Чья машина могла выполнять только сложение многозначных чисел

Паскалина — механический калькулятор 17-го века

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 суммирующей машины Паскаля

На тот момент модели были во многом уникальны. По своим техническим особенностям они превзошли многие аналоги, придуманные до Блеза Паскаля. Какова история «Паскалины»? Где можно встретить эти конструкции сейчас?

Первые прототипы

Попытки провести автоматизацию вычислительных процессов проводились давно. Сильнее всего в этих вопросах преуспели арабы и китайцы. Именно они считаются первооткрывателями такого приспособления, как абак. Принцип действия достаточно прост. Для проведения расчета необходимо переложить кости с одной части на другую. Изделия дополнительно позволяли проводить операции вычитания. Неудобства первых арабских и китайских абаков были связаны только с тем, что камни легко рассыпались во время переноса. В некоторых магазинах в глубинке до сих пор можно встретить простейшие виды арабских абаков, правда, сейчас их называют счетами.

Актуальность проблемы

Свою машину Паскаль начал проектировать в 17 лет. На мысли о необходимости автоматизировать рутинные вычислительные процессы подростка натолкнул опыт собственного отца. Дело в том, что родитель гениального ученого работал сборщиком налогов и долгое время просиживал за утомительными расчетами. Само проектирование заняло долгое время и потребовало от ученого больших физических, умственных и материальных вложений. В последнем случае помощь Блезу Паскалю оказал собственный отец, который быстро понял преимущества разработки сына.

Конкуренты

Естественно, в то время о применении каких-либо электронных средств вычисления и речи не шло. Все осуществлялось только за счет механики. Использовать вращение колес для проведения операции сложения было предложено задолго до Паскаля. Например, не меньшей популярностью в свое время пользовалось устройство, созданное в 1623 году Вильгельмом Шиккардом. Однако в машине Паскаля были предложены определенные технические новшества, заметно упрощающие процесс сложения. Например, французский изобретатель разработал схему автоматического переноса единицы при переходе числа в высший разряд. Это позволило складывать многозначные цифры без вмешательства человека в счетный процесс, что практически исключило риск ошибок и неточностей.

Внешний вид и принцип действия

Визуально первая суммирующая машина Паскаля напоминала обыкновенный металлический ящик, в котором располагались связанные друг с другом шестеренки. Пользователь через поворот наборных колес устанавливал необходимые ему значения. На каждое из них наносились цифры от 0 до 9. При совершении полного оборота шестерня сдвигала соседнюю (соответствующую более высокому разряду) на одну единицу.

Самая первая модель обладала всего пятью зубчатыми колесами. Впоследствии счетная машина Блеза Паскаля претерпела некоторые изменения, касающиеся увеличения количества шестерен. Их появилось 6, затем это число возросло до 8. Такое нововведение позволило проводить исчисления вплоть до 9 999 999. Ответ же появлялся в верхней части устройства.

Операции

Колеса в счетной машине Паскаля могли вращаться только в одну-единственную сторону. В результате чего пользователь был способен провести исключительно операции сложения. При некоторой сноровке устройства адаптировали и под умножение, но выполнить расчеты в этом случае было заметно сложнее. Возникала необходимость несколько раз подряд складывать одни и те же числа, что было крайне неудобно. Невозможность осуществить вращение колеса в обратную сторону не позволяла проводить вычисления с отрицательными числами.

Распространение

С момента создания прототипа ученый сделал около 50 устройств. Механическая машина Паскаля вызвала небывалый интерес во Франции. К сожалению, широкого распространения изделие так и не смогло завоевать, даже несмотря на резонанс у широкой общественности и в научных кругах.

Главная проблема изделий заключалась в их дороговизне. Производство было затратным, естественно, это отрицательным образом складывалось и на итоговой цене всего прибора. Именно сложности с выпуском привели к тому, что ученый за всю свою жизнь смог продать не более 16 моделей. Люди по достоинству оценили все преимущества автоматического исчисления, но брать приборы не хотели.

Банки

Основной акцент при реализации Блез Паскаль ставил именно на банки. Но финансовые учреждения в большей своей массе отказались приобретать машину для автоматических расчетов. Проблемы возникли из-за сложной денежной политики Франции. В стране на тот момент существовали ливры, денье и су. Одна ливра состояла из 20 су, а су из 12 денье. То есть, десятичная система исчисления отсутствовала как таковая. Именно поэтому использовать машину Паскаля в банковской сфере в реальности было практически невозможно. На принятую в других странах систему исчисления Франция перешла только в 1799 году. Однако и после этого времени применение автоматизированного устройства было заметно осложнено. Это уже касалось упомянутых ранее трудностей в производстве. Труд в основном был ручным, поэтому каждая машина требовала кропотливой работы. В итоге их просто перестали изготавливать в принципе.

Поддержка властей

Одну из первых автоматических счетных машин Блез Паскаль подарил канцлеру Сегье. Именно этот государственный деятель оказал поддержку начинающему ученому на первых этапах создания автоматического устройства. При этом канцлер сумел добиться от короля привилегий на выпуск данного агрегата именно для Паскаля. Хоть изобретение машины всецело принадлежало самому ученому, патентное право в то время во Франции было не развито. Привилегия от монаршей особы была получена в 1649 году.

Продажи

Как было сказано выше, большого распространения машина Паскаля не завоевала. Сам ученый занимался только изготовлением устройств, за продажу отвечал его друг Роберваль.

Развитие

Принцип вращения механических шестерен, реализованный в вычислительной машине Паскаля, был взят за основу и при разработке других аналогичных устройств. Первое удачное усовершенствование приписывают немецкому профессору математики Лейбницу. Создание арифмометра датировано 1673 годом. Сложения чисел выполнялись также в десятичной системе, но само устройство отличалось большим функционалом. Дело в том, что с его помощью можно было не только проводить сложение, но также умножать, вычитать, делить и даже извлекать квадратный корень. Ученый добавил в конструкцию специальное колесо, которое позволяло ускорять повторяющиеся операции по сложению.

Свое изделие Лейбниц презентовал во Франции и Англии. Одна из машин даже попала к русскому императору Петру Первому, который подарил ее китайскому монарху. Изделие было далеко от совершенства. Колесо, которое изобрел Лейбниц для проведения вычитания, впоследствии стало использоваться и в других арифмометрах.

Первый коммерческий успех механических вычислительных машин датирован 1820 годом. Калькулятор создал французский изобретатель Шарль Ксавье Томас де Кольмар. Принцип действия во многом напоминает машину Паскаля, но само устройство отличается меньшими размерами, оно немного проще в изготовлении и дешевле. Именно это и предопределило успех у коммерсантов.

Судьба творения

В течение всей свой жизни ученый создал около 50 машин, до наших дней «дожили» единицы. Сейчас достоверно можно отследить судьбу всего 6 устройств. Четыре модели находятся на постоянном хранении в Парижском музее искусств и ремесел, еще две в музее в Клермоне. Оставшиеся вычислительные устройства нашли свое пристанище в частных коллекциях. О том, кто сейчас ими владеет достоверно не известно. Под большим вопросом находится и исправность агрегатов.

Мнения

Некоторые биографы связывают разработку и создание суммирующей машины Паскаля с пошатнувшимся здоровьем самого изобретателя. Как было сказано выше, первые работы ученый начал еще в молодости. Они требовали от автора колоссального напряжения умственных и физических сил. Труд велся на протяжении практически 5 лет. В результате этого Блеза Паскаля начали преследовать сильные головные боли, которые затем сопровождали его всю оставшуюся жизнь.

Задание 4. Головоломка. Найди 15 знакомых названий клавиш. Слова расположены вертикально или горизонтально

Укажи ту кнопку, щелкнув по которой окно программы закроется.

Укажи ту кнопку, щелкнув по которой размер окна программы уменьшится.

Укажи ту кнопку, щелкнув по которой окно программы свернется.

Задание 3. В предложении вставь пропущенные слова.

Операционная система является необходимым _____________________ любого __________________ и представляет собой набор _______________, предназна-ченных для ______________ компьютером, хранения информации и __________________ работы всех подключенных к нему устройств.

Задание 4. Запиши, как вызвать команду с помощью клавиатуры, сочетанием клавиш.

Виды словосочетаний: согласование, управление, примыкание

В рус­ском язы­ке сло­ва свя­за­ны в сло­во­со­че­та­ние согла­со­ва­ни­ем, управ­ле­ни­ем и при­мы­ка­ни­ем.

Между сло­ва­ми, что­бы они ста­ли сло­во­со­че­та­ни­ем, долж­на суще­ство­вать под­чи­ни­тель­ная связь или связь по смыс­лу. В зави­си­мо­сти от это­го в рус­ском син­так­си­се раз­ли­ча­ют три вида сло­во­со­че­та­ний: со свя­зью согла­со­ва­ния, управ­ле­ния или при­мы­ка­ния.

Таблица с примерами

Согласование

ОпределениеСогласование — вид под­чи­ни­тель­ной свя­зи, при кото­рой зави­си­мое сло­во при­ни­ма­ет грам­ма­ти­че­ские фор­мы глав­но­го сло­ва.

При такой свя­зи оба сло­ва, и глав­ное, и зави­си­мое, пол­но­стью сов­па­да­ют в роде, чис­ле и паде­же. Делаем вывод, что оба сло­ва явля­ют­ся изме­ня­е­мы­ми.

Обычно согла­су­ют­ся суще­стви­тель­ные с при­ла­га­тель­ны­ми, при­ча­сти­я­ми, поряд­ко­вы­ми чис­ли­тель­ны­ми, с местоимениями-прилагательными, место­име­ния с суще­стви­тель­ны­ми.

Примеры

• жел­тые листья
• пожел­тев­шие стра­ни­цы,
• тре­тий зво­нок
• моя сум­ка
• чистая сто­ло­вая
• пере­до­вой рабо­чий
• заго­ре­лый отды­ха­ю­щий
• диван-кровать.

Управление

ОпределениеУправление — вид под­чи­ни­тель­ной свя­зи, при кото­рой зави­си­мое сло­во упо­треб­ля­ет­ся в том кос­вен­ном паде­же, кото­ро­го тре­бу­ет глав­ное сло­во.

Примеры

• писать (что?) кни­гу,
• щел­кать (чем?) зуба­ми,
• три (чего?) гри­ба,
• улы­бать­ся (чему?) солн­цу.

В зави­си­мо­сти от того, каки­ми частя­ми речи выра­же­ны глав­ное и зави­си­мое сло­во, раз­ли­ча­ем виды сло­во­со­че­та­ний со свя­зью управ­ле­ния:

• гла­гол + суще­стви­тель­ное (зака­зать фото­гра­фу, посмот­реть фильм, встре­тить маму),
• при­ла­га­тель­ное + место­име­ние (нико­му не нуж­ный),
• суще­стви­тель­ное + суще­стви­тель­ное (дирек­тор шко­лы, покрас­ка забо­ра),
• наре­чие + суще­стви­тель­ное (груст­но до слез),
• чис­ли­тель­ное + суще­стви­тель­ное (двое ребят, три мед­ве­дя),
• дее­при­ча­стие + суще­стви­тель­ное, место­име­ние (бла­го­да­ря хозяй­ку, улы­ба­ясь мне).

Примыкание

ОпределениеПримыкание — вид под­чи­ни­тель­ной свя­зи, при кото­рой неиз­ме­ня­е­мое зави­си­мое сло­во при­со­еди­ня­ет­ся к глав­но­му толь­ко по смыс­лу.

В каче­стве зави­си­мо­го сло­ва высту­па­ют неиз­ме­ня­е­мые части речи и их фор­мы:

инфи­ни­тив, наре­чие, дее­при­ча­стие, неиз­ме­ня­е­мые при­ла­га­тель­ные, фор­ма срав­ни­тель­ной сте­пе­ни при­ла­га­тель­но­го.

Примеры

• нау­ка наблю­дать
• поз­во­лил выска­зать­ся
• наме­рен отдох­нуть
• читать быст­ро
• пово­рот напра­во
• стри­жен­ная по-мальчишески
• спар­тан­ски стро­гий
• раз­го­ва­ри­вал улы­ба­ясь
• летел кувыр­ком
• пой­ду бегом
• взгляд иско­са
• пры­гать выше
• чуть север­нее
• крас­ка инди­го
• цвет хаки
• час пик.

Между сло­ва­ми, свя­зан­ны­ми свя­зью при­мы­ка­ния, невоз­мо­жен падеж­ный вопрос.

Дополнительный мате­ри­алСмотрите ещё при­ме­ры сло­во­со­че­та­ний со свя­зью согла­со­ва­ния, управ­ле­ния, при­мы­ка­ния.