Kratka povijest mehaničkih kalkulatori

Source page: http://www.xnumber.com/xnumber/mechanical1.htm

I dio
U dobi od polymaths

po
James Redin

History


„Za to je nedostojno izvrsnih ljudi gube vrijeme kao robovi u rad izračuna koji će sigurno biti degradirani i bilo tko drugi, ako su korišteni strojevi”.

Gottfried Leibniz – 1685


 

Uvod

Svrha ovog dokumenta je ukratko opisati najčešće ne-elektroničkih izračuna uređaja unutar povijesnog konteksta, te stvoriti izvor odnosu na druge stranice na Internetu u vezi s ovom temom. Putovanje počinje prije 2500 godina s Abacus, a završava prije 30 godina s uvođenjem prvih elektroničkih računala.

Kako bi se olakšao preuzimanje, dokument je podijeljen u tri dijela: I. dio, opisuje evoluciju obračuna uređaja do izuma stepenastog kotača po Leibniz. Dio II, razmatra glavne događaje tijekom 19. stoljeća, a III dio razmatra razvoj uredskih strojeva do 1960, kada je prvi elektronički kalkulatori pojavili na tržištu.


Abacus

Matematički pojmovi i njihovi potomci, aritmetičke operacije, smatra se tisućama godina čista intelektualna vježba koja se ne može umnožavati ili obavlja umjetan artefakta. Čak je i Abacus, koji se pojavio u Maloj Aziji prije 2500 godina te je i danas u uporabi, samo memorijski pomaže uređaj nego stvarna mašina za računanje.

Abacus je genijalan brojanje uređaj temeljen na međusobnom položaju dva seta kuglica kreće na paralelne žice. Prvi set sadrži pet kuglice na svakoj žici i omogućuje računajući od 1 do 5, dok se druga grupa ima samo dvije kuglice po žici predstavljaju brojeve 5 i 10. Čini se da je Abacus sustav koji se temelji na radix pet. Korištenje radix pet smisla jer su ljudi počeli brojati predmete na svojim prstima.


Antikitera Kalkulator

The Antikythira calculatorJednom, između 100 pne i 65. godine prije Krista, grčki brod koji je prevozio tovar brončane i mramorne kipove i drugih artefakata iz Rhodes u Rim potonuo blizu obale Antikitera, malom otoku u Grčkoj. On je ostao na dnu mora pod 140 ft vode za dva tisućljeća, sve do otkrivena u 1901 od strane izvornih spužvarima.

Ostaci, održava u Narodnom muzeju u Ateni, uključuju drevne usmjerena mehanizam, sada poznat kao Antikitera Kalkulator.

Ovaj zanimljiv uređaj, sastavljen od 32 prijenosnike-kotača, podsjeća na mehanizam jednog sata 18. stoljeća, a koristi se za izračunavanje kretanja Sunca i Mjeseca.


 

Napierove kosti

Još jedan zanimljiv izum Napierove kosti, pametan množenje alat izumio 1617. matematičar John Napier (1550-1617), u Škotskoj.

Kosti su skup vertikalnih štapova pravokutne, svaki podijeljeni u 10 kvadrata. Na vrhu kvadrat sadrži znamenku i ostali trgovi sadrže prvih 9 COMBI znamenkom. Svaki višestruki ima svoje znamenke odvojene dijagonalnom crtom. Kada je broj konstruiran za uređenje uz bok šipke s odgovarajućim brojkama na vrhu, onda je višestruko se lako može dobiti čitajući odgovarajući red COMBI s lijeva na desno, dok se dodaje znamenke pronađene u parallelograms nastalih dijagonale linije. Nije ni čudo da je John Napier je ujedno i izumitelj logaritmi, koncept koji se koristi za promjenu množenje u toga.

Napierove kosti bili su vrlo uspješni te su naširoko koristi u Europi sve do sredine 1960-ih.

Logaritmi su također osnova za izum vladavine slide William Oughtred (1574-1660), Engleske, u 1633.


Schickard stroj

Strojevi prvo računanjem su izgradili nadarenim matematičarima preselio kroz jaku želju da se pojednostavi ponavljaju prirodu aritmetičkih operacija.

Prvi poznati dodavanje stroj napravljen Wilhelm Schickard (1592-1635). U 1623., Schickard, A Polymath a potom profesor na Sveučilištu u Tübingenu u Wuerttemberg, sada dio Njemačke, projektiran i konstruiran mehanički uređaj koji je nazvao Izračun sat. Mogućnosti dodavati i oduzimati do šest dvoznamenkastih brojeva, artefakt je na temelju kretanja šest dented kotača usmjerena kroz „osakaćena” kotač koji svakim punom pak omogućilo kotač nalazi se na desnoj strani rotirati 1 / 10th pun skretanje. Preljeva mehanizam zazvoni zvono. U dodavanje značajka je osmišljen kako bi se obavlja množenje sa skupa Napierovo cilindara uključena u gornjoj polovici stroja. Prema njegovim bilješkama, prototip ovog stroja je uništena u požaru. Čini se da je još jedan prototip postojala u to vrijeme, ali to nikada nije pronađen.

Prijatelj velikog astronom Johannes Kepler (1571-1630), Schickard mu je poslao nekoliko pisama u 1623 i 1624 ukratko opisuje svoj izum. Schickard i njegova obitelj nije preživjela buboničku kugu i njegove detaljne bilješke ostao nepoznat sve dok otkrivena u 1935. i 1956. povjesničar Franz Hammer. Matematičar Bruno Von Freytag sa Sveučilišta u Tübingenu koristi ih rekonstruirati stroj u 1960. jedna jedinica se u Deutsches Museum u Münchenu.


Pascaline

Pascaline Slide ShowBlaise Pascal (1623-1662) bio je samo 18 godina kada je začela Pascaline 1642. kao vrlo zrelo francuski matematičar i filozof Pascal otkriven u dobi od 12 godina da je zbroj kuteva u trokutu je uvijek 180 stupnjeva. Kasnije je postavljen temelj za teoriju vjerojatnosti i napravio značajan doprinos znanosti o hidraulici. Pascaline, izgrađen u 1643, bio je vjerojatno prvi mehanički uređaj dodajući zapravo koristi za praktične svrhe. Gradio ga je Pascal pomoći oca, Etienne Pascal, carinik, s mučan aktivnosti dodavanja i oduzimanja velike nizove brojeva. No stroj je teško koristiti, a vjerojatno nije vrlo korisno zbog francuskog valutni sustav koji nije bio osnovni 10. livre imao 20 sola i sol imao 12 poricatelje.

Pascal nije bio svjestan Schickard stroj, a njegovo rješenje nije tako elegantno i učinkovito. Kao što je Paul E. Dune je rekao „Imao Schickard ideje naći široku publiku onda Pascalov stroj ne bi bila izmišljena.”

Izgrađena je na mjed pravokutni okvir, gdje niz ureza brojčanika preselio unutarnje kotače na način da je puna rotacija kotača izazvao volan na lijevoj strani kako biste prešli jednu 10th. Iako je prvi prototip je sadržavao samo 5 kotača, kasnije jedinice su izgrađene sa 6 i 8 kotača. Zatik je korišten za okretanje brojčanika. Za razliku od Schickard stroj, kotači pomaknuti kazaljke na satu i dizajnirani su samo dodali brojeve. Oduzimanje je učinjeno primjenom glomazna tehniku ​​na temelju toga od devet komplement.

Iako je stroj privukla mnogo pozornosti u one dane, to nisu dobili široko prihvaćanje jer je skupa, nepouzdan, kao i teško koristiti i proizvodnje. Do 1652. godine oko 50 jedinica je napravio, ali manje od 15 je prodano. U početku, Pascal je dobio puno interesa u svoj izum, a on čak dobio „privilegija” zaštitu (srednjovjekovni ekvivalent patenta) za njegove ideje u 1649, ali je njegov interes za znanost i „materijal” potrage završio kad je povukao u Jansensist samostan 1655. usredotočio svu svoju pozornost na filozofiju. Umro je 1662..

Tijekom razdoblja od 30 godina nakon Pascalovu izuma, nekoliko osoba izgrađen izračun strojeva na temelju ovog dizajna. Najpoznatiji je dodajući stroj Sir Samuel Morland (1625-1695), iz Engleske. Ovaj stroj je izumio u 1666 imao duodecimalan ljestvicu na temelju engleskom valutu, a potrebna ljudska intervencija za unos nositi prikazan u pomoćni biranje.

Zanimljivo je napomenuti da je čak i na početku 20. stoljeća, nekoliko tvrtki uveli modele temeljene izravno na Pascalovu dizajn. Jedan primjer je Lightning Prijenosni Adder uvedena 1908. godine Lightning Dodavanje Machine Co Los Angeles. Drugi primjer je Addometer uveden u 1920 od strane Pouzdan Typewritter i dodavanjem Machine Co u Chicagu. Nitko od njih nije postigla komercijalni uspjeh.


Leibniz Izašao Bubanj

Bilo je to 1672 kada je poznati njemački Polymath, matematičar i filozof, Gottfried Leibniz (1646-1716), ko-izumitelj diferencijalnog računa, odlučio je izgraditi stroj sposoban za obavljanje četiri osnovne aritmetičke operacije. Bio je inspiriran uređaj koraci-za brojanje (pedometar) je vidio dok je na diplomatskoj misiji u Parizu.

Kao Pascal, Leibniz je bio čudo od djeteta. On je učio latinski u dobi od 8 i dobio svoj drugi doktorat, kada je bio 19. Čim je znao o Pascalovu dizajn, apsorbirao sve svoje podatke i poboljšani dizajn, kako bi se omogućilo množenja i dijeljenja. Do 1674. njegov dizajn bio potpun i on je naručio gradnju prototipa do majstora iz Pariza imenom Olivier.

Zgazi računalac, kao što je Leibniz nazvao njegov stroj, a koristi posebnu vrstu prijenosnika pod nazivom stao na bubnju ili Leibniz kotača koji je cilindar sa devet bar u obliku zuba povećavati dužinu usporedo s cilindrom osi. Kada se bubanj okreće pomoću ručica, redoviti deset zuba volan, fiksni preko kliznog osi rotira nula do devet pozicija ovisno o relativnoj poziciji na bubanj. Kao što je u Pascal uređaja, postoji jedan set kotača za svaku znamenku. To omogućuje korisniku da klize mobilnih os, tako da kada se bubanj okreće se stvara na redovnim kotača za kretanje proporcionalan njihovom relativnom položaju. Tada se taj pokret preveo uređaja u množenje ili dijeljenje ovisno o tome koji je način ušla Bubanj rotira.

Nema dokaza da je više od dva prototipa ovog stroja ikada bili izrađeni. Iako je Leibniz bio je jedan od najistaknutijih polymaths svoga vremena, umro je u siromaštvu i nepriznat. Njegov stroj je ostao u potkrovlju sa Sveučilišta Göttingen dok radnik pronašao u 1879, dok popravljajući curenja u krov. Sada je u Državnom muzeju u Hannoveru; druga je u Deutsches Museum u Münchenu.


Izračun uređaje tijekom 18. stoljeća

Pascal-a i Leibniz je dizajni su bili osnova za većinu mehaničkih kalkulatora izgrađen u 18. stoljeću. Giovanni Poleni napravio jedan u 1709., Lépine 1725. godine, Antonija Braun 1725. godine, Jacob Leupold 1727., Hillerin de Boistissandau 1730., C.L. Gersten u 1735, Jakov Isaac Pereire u 1750., Phillip Mathieus Hahn u Njemačkoj 1773. Charles, treći Earl Stanhope, Engleska, 1775; Johan Helfreich Müller 1783, Jacob Auch 1790 i Reichhold u 1792. [4].

Posebnu pažnju zaslužuje Parson Phillip Mathieus Hahn (1730-1790), koji je razvijen u 1773 prvi funkcionalni kalkulator na temelju Leibnizovom na jačanje Drum. Hahn je kalkulator je imao set od 12 bubnjeva u kružnom rasporedu, pokrenute ručica nalazi u osi dogovoru. Hahn je napravio ove strojeve do svoje smrti u 1790, međutim, njegova dva sina i njegov brat-in-zakon, Johann Christopher Schuster je nastavila s proizvodnjom vjerojatno tek 1820. godine.

Do kraja 18. stoljeća, strojevi za računanje i dalje su Zanimljivosti koristi za prikaz svrhe, a ne za stvarnu uporabu. Ograničenja nametnuta od strane tehnologije napravio je nemoguće zadovoljiti Pascal je san da ih praktično izračuna uređaja.