Интеллектуальное брожение в 17 веке привело к новым высотам и открытиям в математике, что значительно облегчило труд тех, кто неустанно разрабатывал калькуляторы.
В 1614 году шотландский богослов и математик Джон Непер открыл логарифмы и преобразовал комплекс действий умножения в более простые действия сложения. Вписав таблицы умножения в ряд пластинок в 1617 году, он упростил умножение больших чисел. Через несколько лет логарифмы Непера стали использовать по скользящему принципу и необходимость в его пластинках отпала.
В 1642 году во Франции девятнадцатилетний сын сборщика налогов Блез Паскаль, с целью помочь своему отцу в работе, экспериментировал с механической машиной для вычислений. Он спроектировал машину со сцепляющимися зубчатыми колесами, которая могла оперировать большими числами. Изобретение Паскаля, названное по имени создателя паскалином, завоевало широкую популярность в качестве первой счетной машины. Однако первый калькулятор был построен в 1623 году немецким профессором Вильгельмом Шикардом. В 1673 году на смену пришел более простой в применении калькулятор Готфрида Вильгельма фон Лейбница, немецкого дипломата и математика.
Изображенная вверху машина складывает и вычитает, когда при вращении происходит сцепление зубчатых колес. Колесо переносит сумму более девяти в следующую колонку. Результат появляется в дисплейном окошечке, с цифрами для вычитания слева и для сложения справа.
Внутренний вид шестицифрового паскалина.
Пластинки Непера
Джон Непер сконструировал таблицы сложения на тонких пластинках, или блоках. Каждая сторона несет числа. Среди математиков Непера не считаются его самым крупным вкладом в науку. Хотя его пластинки были в ходу по всей Европе, Непер больше известен как первооткрыватель логарифмов.
Калькулятор Лейбница состоял из коленчатого рычага, который вращал зубчатые колеса, ускорявшие процесс умножения и деления.
Блез Паскаль (1623-1662) написал следующее объявление: «Представляю обществу машину, посредством которой вы сможете без всякого усилия осуществлять все арифметические операции и будете освобождены от работы, столько раз утомлявшей ваш дух».
Каждому приходилось пользоваться калькулятором. Он уже стал обыденным предметом, не вызывающим удивления. Но какова история его развития? Кто изобрел калькулятор первым? Как выглядело и функционировало средневековое устройство?
Древние вычислительные средства
С началом возникновения торговли и обмена люди стали испытывать потребность в счете. С этой целью использовали пальцы на руках и ногах, зерна, камни. Примерно в 500 году до н. э. появились первые счеты. Абаки выглядели как ровная доска, на которой в бороздках раскладывались мелкие предметы. Распространение получил такой вид исчисления в Греции и Риме.
Китайцы основой счета использовали 5, а не 10. Суан-пан - прямоугольная рама для вычислений, на которой вертикально натянуты нити. Конструкция условно делилась на 2 части - нижняя "Земля" и верхняя "Небо". Нижние шарики представляли собой единицы, а верхние - десятки.
Славяне пошли по стопам восточных соседей, только несколько изменили прибор. Появилось дощатое счетное устройство в XV веке. Отличие от китайского суан-пан в том, что веревки располагались горизонтально, а система исчисления применялась десятичная.
Первый механический прибор
Немецкий математик и астроном, в 1623 году смог воплотить свою мечту и стал автором устройства, в основе которого лежал часовой механизм. Считающие часы могли производить простейшие математические операции. Но так как прибор был сложным и большим, то широкого применения не получил. Иоганн Кепплер стал первым пользователем механизма, хоть и считал, что вычисления проще выполнять в уме. С этого момента начинается история калькулятора, а преобразования в конструкции и функциях устройства постепенно приведут его к современной форме.
Французский физик и философ Паскаль через 20 лет предложил прибор, осуществляющий счет посредством шестеренок. Чтобы произвести сложение или вычитание, требовалось повернуть колесико необходимое количество раз.
В 1673 году усовершенствованное немецким математиком Готфридом Лейбницем устройство стало первым калькулятором - позже название закрепилось в истории. При помощи него стало возможным выполнять умножение и деление. Однако себестоимость механизма была высокой, поэтому сделать прибор доступным для использования было невозможно.
Серийное производство
О том, кто изобрел калькулятор, было известно давно - механизм Лейбница даже приобрел Петр 1. Его идеи использовали Вагнер и Левин. После смерти изобретателя аналогичный прибор соорудил Буркхардт, дальнейшим усовершенствованием занимались Мюллер и Кнутцен.
В коммерческих целях устройство стал использовать француз Шарль Ксавье Тома де Кольмар. Серийный выпуск предприниматель организовал в 1820 году, его машина почти не отличалась от первого калькулятора. Кто изобрел его из этих двух ученых, ходили споры, француза даже обвиняли в присвоении чужого достижения, однако конструкция счетной машины у Кольмара все же отличалась.
В царской России первый арифмометр - это результат работы ученого Чернышова. Он создал аппарат в 50-х годах XIX века, а вот название запатентовал в 1873 году Фрэнк Болдуин. Принцип работы механической счетной машины основан на цилиндрах и зубчатых колесах.
На рубеже XIX-XX столетия в России началось серийное производство калькуляторов. В Советском Союзе прибор с названием "Феликс" получил распространение в 30-х годах прошлого века и использовался до конца 70-х.
Электронные калькуляторы
Первый электронный калькулятор изобрели братья Кассио. В 1957 началась эпоха бурного развития в отрасли ЭВМ. Весило устройство Casio 14-A целых 140 кг, имело электрическое реле и 10 кнопок. На дисплей выводились цифры и отображался результат. К 1965 году вес уменьшился до 17 кг.
Отечественный электронный калькулятор - это заслуга ученых ленинградского университета, которые разработали его в 1961 году. В промышленный выпуск модель ЭКВМ-1 поступила уже в 1964. Через три года аппарат усовершенствовали, он мог работать с тригонометрическими функциями. Инженерный калькулятор первой изобрела компания Hewlett Packard в 1972 году.
Следующая ступень развития - микросхемы. Кто изобрел калькуляторы этого поколения в СССР? Разработкой занималось 27 инженеров. Ими было потрачено около 15 лет, пока в продажу в 1975 году не поступил инженерный калькулятор "Электроника В3-18". Квадратные корни, степени, логарифмы и транзисторный микропроцессор завоевали народное признание, однако стоимость устройства составляла 200 рублей и позволить его могли не все желающие.
Прорывом в советских технологиях стал микрокалькулятор ВЗ-34. При стоимости в 85 рублей он стал первым отечественным домашним компьютером. Программное обеспечение позволяло устанавливать не только инженерные, но и игровые программы.
Шедевром прошлого века стал МК-90. Аналогов на тот момент прибор не имел: графический дисплей, энергонезависимое ОЗУ и программирование на языке бейсик.
The Document Foundation объявил о выпуске LibreOffice 6.2. Изменения и дополнения в новом выпуске: Libreoffice Writer Переделана возможность скрытия изменений: изменить ▸ трек изменений ▸ показать […]
Вышла новая версия дистрибутива OpenWrt 18.06.2, ориентированного на применение в различных сетевых устройствах, таких как маршрутизаторы и точки доступа. Проект OpenWrt – это операционная […]
В следующей версии Mozilla Firefox для Linux будет использоваться клиентское оформление (CSD) по умолчанию. SCD (Client Side Decoration) – технология, при которой заголовок и рамки окна […]
Доступен релиз медиасервера Gerbera 1.3, продолжающего развитие проекта MediaTomb после прекращения его разработки. Gerbera поддерживает протоколы UPnP, в том числе спецификацию UPnP MediaServer 1.0, […]
Спустя почти полгода после прошлого значительного выпуска команда разработчиков представляет новую версию DeltaChat - мессенджера для Android, основанного поверх Email. Из особенностей DeltaChat […]
Компания Oracle сформировала корректирующие релизы системы виртуализации VirtualBox 6.0.4 и 5.2.26, в которых отмечено 10 исправлений. Основные изменения в выпуске 6.0.4: Обеспечена совместимость с […]
После восьми месяцев разработки состоялся релиз пользовательского окружения LXQt 0.14 (Qt Lightweight Desktop Environment), развиваемого объединённой командой разработчиков проектов LXDE и Razor-qt. […]
Можно будет общаться между платформами Messenger, WhatsApp и Instagram Компания Facebook начала работу над объединением трёх принадлежащих ей сервисов - Messenger, WhatsApp и Instagram. Об этом […]
После полутора лет разработки состоялся релиз платформы для создания домашнего медиацентра MythTV 0.30, позволяющей превратить настольный ПК в телевизор, видеомагнитофон, музыкальный центр, альбом с […]
После года разработки и 28 экспериментальных версий представлен стабильный релиз открытой реализации Win32 API – Wine 4.0, который вобрал в себя более 6000 изменений. Из ключевых достижений […]
1 февраля 2019 года некоторые сайты могут перестать работать
1 февраля ряд DNS-сервисов и производителей DNS-серверов решили провести день корректной обработки запросов EDNS (DNS flag day). В этот же день организация ISC планирует выпустить новый значительный […]
Кратко о статье: История калькуляторов от кости бабуина до человека, способного сложить 100 однозначных чисел за 19 секунд.
Эволюция
Калькуляторы
Можете сосчитать в уме квадратный корень числа 932561? Современным миром правят цифры. Все - даже этот журнал, который вы держите в руках, создается с помощью многозначных расчетов. Педагоги до сих пор стараются научить детей быстрому счету в уме и в «столбик», пугая их тем, что жители благополучных западных стран якобы уже не способны сосчитать сдачу в супермаркете. Математика - гимнастика ума, но жизнь часто подсовывает нам расчеты, для решения которых вручную не хватит и двух жизней. Лень - двигатель прогресса, поэтому сразу после того, как древним людям перестало хватать пальцев на руках для подсчета отвоеванных у природы благ, они изобрели устройства, облегчающие вычислительные муки мозга. Мы знаем о таких приспособлениях кое-что интересное, и сейчас расскажем это вам.
Строго говоря, калькуляторы были изобретены сразу после того, как человек научился считать. Древнейший артефакт такого рода - «кость Ишанго», найденная в Конго (возраст - около двадцати тысяч лет). Это берцовая кость бабуина, покрытая засечками. Предполагается, что первые математические вычисления в истории человечества делали женщины, рассчитывавшие менструальный цикл по лунному календарю.
Простейший счет велся на пальцах, а когда их не хватало, использовались любые природные объекты, заменявшие цифру 10. Примерно пять тысяч лет назад в Вавилоне появилась счетная доска, известная ныне как абак (абакус). По полю с углублениями передвигались камушки (десятки). Вероятно, это был инструмент купцов. Изобретение оказалось очень живучим и продержалось до средневековья. Интересно, что вавилоняне использовали не десятеричную, а шестидесятеричную (она же двенадцатеричная - по числу фаланг на пальцах руки, не считая большого) систему исчисления. Отсюда пошло привычное для нас деление времени на отрезки по 60 секунд и минут, а также 360 градусов, на которые поделена окружность.
Плавающая точка, дифференциальные уравнения, число «пи» - все это было известно несколько тысяч лет назад. Но великие математики древности рассчитывали свои открытия в уме. Калькуляторы были инструментами инженеров, торговцев и сборщиков налогов. Для их нужд в Риме был создан первый в мире ручной абак - табличка с подвижными фишками.
Юпана, калькулятор майя. Ученые долго не могли понять предназначение этой маленькой «модели крепости» до тех пор, пока итальянский инженер Николино де Паскуале не установил, что так называемые «дикари» создали матрицу этого калькулятора с использованием последовательности Фибоначчи и системы исчисления с основанием 40 (а не 10, как в Старом Свете).
Логарифмическая линейка - главный инструмент инженера до восьмидесятых годов прошлого века - была изобретена в 1622 году. Ее действие основано на том, что умножение и деление чисел можно выполнить сложением и вычитанием их логарифмов. С помощью такой линейки можно выполнить очень сложные вычисления с точностью до 3-4 десятичных знаков. Первый полет человека в космос рассчитывался именно на таких линейках. В наше время логарифмическими линейками иногда оснащаются дорогие модели механических часов (на фото - Breitling Navitimer).
Не менее известна и «разностная машина» Чарльза Бэббиджа, фигурировавшая в одноименном романе Стерлинга и Гибсона. Она была спроектирована в 1822 году и, будучи построенной, могла бы вычислять многочлены с точностью до восемнадцати знаков после запятой.
Самым компактным в истории механическим калькулятором был «Курта» (1938). Он выпускался до 1970-х.
В центре - Альберто Кото Гарсиа (Испания), самый быстросчитающий человек в мире. Скорость вычислений его мозга составляет пять операций в секунду. Он может умножить в уме два восьмизначных числа за 56 секунд, сложить десять десятизначных чисел десять раз за 4 минуты 26 секунд и сложить сто однозначных чисел за 19 секунд. Сканирование мозга подобных «живых калькуляторов», проведенное в 2005 году, показало, что во время вычислений снабжение мозга кровью в шесть-семь раз превышает аналогичные показатели обычного человека.
В ХХI веке мы волей-неволей сталкиваемся с числами, денежными единицами и другими бытовыми вещами, требующими определенных расчетов. К счастью, почти всегда у нас под рукой оказывается калькулятор, который облегчает любой вычислительный процесс. Интересно узнать, когда был изобретен этот аппарат, и в каких отраслях, помимо повседневной жизни, его можно использовать.
Сложно представить современный мир, где все подсчеты делались бы не с помощью машин, а вручную. Сколько бы времени тратило человечество на разные вычислительные комбинации, которые не всегда можно разрешить с помощью всеми уже забытых счет. Хотелось бы остановиться на совсем нехитром, казалось бы, технологическом изобретении, как калькулятор. Этот предмет уже давно вошел в обиход человека, поэтому мы не придаем ему особого значения. Но мало кому известно, как появился этот аппарат в нашей жизни, и сколько лет понадобилось для того, чтобы он принял ту форму, к которой мы так привыкли.
Где, кем и когда был изобретен калькулятор
Традиционно прототипом калькулятора принято считать Антикитерейский механизм, который исследователи относят ко II веку до нашей эры. Предположительно греки и римляне использовали этот аппарат для того, чтобы вычислять передвижение небесных тел. Также с помощью механизма можно было складывать, вычитать и делить.
К еще одним, более поздним, прообразам калькулятора причисляют абак, используемый в Древнем Вавилоне, и слегка модернизированный его вариант – счеты, который был в обиходе на Руси с ХV века.
Блез Паскаль в 1643 году изобрел машину по суммированию, которая имела вид коробка с соединенными между друг другом шестеренками, проворачивающимися с помощью небольших колесиков. Каждая шестеренка отвечала одному десятичному разряду. После заданной математической комбинации ответ можно было увидеть в небольшом окошке. Так как механизм делал обороты только в одну сторону, то в основном проводились операции по сложению, хотя можно было и делать другие расчеты, но это занимало длительный процесс времени и требовало больших усилий.
Спустя 20 лет, математиком Готфридом Вильгельмом Лейбницем были внесены некоторые усовершенствования в изобретение Паскаля. Теперь калькулятор мог намного быстрее совершать процессы деления и умножения. Калькулятор Лейбница активно использовался до второй половины ХХ века.
После середины столетия началось действительно активное развитие и использование вычислительной техники. С 1961 года англичане запустили в производство калькулятор для масс ANITA MK VIII, у которого клавиатура состояла из чисел, а работал он газоразрядных ламп. Через несколько лет в США изобрели калькулятор, способный выполнять транзисторные операции, а также в этом же году в производство вышел механизм ВЕГА. С 1965 года фирма Wang Laboratories запустила Wang LOCI-2, с помощью которого можно было вычислять логорифмы. Еще через несколько лет в СССР появился калькулятор, способный заниматься трансцендентными функциями, а США запустила на массовый рынок калькулятор привычного нам размера HP 9100A.
В 1970 году всеми нам известные фирмы Canon и Sharp изобрели расчетный аппарат который весил 800 грамм, что уже намного больше напоминало современный аппарат. Однако изобретение карманного калькулятора причисляют компании Bomwar, выпустившую в 1971 году калькулятор 901B. По своему виду он очень напоминает модерные вычислительные машины.
Виды калькуляторов
1) Простейший. Используется для простых вычислительных операций. Подходит для повседневной жизни и для учебы в школе или в университете на нетехнических специальностях. Это небольшой по размеру аппарат, выполняющий минимальное количество функций.
2) Инженерный. Используется в сферах инженерии и науки, производит вычислительные операции различных уровней сложности. Применяется среди научных работников, инженеров, студентов технических специальностей. С помощью этого аппарата можно работать и с естественной, и с плавающей запятой, производить операции с дробями, возводить числа в квадрат, использовать логарифмы, а также некоторые модели поддерживают статистические расчеты.
3) Бухгалтерский. Используется в сфере профессиональных расчетов, включающие денежные обороты. Применяется среди бухгалтеров или же кассиров. Клавиатура имеет большее количество клавиш для расчета больших денежных сумм, содержит большее количество знаков, чем предыдущие модели.
4) Финансовый. Относится к подклассу инженерной расчетной техники. Используется для выполнения финансовых расчетов, а также содержат минимум математических функций вместе с операциями, используемыми в банковской или финансовой сферах.
5) Программируемый. По функциям напоминает инженерный калькулятор. Однако здесь еще есть возможность повторно прокручивать сложные операции при создании и исполнении программ пользователя.
6) Графический. У этого вида калькуляторов есть графический экран, благодаря которому можно работать с графиками функций и даже с некоторыми произвольными рисунками.
Итак, калькулятор – это аппарат, уже укоренившийся, как в повседневной жизни, так и в профильных отраслях. С помощью него можно производить разные по сложности операции, что заметно упрощает и делает комфортной любую работу, требующую расчетов. Это изобретение является полезной находкой для нашего времени, где расчеты, цифры и числа играют далеко не последнюю роль.
