор
Имя устройства: HP-65
Изобретатель: Hewlett-Packard
Краткая история. Калькулятор, впервые представленный Hewlett-Packard как «персональный компьютер», позволял пользователям либо покупать программы на предварительно запрограммированных картах, либо писать программы длиной до 100 строк и записывать их на чистые карты.Устройство имело определяемые пользователем клавиши (с 35 клавишами, управляющими более чем 80 операциями) и было первым карманным калькулятором HP с базовыми преобразованиями (восьмеричными и десятичными). Калькулятор стоил 795 долларов США на момент запуска в 1974 году. В 1975 году, во время первого совместного американо-советского космического полета, он стал первым портативным калькулятором в открытом космосе.
Интересный факт: Билл Хьюлетт указал в требованиях к дизайну, что калькулятор должен помещаться в кармане его рубашки — одна из причин конической формы машины.
1985 год: первый графический калькулятор
Фото: Datamath
Имя устройства: Casio fx-7000G
Изобретатель: Casio
Краткая история: Casio fx-7000G был разработан с 422 байтами памяти и мог хранить до десяти программ в 10 программных слотах, согласно веб-сайту Computing History. Он предлагал 82 научные функции, а его дисплей мог переключаться между 8 строками по 16 символов в каждой или матричным графическим дисплеем 64x96.
Интересный факт: сегодняшние графические калькуляторы, такие как TI-83, сохранили формат отображения fx-7000G.
2003: Первый графический калькулятор с сенсорным экраном
Имя устройства: Sharp EL-9650
Изобретатель: Sharp
Краткая история. Когда большинство людей думают о сенсорных устройствах, они думают об использовании пальцев, но компания Sharp нарушила стереотипы, представив первый графический калькулятор на основе стилуса, сообщает Tech Powered Math. Sharp, к сожалению, не добилась большого успеха с этой моделью.
Интересный факт: EL-9650 имел функцию слайд-шоу, которая позволяла учителям просматривать заранее запрограммированные уроки и формулы на калькуляторе.
2010: Первый калькулятор цветной графики
Имя устройства: Casio PRIZM
Изобретатель: Casio
Краткая история. Хотя в начале 2000-х мир мобильных устройств быстро перешел на полноцветные экраны, графическим калькуляторам потребовалось некоторое время, чтобы догнать их. Калькулятор Casio PRIZM с усовершенствованным полноцветным дисплеем с разрешением 216x384 дебютировал в конце 2010 года. Вскоре в начале 2011 года компания Texas Instruments выпустила собственный цветной калькулятор TI-NSpire Cx. монохромные низкопиксельные дисплеи прошлых лет.
Интересный факт: PRIZM позволяет учащимся создавать графики на основе изображений, что помогает им понять практическое применение работы, которую они выполняют на графических калькуляторах.
Читайте также: