Pascalov stroj za seštevanje: zgodovina nastanka, naprava in njen razvoj

Kazalo:

Pascalov stroj za seštevanje: zgodovina nastanka, naprava in njen razvoj
Pascalov stroj za seštevanje: zgodovina nastanka, naprava in njen razvoj
Anonim

Genijalni ljudje so briljantni v vsem. Ta običajna izjava v celoti velja za francoskega znanstvenika Blaisea Pascala. Raziskovalni interesi izumitelja so vključevali fiziko in matematiko, literaturo in filozofijo. Prav Pascal velja za enega od utemeljiteljev matematične analize, avtorja temeljnega zakona hidrodinamike. Znan je tudi kot prvi ustvarjalec mehanskih računalnikov. Te naprave so prototipi sodobnih računalnikov.

Takrat so bili modeli v mnogih pogledih edinstveni. Po svojih tehničnih lastnostih so presegli številne analoge, izumljene pred Blaiseom Pascalom. Kakšna je zgodovina "Pascaline"? Kje lahko zdaj najdete te modele?

Prvi prototipi

Poskusi avtomatizacije računalniških procesov so se izvajali že dolgo. Pri teh zadevah so bili najbolj uspešni Arabci in Kitajci. Prav oni veljajo za odkrilce takšne naprave, kot je abakus. Načelo delovanja je precej preprosto. Za izvedbo izračuna je potrebno kosti premakniti iz enega dela v drugega. Izdelki so dodatno omogočili izvajanje operacij odštevanja. Nevšečnosti prvih arabskih in kitajskih abakusov so bilepovezana le z dejstvom, da so se kamni med prenosom zlahka drobili. V nekaterih trgovinah v zaledju lahko še vedno najdete najpreprostejše vrste arabskih računov, vendar se zdaj imenujejo računi.

Arabski abakus
Arabski abakus

Relevantnost problema

Pascal je začel oblikovati svoj avto pri 17 letih. Idejo o potrebi po avtomatizaciji rutinskih računalniških procesov najstnika je spodbudila izkušnja njegovega očeta. Dejstvo je, da je starš briljantnega znanstvenika delal kot pobiralec davkov in je dolgo časa sedel za dolgočasnimi izračuni. Sama zasnova je trajala dolgo in je od znanstvenika zahtevala velike fizične, duševne in materialne naložbe. V zadnjem primeru je Blaiseu Pascalu pomagal lastni oče, ki je hitro spoznal prednosti razvoja svojega sina.

Tekmovalci

Seveda takrat še ni bilo govora o uporabi kakršnih koli elektronskih računskih sredstev. Vse je bilo izvedeno samo zaradi mehanike. Uporaba vrtenja koles za izvedbo operacije seštevanja je bila predlagana že dolgo pred Pascalom. Na primer, naprava, ki jo je leta 1623 ustvaril Wilhelm Schickard, nekoč ni bila nič manj priljubljena. Vendar pa so bile v stroju Pascal predlagane določene tehnične novosti, ki bistveno poenostavijo postopek seštevanja. Na primer, francoski izumitelj je razvil shemo za avtomatski prenos enote, ko se število premakne na najvišji rang. To je omogočilo dodajanje večmestnih številk brez človeškega posredovanja v procesu štetja, kar je praktično odpravilo tveganje napak in netočnosti.

Videz inprincip delovanja

Vizualno je bil Pascalov prvi stroj za seštevanje videti kot navadna kovinska škatla, v kateri so bili med seboj povezani zobniki. Uporabnik z vrtenjem kolesc nastavi vrednosti, ki so mu potrebne. Vsak od njih je bil označen s številkami od 0 do 9. Ko je bil opravljen polni obrat, je prestava premaknila sosednjo (ki ustreza višji ravni) za eno enoto.

Pascalova mehanizirana računalniška naprava
Pascalova mehanizirana računalniška naprava

Prvi model je imel samo pet prestav. Kasneje je računski stroj Blaisea Pascala doživel nekaj sprememb glede povečanja števila prestav. Bilo jih je 6, nato se je to število povečalo na 8. Ta inovacija je omogočila izračune do 9.999.999. Odgovor se je pojavil na vrhu naprave.

operacije

Kolesa v Pascalovem računskem stroju so se lahko vrtela samo v eno smer. Posledično je lahko uporabnik izvajal le operacije seštevanja. Z nekaj spretnosti so bile naprave prilagojene tudi za množenje, vendar je bilo v tem primeru opazno težje izvajati izračune. Večkrat zapored je bilo treba sešteti iste številke, kar je bilo izjemno neprijetno. Nezmožnost vrtenja kolesa v nasprotni smeri ni omogočala izračunov z negativnimi številkami.

Pascal stroj
Pascal stroj

Distribucija

Od nastanka prototipa je znanstvenik izdelal približno 50 naprav. Pascalov mehanski stroj je v Franciji vzbudil zanimanje brez primere. ZaŽal izdelek nikoli ni mogel pridobiti široke distribucije, kljub odmevnosti med širšo javnostjo in v znanstveni skupnosti.

Glavna težava izdelkov je bila njihova visoka cena. Proizvodnja je bila draga, seveda je to negativno vplivalo na končno ceno celotne naprave. Težave pri izdaji so privedle do dejstva, da je znanstvenik v svojem življenju uspel prodati največ 16 modelov. Ljudje so cenili vse prednosti samodejnega izračuna, vendar niso želeli vzeti naprav.

banke

Glavni poudarek pri implementaciji Blaisea Pascala je dal na bregove. Toda finančne institucije so večinoma zavrnile nakup stroja za avtomatske poravnave. Težave so nastale zaradi zapletene monetarne politike Francije. Na deželi so bili takrat livre, denier in sous. Ena livre je bila sestavljena iz 20 sousov, sous pa 12 denijev. To pomeni, da decimalni sistem kot tak ni bil. Zato je bilo v resnici skoraj nemogoče uporabiti stroj Pascal v bančnem sektorju. Francija je prešla na sistem izračuna, ki so ga sprejele druge države, šele leta 1799. Vendar je bila tudi po tem času uporaba avtomatizirane naprave opazno zapletena. S tem smo že odpravili prej omenjene težave v proizvodnji. Delo je bilo večinoma ročno, zato je vsak stroj zahteval trdo delo. Zaradi tega so jih načeloma preprosto nehali izdelovati.

Razvoj strojev Pascal
Razvoj strojev Pascal

Podpora organov

Eden prvih avtomatskih računskih strojev, Blaise Pascal, predstavljen kancleruSeguier. Prav ta državnik je podprl znanstvenika začetnika v zgodnjih fazah ustvarjanja avtomatske naprave. Hkrati je kancler od kralja uspel pridobiti privilegije za izdelavo te enote posebej za Pascal. Čeprav je bil izum stroja v celoti v lasti znanstvenika samega, patentno pravo v Franciji takrat še ni bilo razvito. Kraljevi privilegij je bil pridobljen leta 1649.

Prodaja

Kot že rečeno, Pascalov stroj ni dobil široke distribucije. Sam znanstvenik se je ukvarjal samo z izdelavo naprav, njegov prijatelj Roberval je bil odgovoren za prodajo.

Razvoj

Princip vrtenja mehanskih zobnikov, implementiran v Pascalovem računalniku, je bil vzet kot osnova za razvoj drugih podobnih naprav. Prvo uspešno izboljšanje pripisujejo nemškemu profesorju matematike Leibnizu. Ustvarjanje seštevalnega stroja je iz leta 1673. Številčno seštevanje je potekalo tudi v decimalnem sistemu, vendar je samo napravo odlikovala velika funkcionalnost. Dejstvo je, da je bilo z njegovo pomočjo mogoče ne le seštevati, temveč tudi pomnožiti, odšteti, deliti in celo izvleči kvadratni koren. Znanstvenik je dizajnu dodal posebno kolo, ki je omogočilo pospešitev ponavljajočih se operacij seštevanja.

Wilhelm Leibniz
Wilhelm Leibniz

Leibniz je svoj izdelek predstavil v Franciji in Angliji. Eden od avtomobilov je prišel celo do ruskega cesarja Petra Velikega, ki ga je predstavil kitajskemu monarhu. Izdelek je bil daleč od popolnega. Kolo, ki ga je Leibniz izumil za izvajanje odštevanja, poznejezačeli uporabljati v drugih seštevalnih strojih.

Leibniz računalniški stroj
Leibniz računalniški stroj

Prvi komercialni uspeh mehanskih računalnikov sega v leto 1820. Kalkulator je ustvaril francoski izumitelj Charles Xavier Thomas de Colmar. Princip delovanja je v marsičem podoben Pascalovemu stroju, vendar je sama naprava manjša, malo lažja za izdelavo in cenejša. To je vnaprej določilo uspeh trgovcev.

Usoda kreacije

V svojem življenju je znanstvenik ustvaril okoli 50 strojev, le nekaj jih je "preživelo" do danes. Zdaj je zanesljivo mogoče izslediti usodo le 6 naprav. Štirje modeli so v trajnem skladišču v Pariškem muzeju za umetnost in obrt, še dva v muzeju v Clermontu. Preostale računalniške naprave so svoj dom našle v zasebnih zbirkah. Ni znano, kdo jih je zdaj lastnik. Pod velikim vprašanjem je tudi uporabnost enot.

Videz stroja Pascal
Videz stroja Pascal

Mnenja

Nekateri biografi povezujejo razvoj in ustvarjanje Pascalovega seštevalnega stroja z zdravjem samega izumitelja. Kot že omenjeno, je znanstvenik začel svoje prvo delo v mladosti. Od avtorja so zahtevali ogromen napor duševne in telesne moči. Dela so potekala skoraj 5 let. Zaradi tega je Blaise Pascal začel preganjati hude glavobole, ki so ga nato spremljali do konca življenja.

Priporočena: