Αθροιστική μηχανή του Pascal: ιστορία δημιουργίας, συσκευή και ανάπτυξή της

Πίνακας περιεχομένων:

Αθροιστική μηχανή του Pascal: ιστορία δημιουργίας, συσκευή και ανάπτυξή της
Αθροιστική μηχανή του Pascal: ιστορία δημιουργίας, συσκευή και ανάπτυξή της
Anonim

Οι ιδιοφυείς άνθρωποι είναι λαμπροί σε όλα. Αυτή η κοινή δήλωση ισχύει πλήρως για τον Γάλλο επιστήμονα Blaise Pascal. Τα ερευνητικά ενδιαφέροντα του εφευρέτη περιλάμβαναν τη φυσική και τα μαθηματικά, τη λογοτεχνία και τη φιλοσοφία. Είναι ο Πασκάλ που θεωρείται ένας από τους ιδρυτές της μαθηματικής ανάλυσης, ο συγγραφέας του θεμελιώδους νόμου της υδροδυναμικής. Είναι επίσης γνωστός ως ο πρώτος δημιουργός μηχανικών υπολογιστών. Αυτές οι συσκευές είναι πρωτότυπα σύγχρονων υπολογιστών.

Την εποχή εκείνη, τα μοντέλα ήταν μοναδικά από πολλές απόψεις. Όσον αφορά τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους, ξεπέρασαν πολλά ανάλογα που εφευρέθηκαν πριν από τον Blaise Pascal. Ποια είναι η ιστορία της "Pascalina"; Πού μπορείτε να βρείτε αυτά τα σχέδια τώρα;

Πρώτα πρωτότυπα

Έχουν γίνει προσπάθειες αυτοματοποίησης των υπολογιστικών διαδικασιών εδώ και πολύ καιρό. Οι Άραβες και οι Κινέζοι ήταν οι πιο επιτυχημένοι σε αυτά τα θέματα. Είναι αυτοί που θεωρούνται οι ανακαλυπτές μιας τέτοιας συσκευής όπως ο άβακας. Η αρχή της λειτουργίας είναι αρκετά απλή. Για να πραγματοποιήσετε τον υπολογισμό, είναι απαραίτητο να μετατοπίσετε τα οστά από το ένα μέρος στο άλλο. Τα προϊόντα επέτρεψαν επιπλέον τη διεξαγωγή εργασιών αφαίρεσης. Οι ταλαιπωρίες των πρώτων αραβικών και κινεζικών άβακων ήτανσυνδέεται μόνο με το γεγονός ότι οι πέτρες θρυμματίστηκαν εύκολα κατά τη μεταφορά. Σε ορισμένα καταστήματα στο εξωτερικό, μπορείτε ακόμα να βρείτε τους πιο απλούς τύπους αραβικού άβακα, ωστόσο, τώρα ονομάζονται λογαριασμοί.

Αραβικός άβακας
Αραβικός άβακας

Σχετικότητα του προβλήματος

Ο Πασκάλ ξεκίνησε να σχεδιάζει το αυτοκίνητό του σε ηλικία 17 ετών. Η ιδέα της ανάγκης να αυτοματοποιηθούν οι συνήθεις υπολογιστικές διαδικασίες ενός εφήβου προκλήθηκε από την εμπειρία του ίδιου του πατέρα του. Γεγονός είναι ότι ο γονέας ενός λαμπρού επιστήμονα εργάστηκε ως φοροεισπράκτορας και πέρασε πολύ καιρό καθισμένος πίσω από κουραστικούς υπολογισμούς. Το ίδιο το σχέδιο πήρε πολύ χρόνο και απαιτούσε μεγάλη σωματική, ψυχική και υλική επένδυση από τον επιστήμονα. Στην τελευταία περίπτωση, ο Blaise Pascal βοηθήθηκε από τον πατέρα του, ο οποίος συνειδητοποίησε γρήγορα τα οφέλη της ανάπτυξης του γιου του.

Ανταγωνιστές

Φυσικά, εκείνη την εποχή δεν γινόταν λόγος για χρήση ηλεκτρονικού μέσου υπολογισμού. Όλα έγιναν μόνο λόγω της μηχανικής. Η χρήση της περιστροφής των τροχών για την πραγματοποίηση της λειτουργίας προσθήκης προτάθηκε πολύ πριν από τον Pascal. Για παράδειγμα, μια συσκευή που δημιουργήθηκε το 1623 από τον Wilhelm Schickard δεν ήταν λιγότερο δημοφιλής κάποτε. Ωστόσο, στη μηχανή Pascal, προτάθηκαν ορισμένες τεχνικές καινοτομίες που απλοποιούν σημαντικά τη διαδικασία προσθήκης. Για παράδειγμα, ένας Γάλλος εφευρέτης ανέπτυξε ένα σχέδιο για την αυτόματη μεταφορά μιας μονάδας όταν ένας αριθμός μετακινείται στην υψηλότερη κατάταξη. Αυτό κατέστησε δυνατή την προσθήκη πολυψήφιων αριθμών χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση στη διαδικασία μέτρησης, η οποία ουσιαστικά εξαλείφει τον κίνδυνο σφαλμάτων και ανακρίβειων.

Εμφάνιση καιαρχή λειτουργίας

Οπτικά, η πρώτη αθροιστική μηχανή του Pascal έμοιαζε με ένα συνηθισμένο μεταλλικό κουτί, στο οποίο βρίσκονταν γρανάζια συνδεδεμένα μεταξύ τους. Ο χρήστης, μέσω της περιστροφής των τροχών του καντράν, ορίζει τις απαραίτητες τιμές για αυτόν. Καθένα από αυτά σημειωνόταν με αριθμούς από το 0 έως το 9. Όταν γινόταν μια πλήρης περιστροφή, η ταχύτητα άλλαζε τη διπλανή ταχύτητα (που αντιστοιχεί σε υψηλότερο επίπεδο) κατά μία μονάδα.

Μηχανοποιημένη Υπολογιστική Συσκευή του Pascal
Μηχανοποιημένη Υπολογιστική Συσκευή του Pascal

Το πρώτο μοντέλο είχε μόνο πέντε ταχύτητες. Στη συνέχεια, η υπολογιστική μηχανή του Blaise Pascal υπέστη κάποιες αλλαγές σχετικά με την αύξηση του αριθμού των ταχυτήτων. Υπήρχαν 6 από αυτούς, στη συνέχεια αυτός ο αριθμός αυξήθηκε σε 8. Αυτή η καινοτομία κατέστησε δυνατή τη διενέργεια υπολογισμών έως και 9.999.999. Η απάντηση εμφανίστηκε στο επάνω μέρος της συσκευής.

Λειτουργίες

Οι τροχοί στην υπολογιστική μηχανή του Pascal μπορούσαν να περιστρέφονται μόνο προς μία κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα, ο χρήστης μπορούσε να εκτελέσει μόνο λειτουργίες προσθήκης. Με κάποια επιδεξιότητα, οι συσκευές προσαρμόστηκαν επίσης για πολλαπλασιασμό, αλλά σε αυτή την περίπτωση ήταν αισθητά πιο δύσκολο να γίνουν υπολογισμοί. Υπήρχε ανάγκη να προστεθούν οι ίδιοι αριθμοί πολλές φορές στη σειρά, κάτι που ήταν εξαιρετικά άβολο. Η αδυναμία περιστροφής του τροχού προς την αντίθετη κατεύθυνση δεν επέτρεπε υπολογισμούς με αρνητικούς αριθμούς.

Μηχανή Pascal
Μηχανή Pascal

Διανομή

Από τη δημιουργία του πρωτοτύπου, ο επιστήμονας έχει κατασκευάσει περίπου 50 συσκευές. Η μηχανική μηχανή του Πασκάλ προκάλεσε πρωτοφανές ενδιαφέρον στη Γαλλία. Προς τηνΔυστυχώς, το προϊόν δεν μπόρεσε ποτέ να κερδίσει ευρεία διανομή, παρά την απήχηση στο ευρύ κοινό και στην επιστημονική κοινότητα.

Το κύριο πρόβλημα των προϊόντων ήταν το υψηλό τους κόστος. Η παραγωγή ήταν δαπανηρή, φυσικά, αυτό είχε αρνητική επίδραση στην τελική τιμή ολόκληρης της συσκευής. Ήταν οι δυσκολίες με την κυκλοφορία που οδήγησαν στο γεγονός ότι ο επιστήμονας μπόρεσε να πουλήσει όχι περισσότερα από 16 μοντέλα σε ολόκληρη τη ζωή του. Οι άνθρωποι εκτιμούσαν όλα τα πλεονεκτήματα του αυτόματου υπολογισμού, αλλά δεν ήθελαν να πάρουν συσκευές.

Τράπεζες

Η κύρια έμφαση στην υλοποίηση του Blaise Pascal το έδωσε στις τράπεζες. Αλλά τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα, ως επί το πλείστον, αρνήθηκαν να αγοράσουν ένα μηχάνημα για αυτόματους διακανονισμούς. Τα προβλήματα προέκυψαν λόγω της περίπλοκης νομισματικής πολιτικής της Γαλλίας. Στη χώρα εκείνη την εποχή υπήρχαν λιβρές, ντενιέ και σους. Ένα λιβρ αποτελούταν από 20 sous και ένα sous από 12 denier. Δηλαδή το δεκαδικό σύστημα απουσίαζε ως τέτοιο. Γι' αυτό ήταν σχεδόν αδύνατο να χρησιμοποιηθεί η μηχανή Pascal στον τραπεζικό τομέα στην πραγματικότητα. Η Γαλλία μεταπήδησε στο σύστημα υπολογισμού που υιοθετήθηκε σε άλλες χώρες μόλις το 1799. Ωστόσο, ακόμη και μετά από αυτό το διάστημα, η χρήση μιας αυτοματοποιημένης συσκευής ήταν αισθητά περίπλοκη. Αυτό έχει ήδη αντιμετωπίσει τις προαναφερθείσες δυσκολίες στην παραγωγή. Η εργασία ήταν κυρίως χειρωνακτική, επομένως κάθε μηχανή απαιτούσε επίπονη εργασία. Ως αποτέλεσμα, απλώς σταμάτησαν να τα φτιάχνουν καταρχήν.

Η εξέλιξη των μηχανών Pascal
Η εξέλιξη των μηχανών Pascal

Υποστήριξη από τις αρχές

Μια από τις πρώτες αυτόματες υπολογιστικές μηχανές παρουσίασε στον Καγκελάριο ο Blaise PascalSeguier. Ήταν αυτός ο πολιτικός που υποστήριξε τον αρχάριο επιστήμονα στα πρώτα στάδια της δημιουργίας μιας αυτόματης συσκευής. Ταυτόχρονα, η καγκελάριος κατάφερε να αποκτήσει από τον βασιλιά προνόμια για την παραγωγή αυτής της μονάδας ειδικά για τον Πασκάλ. Αν και η εφεύρεση του μηχανήματος ανήκε εξ ολοκλήρου στον ίδιο τον επιστήμονα, ο νόμος για τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας δεν αναπτύχθηκε στη Γαλλία εκείνη την εποχή. Το βασιλικό προνόμιο αποκτήθηκε το 1649.

Πωλήσεις

Όπως ειπώθηκε παραπάνω, η μηχανή του Pascal δεν απέκτησε ευρεία διανομή. Ο ίδιος ο επιστήμονας ασχολούνταν μόνο με την κατασκευή συσκευών, ο φίλος του Roberval ήταν υπεύθυνος για την πώληση.

Ανάπτυξη

Η αρχή της περιστροφής των μηχανικών γραναζιών, που εφαρμόστηκε στον υπολογιστή του Pascal, ελήφθη ως βάση για την ανάπτυξη άλλων παρόμοιων συσκευών. Η πρώτη επιτυχημένη βελτίωση αποδίδεται στον Γερμανό καθηγητή μαθηματικών Leibniz. Η δημιουργία της μηχανής προσθήκης χρονολογείται το 1673. Οι προσθήκες αριθμών πραγματοποιήθηκαν επίσης στο δεκαδικό σύστημα, αλλά η ίδια η συσκευή διακρίθηκε από εξαιρετική λειτουργικότητα. Το γεγονός είναι ότι με τη βοήθειά του ήταν δυνατό όχι μόνο να πραγματοποιηθεί πρόσθεση, αλλά και να πολλαπλασιαστεί, να αφαιρεθεί, να διαιρεθεί και ακόμη και να εξαχθεί η τετραγωνική ρίζα. Ο επιστήμονας πρόσθεσε έναν ειδικό τροχό στο σχέδιο, ο οποίος κατέστησε δυνατή την επιτάχυνση επαναλαμβανόμενων εργασιών προσθήκης.

Βίλχελμ Λάιμπνιτς
Βίλχελμ Λάιμπνιτς

Ο

Ο Leibniz παρουσίασε το προϊόν του στη Γαλλία και την Αγγλία. Ένα από τα αυτοκίνητα έφτασε στον Ρώσο αυτοκράτορα Πέτρο τον Μέγα, ο οποίος το παρουσίασε στον Κινέζο μονάρχη. Το προϊόν δεν ήταν τέλειο. Ο τροχός που επινόησε ο Leibniz για να πραγματοποιήσει την αφαίρεση, στη συνέχειαάρχισε να χρησιμοποιείται σε άλλες μηχανές προσθήκης.

Υπολογιστική μηχανή Leibniz
Υπολογιστική μηχανή Leibniz

Η πρώτη εμπορική επιτυχία των μηχανικών υπολογιστών χρονολογείται από το 1820. Η αριθμομηχανή δημιουργήθηκε από τον Γάλλο εφευρέτη Charles Xavier Thomas de Colmar. Η αρχή λειτουργίας είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με τη μηχανή του Pascal, αλλά η ίδια η συσκευή είναι μικρότερη, είναι λίγο πιο εύκολη στην κατασκευή και φθηνότερη. Αυτό είναι που προκαθόρισε την επιτυχία των εμπόρων.

Η μοίρα της δημιουργίας

Σε όλη του τη ζωή, ο επιστήμονας δημιούργησε περίπου 50 μηχανές, μόνο λίγες έχουν «επιβιώσει» μέχρι σήμερα. Τώρα είναι αξιόπιστα δυνατό να εντοπιστεί η μοίρα μόνο 6 συσκευών. Τέσσερα μοντέλα βρίσκονται σε μόνιμη αποθήκευση στο Μουσείο Τεχνών και Χειροτεχνίας του Παρισιού, άλλα δύο στο μουσείο στο Κλερμόν. Οι υπόλοιπες υπολογιστικές συσκευές βρήκαν το σπίτι τους σε ιδιωτικές συλλογές. Δεν είναι γνωστό σε ποιον ανήκουν τώρα. Η δυνατότητα συντήρησης των μονάδων είναι επίσης υπό μεγάλη ερώτηση.

Εμφάνιση της μηχανής Pascal
Εμφάνιση της μηχανής Pascal

Opinions

Μερικοί βιογράφοι συνδέουν την ανάπτυξη και τη δημιουργία της μηχανής προσθήκης του Pascal με την υγεία του ίδιου του εφευρέτη. Όπως προαναφέρθηκε, ο επιστήμονας ξεκίνησε την πρώτη του εργασία στα νιάτα του. Απαίτησαν από τον συγγραφέα μια κολοσσιαία προσπάθεια ψυχικής και σωματικής δύναμης. Οι εργασίες πραγματοποιήθηκαν για σχεδόν 5 χρόνια. Ως αποτέλεσμα αυτού, ο Blaise Pascal άρχισε να επιδιώκει έντονους πονοκεφάλους, οι οποίοι στη συνέχεια τον συνόδευαν για το υπόλοιπο της ζωής του.

Συνιστάται: