До определенного момента своего развития, человечество при подсчете предметов довольствовалось природным «калькулятором» -- данными от рождения десятью пальцами. Когда их стало не хватать, пришлось придумывать различные примитивные инструменты: счетные камешки, палочки, абак, китайский суань-пань, японский соробан, русские счеты.

Устройство этих инструментов примитивно, однако обращение с ними требует изрядной сноровки. Так, например, для современного человека, родившегося в эру калькуляторов, освоить умножение и деление на счетах необычайно сложно. Такие чудеса «костяной» эквилибристики сейчас под силу, пожалуй, лишь микропрограммисту, посвященному в тайны работы интелевского микропроцессора.

Прорыв в механизации счета наступил, когда европейские математики начали наперегонки изобретать арифмометры.

Однако, именно Блез Паскаль, который первым не только сконструировал, но и построил работоспособный арифмометр, начинал, как говорится, с нуля. Блистательный французский ученый, один из создателей теории вероятностей, автор нескольких важных математических теорем, естествоиспытатель, открывший атмосферное давление и определивший массу земной атмосферы, и выдающийся мыслитель, оставивший после себя такие не утратившие и по сей день сочинения как «Мысли» и «Письма к провинциалу».

Мне Блез Паскаль интересен как человек и как изобретатель, поэтому я хочу узнать о его жизни побольше и его изобретениях, а особенно о вычислительной машине.

Паскаль (Pascal) Блез (19. VI. 1623 - 19. VII. 1662) - французский математик, физик и философ (см. рис. 2). Он был третьим ребенком в семье. Его мать умерла, когда ему было только три года. В 1632 семейство Паскаля, покинуло Клермонт и отправилось в Париж.

Отец Паскаля имел хорошее образование и решил непосредственно передать его сыну. Отец решил, что Блез не должен изучать математику до 15 лет, и все математические книги были удалены из их дома. Однако любопытство Блеза, толкнуло его на изучение геометрии в возрасте 12 лет. Он обнаружил, что сумма углов в любом треугольнике равна двум правильным углам. Когда это узнал отец, он смягчался и позволил Блезу изучить Эвклида. В декабре 1639 семейство Паскаля оставило Париж, чтобы жить в Роене, куда отец был назначен налоговым сборщиком Верхней Нормандии.

В 1641 (по другим источникам в 1642) Паскаль сконструировал суммирующую машину. Это был первый цифровой калькулятор, который помог его отцу с работой. Устройство, называющееся "Паскалиной", походило на механический калькулятор 1940-ых. Машина Паскаля получила широкое применение: во Франции она оставалась в употреблении до 1799г., а в Англии даже до 1971 года.

Блез Паскаль внес значительный вклад в развитие математики. В трактате "Опыт теории конических сечений" (1639, изд. 1640) он изложил одну из основных теорем проективной геометрии т. н. Паскаля теорему. К 1654 закончил ряд работ по арифметике, теории чисел, алгебре и теории вероятностей. Паскаль нашел общий признак делимости любого целого числа на любое другое целое число, основанный на знании суммы цифр числа, способ вычисления биномиальных коэффициентов (Арифметический треугольник); дал способ вычисления числа сочетаний из n чисел по m; сформулировал ряд основных положений элементарной теории вероятностей.

Труды Паскаля, содержащие изложенный в геометрической форме интегральный метод решения ряда задач на вычисление площадей фигур, объемов и площадей поверхности тел, а также других задач, связанных с циклоидой, явились существенным шагом в развитии анализа бесконечно малых.

В физике Паскаль занимался изучением барометрического давления и вопросами гидростатики. Его философские воззрения колебались между рационализмом и скептицизмом. Занимался он и литературной деятельностью - его "Письма к провинциалу" оказали значительное влияние на развитие французской художественной прозы и театра 17-18 вв. Он был одним из тех учеников, которого недолюбливали одноклассники. Трудно любить того, у кого средний бал был настолько высок, что по сравнению с ним всякий казался глупым.

Паскаль выделялся своими способностями во всём, чему бы он себя не посвятил: физике, гидростатике, гидродинамике, математике, статистике, изобретении, логике, полемике, философии и прозе. Мы говорим о давлении «Паскаля», Принципе Паскаля, и даже компьютерный язык называется Паскаль. Учёные, которые занимаются исследованием истории литературы, называют Паскаля Отцом Французской Прозы, а богословы обсуждают Пари Паскаля, в то время как евангелисты используют его для свидетельствования грешникам о Евангелии. Он знал, что такое боль, он знал, что такое борьба, и он знал Иисуса Христа так глубоко и чувственно, как знают лишь некоторые.

Все свои открытия он совершил, не дожив до сорока лет. Репутация Паскаля как математика возрастала, и, находясь в зените своей славы, он переписывался с другими выдающимися учёными и философами, среди которых были: Ферма, Декарт, Кристофер Рен, Лейбниц, Гюйгенс, и другие. Он продолжал работать над коническими сечениями, проективной геометрией, вероятностью, биноминальными коэффициентами, циклоидами и многими другими загадками того времени. Иногда он даже спорил со своими известными коллегами о сложных проблемах, которые сам он, конечно же, мог решить.

В физике Паскаль преуспел как в теории, так и в эксперименте. В возрасте 30 лет, он закончил Трактат о Равновесии Жидкостей первая систематическая теория гидростатики. В ней он сформулировал свой известный закон давления, который утверждает, что давление одинаково во всех направлениях на всей поверхности данной глубины. Сегодня этот принцип является фундаментальным во многих областях и применяется во многих объектах, таких как: подводные лодки, дыхательные аппараты для плавания под водой, и многие дыхательные устройства. Применяя этот принцип, Паскаль изобрёл шприц и гидравлический пресс.

Проницательный ум Блеза Паскаля помог ему объяснить поднимающуюся жидкость в барометре не как "свойство жидкости, которая не выносит вакуум", но как давление находящегося снаружи воздуха на жидкость в резервуаре. Он выступал против Декарта (который не верил, что вакуум существует) и других последователей Аристотеля того времени. Заметив, что с высотой атмосферное давление понижается, он сделал вывод, что вакуум находится выше, чем атмосфера. Джеймс Кейфер пишет: «Представление таких результатов это своего рода насмешка над оппонентами Иезуитами. Тем самым он отодвинул их методы назад, и обвинил их в том, что они опираются на авторитет Аристотеля в физике, и в то же самое время игнорируют авторитет Писания и отцов, в религии». Его остроумие, ирония, проницательность, знание, и логика, подкрепленная математикой, сделали его работу яркой и наполненной воодушевлением и силы. Кейфер пишет: «Он учил своих соотечественников, как писать так, чтобы люди читали написанный текст с удовольствием». Его работа и в самом деле читается с удовольствием! Его самая известная работа даже не была названа и не была закончена.

Предположительно, в 30 лет он начал работать над «Апологетикой [защитой] Христианской Религии», но, к сожалению, после его смерти, была найдена лишь стопка беспорядочных бумаг, которые были опубликованы под названием Pensees (Мысли). Тем не менее, Паскаль написал достаточно материала, который заставляет верующих и неверующих размышлять о природе человека, грехе, страданиях, неверии, философии, ложной религии, Иисусе Христе, Писании, небесах и аде и многом другом. Пари не просто слепая надежда, что я окажусь на правильной стороне после того, как умру; это осознанный выбор, который приведёт мою жизнь в порядок в будущем и даёт мне мир, радость и цель в настоящем. Паскаль умер в возрасте 39 лет от рака желудка.

Математик Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в 1642 г. в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и был вынужден часто выполнять долгие и утомительные расчёты.

Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами. Тем не менее, машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений.

Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением. Первый образец постоянно ломался, и через два года Паскаль сделал более совершенную модель.

Это была чисто финансовая машина: она имела шесть десятичных разрядов и два дополнительных: один поделенный на 20 частей, другой на 12, что соответствовало соотношению тогдашних денежных единиц (1 су = 1/20 ливра, 1 денье = 1/12 су).

Каждому разряду соответствовало колесо с конкретным количеством зубцов. Именно Паскалю принадлежит первый патент на «Паскалево колесо», выданный ему в 1649 году французским королем. В знак уважения к его заслугам в области «вычислительной науки», один из современных языков программирования назван Паскалем.

Несмотря на преимущества автоматических вычислений использование десятичной машины для финансовых расчётов в рамках действовавшей в то время во Франции денежной системы было затруднительным. Расчёты велись в ливрах (фунтах), су (солидах) и денье (денариях). В ливре насчитывалось 20 су, в су - 12 денье. Понятно что использование десятичной системы усложняло и без того нелёгкий процесс вычислений.

Тем не менее, примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 из самых разнообразных материалов: из меди, из различных пород дерева, из слоновой кости.

Одну из них ученый преподнес канцлеру Сегье (Pier Seguier, 1588-1672), какие-то модели распродал, какие-то демонстрировал во время лекций о последних достижениях математической науки. 8 экземпляров дошло до наших дней. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг, машина не принесла богатства своему создателю. Сложность и высокая стоимость машины в сочетании с небольшими вычислительными способностями служили препятствием её широкому распространению. Тем не менее, заложенный в основу «Паскалины» принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой для большинства создаваемых вычислительных устройств.

Машина Паскаля стала вторым реально работающим вычислительным устройством после Считающих часов Вильгельма Шикарда (нем. Wilhelm Schickard), созданных в 1623 году.

Через 30 лет после "Паскалины" в 1673 г. появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница - двенадцати разрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление, для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик. "Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно" - с гордостью писал Лейбниц своему другу.

Прошло еще более ста лет и лишь в конце XVIII века во Франции были осуществлены следующие шаги, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники - "программное" с помощью перфокарт управление ткацким станком, созданным Жозефом Жакаром, и технология вычислений, при ручном счете, предложенная Гаспаром де Прони, разделившего численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой. Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем, осуществившим, качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники - переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект Аналитической машины - механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением (1830-1846 гг.).

В 1799 году переход Франции на метрическую систему, коснулся также её денежной системы, которая стала, наконец, десятичной. Однако, практически до начала 19-го столетия создание и использование считающих машин оставалось невыгодным. Лишь в 1820 году Чарльз Ксавиер Томас де Колмар (англ. Charles Xavier Thomas de Colmar) запатентовал первый механический калькулятор, ставший коммерчески успешным.

В конце XIX века на мировой рынок арифмометров самым решительным образом вторглась Россия. Автором этого прорыва стал обрусевший швед Вильгодт Теофилович Однер (1846-1905), талантливый изобретатель и удачливый бизнесмен. До того, как заняться выпуском счетных машин, Вильгодт Теофилович сконструировал устройство автоматизированной нумерации банкнот, применявшееся при печатании ценных бумаг. Ему принадлежит авторство машины для набивки папирос, автоматического ящика для голосования в Государственной Думе, а также турникетов, применявшиеся во всех судоходных компаниях России.

В 1875 году Однер сконструировал свой первый арифмометр, права на производство которого передал машиностроительному заводу «Людвиг Нобель».

Спустя 15 лет, став владельцем мастерской, Вильгодт Теофилович налаживает в Петербурге выпуск новой модели арифмометра, которая выгодно отличается от существовавших на тот момент счетных машин компактностью, надежностью, простотой в обращении и высокой производительностью.

Спустя три года мастерская становится мощным заводом, производящим в год более 5 тысяч арифмометров. Изделие с клеймом «Механический завод В. Т. Однер, С-Петербург» начинает завоевывать мировую популярность, ему присуждаются высшие награды промышленных выставок в Чикаго, Брюсселе, Стокгольме, Париже. В начале ХХ века арифмометр Однера (см.рис.5) начинает доминировать на мировом рынке.

После скоропостижной кончины «русского Билла Гейтса» в 1905 году дело Однера продолжили его родственники и друзья. Точку в славной истории компании поставила революция: Механический завод В.Т. Однер был преобразован в ремонтный завод.

Однако в середине 1920-х годов выпуск арифмометров в России был возрожден. Наиболее популярная модель, получившая название «Феликс», выпускалась на заводе им. Дзержинского до конца 1960-х годов. Параллельно с «Феликсом» в Советском Союзе был налажен выпуск электромеханических счетных машин серии «ВК», в которых мускульные усилия были заменены электрическим приводом. Данный тип вычислителей был создан по образу и подобию германской машины «Мерседес». Электромеханические машины в сравнении с арифмометрами имели существенно более высокую производительность. Однако создаваемый ими грохот походил на стрельбу из пулемета. Если же в операционном зале работало десятка два «Мерседесов», то в шумовом отношении это напоминало ожесточенный бой.

В 1970-е годы, когда начали появляться электронные калькуляторы -- сперва ламповые, потом транзисторные -- все описанное выше механическое великолепие начало стремительно перемещаться в музеи, где поныне и пребывает

паскаль счетный арифмометр

Заключение

В своей работе я достигла те цели, которые ставила себе раньше. Я узнала о жизни великого учёного Блеза Паскаля. Он внёс значительный вклад в развитие многих наук. Из моей работы понятно, что Блез Паскаль был достаточно образованным человеком, иначе я думаю, что он бы не сделал столько открытий в таких областях знаний как: физика, гидростатика и т.д.

Поверьте, их довольно много. Он является первым создателем вычислительной техники, которая получила широкое применение. Заложенный в её основу принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой для большинства создаваемых вычислительных устройств. В честь Блеза Паскаля даже назван очень известный язык программирования, который пользуется большой популярностью в сфере профессионального программирования. И из этого следует, что Блез Паскаль был сам по себе гениальный человек, внёсший большой вклад в развитие науки.

Список информационных ресурсов

1. www. calc. ru
2. http://www.icfcst.kiev.ua/museum/Early_r.html
3. http://www.wikiznanie.ru
4. http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/technics/189/

Паскалин

Первое вычислительное устройство, получившее известность еще при жизни автора, было «Паскалин» или, как его иногда называют, «Паскалево колесо». Оно было создано в 1644 году Блезом Паскалем (19.06.1623-19.08.1662) и на столетия заняло место первой счетной машины, так как в то время о «Вычисляющих часах» Шиккарда было известно крайне узкому кругу людей.

Создание «Паскалины» было вызвано желанием Паскаля помочь своему отцу. Дело в том, что отец великого ученого Этьен Паскаль в 1638 году возглавлял группу рантьеров, протестовавших против решения правительства отменить выплату ренты, за что и впал в немилость кардиналу Ришелье, приказавшему арестовать бунтовщика. Отцу Паскаля пришлось бежать.

Четвертого апреля 1939 года, благодаря Жаклин, младшей дочери отца ученого, и герцогине д"Эгийон, удалось выпросить прощение кардинала. Этьен Паскаль был назначен на пост интенданта Руанского генеральства, и 2 января 1640 года семейство Паскалей прибыло в Руан. Отец Паскаля сразу же погрузился в работу, день и ночь просиживая над подсчетами налоговых сборов. В 1642 году, в возрасте 19 лет, Блез Паскаль, желая облегчить работу своего отца, начал работу над суммирующей машиной.

Первая созданная модель его не удовлетворила, и он немедля преступил к ее улучшению. Всего было создано около 50 различных моделей вычислительных устройств. Паскаль так писал о своем труде: «Я не экономил ни времени, ни труда, ни средств, чтобы довести ее до состояния быть тебе полезной... Я имел терпение сделать до 50 различных моделей: одни деревянные, другие из слоновой кости, из эбенового дерева, из меди…». Окончательный вариант устройства был создан в 1645 году.

Впервые описание «Паскалины» появилось в «Энциклопедии» Дидро в 18 веке.

Она представляла собой небольшой латунный ящик размером 36х13х8 см, содержащий внутри множество связанных между собой шестеренок и имеющий несколько наборных колесиков с делениями от 0 до 9, при помощи которых осуществлялось управление – ввод чисел для операций над ними и отображение результатов операций в окошках.

Каждое наборное колесико соответствовало одному разряду числа. Первые варианты устройства были пятиразрядными, впоследствии Паскаль создал шести- и даже восьмиразрядные варианты.

Два младших разряда восьмиразрядной «Паскалины» были приспособлены для оперирования с денье и су, т.е. первый разряд был двадцатеричным, а второй двенадцатеричным, потому что в те времена французская монетная система была сложнее современной. В ливре было 12 денье, а в денье – 20 су. При выполнении обычных десятичных операций можно было отключать разряды, предназначенные для разменной монеты. Шести- и пятиразрядные версии машин могли работать только с десятичными цифрами.

Наборные колесики поворачивались вручную с помощью ведущего штифта, который вставлялся между зубчиками, количество которых для десятичных разрядов было десять, для двенадцатеричных – двенадцать, а для двадцатеричных – двадцать. Для удобства ввода данных использовали неподвижный упор, закрепленный снизу наборного колесика, чуть левее цифры 0.

Поворот наборного колесика передавался счетному барабану с помощью специального приспособления, изображенного на рисунке слева. Наборное колесико (А) жестко соединялось с корончатым колесом (С) с помощью стержня (В). Корончатое колесо (С) входило в зацепление с корончатым колесом (D), располагающимся под прямым углом относительно корончатого колеса (С). Так передавалось вращение наборного колесика (А) корончатому колесу (D), которое жестко соединялось со стержнем (E), на котором закреплялось корончатое колесо (F), используемое для передачи переполнения в старший разряд с помощью зубцов (F1) и для приема переполнения от младшего разряда с помощью зубцов (F2). Также на стержне (Е) закреплялось корончатое колесо (G), используемое для передачи вращения наборного колесика (А) счетному барабану (J) с помощью зубчатого колеса (H).

При полном повороте наборного колесика в старший разряд «Паскалины» передавался результат переполнения с помощью механизма, изображенного на рисунках «Механизм переноса переполнения в «Паскалине».

Для передачи переполнения использовались два корончатых колеса (B и H) соседних разрядов. На корончатом колесе (B) младшего разряда имелись два стержня (С), которые могли входить в зацепления с вилкой (A), закрепленной на двухколенчатом рычагом D. Этот рычаг свободно вращался вокруг оси (E) старшего разряда. Также на этом рычаге закреплялась подпружиненная собачка (F).

Когда наборное колесико младшего разряда достигало цифры 6, стержни (С) входили в зацепление с вилкой (А). В момент, когда наборное колесико переходило от цифры 9 к цифре 0, вилка выходила из зацепления со стержнями (С) и под действием собственного веса падала вниз, при этом собачка входила в зацепление со стержнями (G) корончатого колеса (E) старшего разряда и передвигала его на один шаг вперед.

Принцип работы механизма переноса переполнения в «Паскалине» иллюстрируется на анимации снизу.

Основным назначением устройства было сложение. Для сложения нужно было проделать ряд несложных операций:

1. Сбросить предыдущий результат, вращая наборные колесики, начиная с младшего разряда до тех пор, пока в каждом из окошек не появятся нули.

2. С помощью этих же колесиков вводится первое слагаемое, начиная с младшего разряда.

На анимации внизу иллюстрируется работа «Паскалины» на примере сложения 121 и 32.

Вычитание производилось немного сложнее, так как перенос разрядов переполнения происходил только при вращении наборных колесиков по часовой стрелке. Для предотвращения вращения наборных колесиков против часовой стрелки использовался стопорный рычаг (I).

Подобное устройство переноса разряда переполнения привело к проблеме в реализации вычитания на Паскалине, путем вращения наборных колесиков в обратном направлении, как это было сделано в «Счетных часах» Шикарда. Поэтому Паскаль заменил операцию вычитания на сложение с дополнением до девяти.

Поясню способ, используемый Паскалем, на примере. Допустим, необходимо решить уравнение Y=64-37=27. С помощью метода дополнения представим число 64 как разность чисел 99 и 35 (64=99-35), таким образом наше уравнение сводится к следующему виду: У=64-37=99-35-37=99-(35+37)=27. Как видно из преобразования, вычитание частично заменилось на сложение и вычитание результата сложения из 99, что есть преобразование обратное дополнению. Следовательно, Паскалю оставалось решить задачу автоматического дополнения до девяти, для чего он на счетном барабане ввел два ряда цифр так, чтобы сумма двух цифр, располагающихся друг под другом, всегда равнялась 9. Таким образом, число, отображаемое в верхнем ряду окошка результата вычислений, представляло собой дополнение числа нижнего ряда до 9.

В развернутом виде ряды, нанесенные на цилиндр, изображены на рисунке слева.

Нижний ряд использовался при сложении, а верхний ряд при вычитании. Для того, чтобы неиспользуемый ряд не отвлекал от вычислений его прикрывали планкой.

Рассмотрим работу Паскалины на примере вычитания 132 из 7896 (7896-132=7764):

1. Закрываем нижний ряд окошек, используемый для сложения.

2. Поворачиваем наборные колесики так, чтобы в верхнем ряду отобразилось число 7896, при этом в нижнем закрытом ряду будет отображено число 992103.

3. Вводим вычитаемое так же, как вводим слагаемые при сложении. Для числа 132 это делается так:

Устанавливается штифт напротив цифры 2 младшего разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

Устанавливается штифт напротив цифры 3 второго разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

Устанавливается штифт напротив цифры 1 третьего разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

Остальные разряды не изменяются.

4. В верхнем ряду окошек будет отображен результат вычитания 7896-132=7764.

Умножение в устройстве выполнилось в виде многократного сложения, для деления числа можно было использовать многократное вычитание.

При разработке счетной машины Паскаль столкнулся со множеством проблем, наиболее острым из которых было изготовление узлов и шестеренок. Рабочие плохо понимали идеи ученого, и технология приборостроения была низка. Иногда Паскалю самому приходилось брать в руки инструменты и доводить до ума те или иные детали машины, или упрощать их конфигурацию, чтобы мастера могли их изготовить.

Одну из первых удачных моделей «Паскалины» изобретатель подарил канцлеру Сегье, что помогло ему 22 мая 1649 года получить королевскую привилегию, подтверждавшую авторство изобретения и закрепляющую за Паскалем право на производство и продажу машины. За 10 лет было создано примерно 50 моделей вычислительной машины и продано около дюжины. До нашего времени дошли 8 образцов.

Хотя машина и была революционна для своего времени и вызывала всеобщий восторг, она не принесла богатство создателю, так как практического применения не получила, хотя о них много говорилось и писалось. Возможно, потому что клерки, в помощь которым предназначалась машина, боялись потерять из-за нее работу, а работодатели скупились покупать дорогое устройство, предпочитая дешевую рабочую силу.

Тем не менее, идеи, заложенные в основу построения «Паскалины», стали основой для развития вычислительной техники. У Паскаля были и непосредственные преемники. Так Родригес Перейра, известный своей системой обучения глухонемых, сконструировал две счетные машины, основанные на принципах работы «Паскалины», но в результате ряда доработок, оказавшимися более совершенными.

Счетная суммирующая машина Блеза Паскаля – это изобретение, удивившее современников, но так и не нашедшее свой круг клиентов. Механизм, в основе имеющий зубчатые колесики, считается одним из прародителей калькулятора.

История развития суммирующих приборов началась еще в ХVII веке. «Паскалина» - это изобретение французского ученого Блеза Паскаля, которое относят к одному из этапов становления вычислительной техники. Паскаль уже в 19-летнем возрасте начал заниматься разработкой своей счетной машины, о которой сейчас можно прочитать на страницах учебников. Это изобретение считается одним из прообразов калькулятора.

«Паскалина»: история возникновения

Создание одной из самых ранних моделей суммирующих машин принадлежит французскому физику и математику Блезу Паскалю. Отец Паскаля был сборщиком налогов, поэтому уже в 19 лет будущий ученый видел, как производятся разные счетные операции. Уже в этот период создаются первые чертежи «Паскалины». Всего на окончательную разработку аппарата ушло 5 лет.

В теории механизм Паскаля был достаточно прост в применении, но из-за слабого развития технической стороны осуществление плана ученого стало сложной задачей, для которой пришлось преодолеть множество трудностей.

Блез хотел, чтобы его суммирующая машина упростила произведение любых сложных расчетов, как человеку образованному, так и тому, кто мало что понимал в арифметике. Паскаль затронул важную проблему, касающуюся не только его семьи, а и развития науки ХVII века.

На протяжении 10 лет исследователь создал более 50 счетных машин, однако лишь малую долю своих изобретений он смог продать. Один из первых готовых аппаратов Паскаль отдал канцлеру Сергье как благодарность за его помощь в научной деятельности молодого Блеза.

Что такое счетная машина Блеза Паскаля?

«Паскалина» - это небольшой ящичек, в котором находится множество соединенных между собой зубчатых колесиков (шестеренок). На каждом колесике были разметки от нуля до девяти. Для того, чтобы произвести операцию сложения необходимо было набрать суммирующиеся числа с помощью нужного количества оборотов шестеренок. Колесики двигались до того момента, пока не появилось нужное число. При полном обороте появившейся остаток (больше 9) шестеренка перекидывала на другой разряд, передвигая соседнее колесо на одно деление.

Использование оборотов колеса для процесса сложения не был новшеством в научной деятельности Паскаля, так как эту идею озвучил еще в 1623 году Вильгельм Шиккард. А действительно изобретением Блеза считается перенос остатка в следующий разряд при полном вращении шестеренки.

В первых «паскалинах» было по пять зубчатых колесиков, а уже с дальнейшей модернизацией технологии в механизме их число доходило до восьми штук, что позволяло работать с большими числами (до 9999999).

Этот механизм активно использовался в разных технических приборах до ХХ века. Его преимуществом было умение автоматического складывания многозначных чисел самим прибором.

Исследователи истории возникновения счетных механизмов считают, что Паскаль создал свою суммирующую машину практически с нуля, так как не был ознакомлен с проектом Шиккарда.

Прибор удивил современную науку, однако из-за высокой стоимости и сложности в эксплуатации так и не смог обрести свою аудиторию. Все же изобретение Паскаля внесло огромный вклад в историю развития вычислительной техники.

История техники: арифметическая машина «Паскалина»

В семнадцатом веке жил-был простой французский юноша, звали его Блез Паскаль. Отец Блеза работал сборщиком налогов и, приходя домой, тратил очень много времени на подсчёты. Поэтому вышеупомянутый молодой человек решил облегчить труд отца. Так появилась первая в мире счётная машина, работавшая по новому, ранее неведомому принципу. Не мудрствуя лукаво, её назвали «Паскалина».

История вкратце

Блез Паскаль (1623 – 1662) придумал своё устройство в 1640-м. Ещё два года ушло на создание прибора. И вот в девятнадцатилетнем возрасте юноша всё же порадовал родителя. Мол, теперь у тебя свободного времени будет больше.

Естественно, никакой компьютерной промышленности тогда не было даже в самых смелых мечтах, поэтому каждый экземпляр «Паскалины» доводилось изготавливать самостоятельно, кустарным способом.

Одно из первых изделий Паскаль подарил тогдашнему канцлеру Сегье, покровителю наук и любителю всяческих интересных штучек. А в качестве благодарности изобретатель получил в 1649-м нечто вроде патента на «машину-сумматор», эксклюзивное право на её производство и продажу.

С продажей взялся помогать друг по фамилии Роберваль. История не сохранила сведений о нём. Возможно, потому, что продать удалось не так уж много экземпляров «Паскалины», штук десять или пятнадцать.

Также не очень-то ясно, сколько вариантов арифметической машины было сделано. Исследователи полагают, что полсотни. Первые экземпляры позволяли считать числа до 9999, позже появились восьмиразрядные.

Иными словами, дело было очень давно, достоверных свидетельств и документов до наших дней дошло совсем немного.

Суть аппарата

Машина-сумматор, ящик в форме большого кирпича, состояла из шестерёнок, на которые были надеты колёса с цифрами. Каждая шестерня цеплялась за другую таким способом, чтобы проворачивать её и менять цифры в окошечках ящика.

После каждой девятки, как полагается, начинался новый десяток, в который вставлялось то, что выходило за пределы предыдущего. Принцип тот же, что и у обычных счётов, которые ещё можно увидеть в музеях. Но только если в счётах нужно было двигать костяшки на стержнях пальцами, то в приборе Паскаля достаточно было привести в движение шестерни.

Причины неудачи

Во-первых, несмотря на кое-какое общественное признание (всё же канцлер вмешался), кустарное производство было медленным и дорогостоящим. Соответственно, цена готовой «Паскалины» получалась немаленькой, и не каждый счетовод был готов раскошелиться на нечто новое, неизведанное.

Во-вторых, даже те, кто раскошеливался, сталкивались с трудностями. Дело в том, что в тогдашней Франции не было десятичной денежной системы. В «ливре» содержалось двадцать «су», а в «су» - двенадцать «денье». Ситуация продлилась вплоть до 1799-го. А «Паскалина» работала в десятичной системе.

В-третьих, прибор умел только слагать числа. Конечно, можно совершать операции умножения, применяя многократное суммирование, однако это не так уж удобно. Да и противоречит изначальной цели создания аппарата - предоставления всем желающим удобного арифметического устройства. Даже тем, кто с математикой не очень-то дружил.

В-четвёртых, Блез Паскаль не отличался крепким здоровьем, страдал от сильных головных болей, не мог организовать широкомасштабный бизнес и умер молодым. Только через 11 лет после его смерти немецкий математик Готфрид Лейбниц подхватил эстафету. Но об этом - далее.

Значение

В данном случае весьма уместно клише, формулируемое примерно как «влияние изобретения на последующее развитие механической счётной техники переоценить трудно». Или вроде того. Ведь вклад Паскаля был действительно значительным. Хотя бы потому, что юноша придумал простую и эффективную систему механического суммирования, основанную на вращении банальных шестерёнок.

До этого у человечества имелись лишь «считающие часы» Вильгельма Шиккарда, настолько сложные и непонятные, что никто не стал ломать над ними голову. Зато последователям Паскаля оставалось только улучшить вполне очевидную и ясную конструкцию, расширить её функциональность.

В частности, механический калькулятор Готфрида Вильгельма Лейбница, представленный в 1673-м, состоял из цеплявших друг друга колёсиков и фактически стал преемником «Паскалины». Он уже умел вычитать, умножать и делить.

Позже Лейбниц «удлинил» колёсики-шестерни, превратив их в цилиндры. Ведь на поверхности цилиндра есть место для размещения разных конфигураций из цепляющих выступов, и одно вращательное движение может инициировать сразу несколько полезных действий.

Если присмотреться к «разностной машине» англичанина Чарльза Бэббиджа, созданной в 1822-м, то в ней тоже можно увидеть всё те же шестерни на валиках.

Ну а потом и до арифмометров было, как говорится, рукой подать. Все те механические штуки на прилавках магазинов и баров в старинных фильмах, продержавшиеся вплоть до создания электронных калькуляторов во второй половине двадцатого века, представляли собой результаты эволюции, начавшейся именно с «Паскалины».

Предыдущие публикации:

Француз Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в1642 г. в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и часто выполнял долгие и утомительные расчёты.

Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждое из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду числа, были нанесены деления от 0 до 9. При вводе числа, колесики прокручивались до соответствующей цифры. Совершив полный оборот избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами. Тем не менее, машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений.Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением.

Несмотря на преимущества автоматических вычислений использование десятичной машины для финансовых расчётов в рамках действовавшей в то время во Франции денежной системы было затруднительным. Расчёты велись в ливрах, су иденье В ливре насчитывалось 20 су, в су - 12 денье. Понятно что использование десятичной системы усложняло и без того нелёгкий процесс вычислений.

Тем не менее, примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг, машина не принесла богатства своему создателю. Сложность и высокая стоимость машины в сочетании с небольшими вычислительными способностями служили препятствием её широкому распространению. Тем не менее, заложенный в основу «Паскалины» принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой для большинства создаваемых вычислительных устройств.

Машина Паскаля стала вторым реально работающим вычислительным устройством после Считающих часов Вильгельма Шикарда (нем.Wilhelm Schickard ), созданных в 1623 году.

В 1799 году переход Франции на метрическую систему, коснулся также её денежной системы, которая стала, наконец, десятичной. Однако, практически до начала 19-го столетия создание и использование считающих машин оставалось невыгодным. Лишь в 1820 году Чарльз Ксавиер Томас де Колмар (англ.Charles Xavier Thomas de Colmar ) запатентовал первый механический калькулятор, ставший коммерчески успешным.

Калькулятор Лейбница История создания

Идея создания машины, выполняющей вычисления, появилась у выдающегося немецкого математика и философа Готфрида Вильгельма Лейбница после его знакомства с голландским математиком и астрономом Христианом Гюйнианом. Огромное количество вычислений, которое приходилось делать астроному, навело Лейбница на мысль о создании механического устройства, которое могло бы облегчить такие расчёты («Поскольку это недостойно таких замечательных людей, подобно рабам, терять время на вычислительную работу, которую можно было бы доверить кому угодно при использовании машины»).

Механический калькулятор был создан Лейбницем в 1673 году. Сложение чисел выполнялось при помощи связанных друг с другом колёс, так же как на вычислительной машине другого выдающегося учёного-изобретателя Блеза Паскаля - «Паскалине». Добавленная в конструкцию движущаяся часть (прообраз подвижной каретки будущих настольных калькуляторов) и специальная рукоятка, позволявшая крутить ступенчатое колесо (в последующих вариантах машины - цилиндры), позволяли ускорить повторяющиеся операции сложения, при помощи которых выполнялось деление и перемножение чисел. Необходимое число повторных сложений выполнялось автоматически.

Машина была продемонстрирована Лейбницем во Французской академии наук и Лондонском королевском обществе. Один экземпляр калькулятора попал к Петру Первому, который подарил её китайскому императору, желая удивить последнего европейскими техническими достижениями.

Были построены два прототипа, до сегодняшнего дня только один сохранился в Национальной библиотеке Нижней Саксонии (нем. Niedersächsische Landesbibliothek ) в Ганновере, Германия. Несколько поздних копий находятся в музеях Германии, например, один в Немецком музее в Мюнхене.

Блез паскаль первая суммирующая. Суммирующая машина Паскаля: история создания, устройство и ее развитие