Original: http://www.xnumber.com/xnumber/mechanical1.htm
Część I
Wieku Polymaths
przez
James Redin
“Bo to jest niegodne doskonałych mężczyzn tracić godzin jak niewolnicy w pracy obliczenia, które bezpiecznie być sprowadzona do nikogo innego, jeśli maszyny były wykorzystywane.”
Gottfried Wilhelm Von Leibniz – 1685
Wprowadzenie
Celem tego dokumentu jest krótki opis najbardziej typowych urządzeń do liczenia, nie-elektronicznych w obrębie historycznego kontekstu i stworzyć źródło odniesienia do innych stron w Internecie, związanych z tym tematem. Podróż zaczyna się 2500 lat temu z Abacus, a kończy się 30 lat temu wraz z wprowadzeniem pierwszych kalkulatorów elektronicznych.
Aby ułatwić pobieranie, dokument został podzielony na trzy części: część I, opisuje ewolucję urządzeń obliczeniowych do wynalezienia koła schodkowej przez Leibniza. Część II omawia główne wydarzenia w 19 wieku, a część III Opinie rozwój maszyn biurowych aż do 1960 roku, kiedy pojawiły się pierwsze elektroniczne kalkulatory na rynku.
Abacus
Pojęcia matematyczne i ich potomstwo, operacje arytmetyczne, zostały uznane przez tysiące lat czystym ćwiczenie intelektualne, które nie mogą być kopiowane lub wykonywane przez człowieka artefakt. Nawet Abacus, który pojawił się w Azji Mniejszej 2500 lat temu i jest nadal w użyciu, jest tylko pamięć, pomaga, a nie prawdziwą maszynę liczącą.
Abacus jest genialny urządzenie liczenia na podstawie względnej pozycji dwóch zestawów kulek poruszających się na równoległych ciągów. Pierwszy zestaw zawiera pięć koralików na każdej struny i pozwala liczyć od 1 do 5, natomiast drugi zestaw zawiera tylko dwie kulki na ciąg reprezentujący numery 5 i 10. System Abacus wydaje się być oparty na radix pięciu. Korzystanie z przelicznika pięciu ma sens, ponieważ ludzie zaczęli liczenia przedmiotów na palcach.
Kalkulator Antikythera
Kiedyś, od 100 pne do 65 pne, grecki statek przewożący ładunek brązu i marmurowe posągi i inne artefakty z Rodos do Rzymu zatonął w pobliżu wybrzeża Antikythera, małej wyspy Grecji. Pozostał na dnie morza pod 140 ft wody przez dwa tysiąclecia, aż odkryta w 1901 roku przez native poławiaczy gąbek.
Szczątki, utrzymane w Muzeum Narodowym w Atenach, to starożytny mechanizm przekładniowy, teraz znany jako Antikythera Kalkulator.
To ciekawe urządzenie, składa się z 32 kół zębatych, przypomina mechanizm zegara w 18 wieku, i był używany do obliczania ruchów Słońca i Księżyca.
Kości Napier
Inny ciekawy wynalazek ma kości Napier, sprytny narzędzie mnożenia wynaleziony w 1617 roku przez matematyk John Napier (1550-1617), w Szkocji.
Kości to zestaw pionowych prętów prostokątnych, każdy podzielony na 10 kwadratów. Górna kwadrat zawiera cyfrę, a pozostałe kwadraty zawierają pierwszych 9 wielokrotności cyfry. Każdy ma swoje wielu cyfry oddzielone ukośną linię. Gdy ilość jest skonstruowany przez umieszczenie obok siebie prętów z odpowiednimi cyframi na górze, a jej wielokrotne można łatwo uzyskać przez odczyt odpowiedniego rzędu wielokrotności od strony lewej do prawej, podczas gdy dodawanie cyfry występujące w tych równoległoboków utworzonych przez przekątną linie. Nic dziwnego, John Napier jest również twórcą logarytmów, to pojęcie używane do zmiany mnożenie się dodatkowo.
Kości Napier były bardzo udane i były szeroko stosowane w Europie do połowy 1960 roku.
Logarytmy były również podstawą wynalazku reguły slajdów Williama Oughtred (1574-1660), w Anglii, w 1633 roku.
Konstrukcja Leonardo da Vinci
Natura ma niezliczone przykłady rozwiązań mechanicznych do praktycznych problemów, więc nie dziwi, że pierwsza próba zaprojektować maszynę obliczeniową został prawdopodobnie wykonany przez mistrza artefaktów maszyn, Leonardo da Vinci (1452-1519).
Leonardo da Vinci ma wielu swoich genialnych pomysłów z uważnej obserwacji mechaniki zaangażowanych w ruchach żywych organizmów. Co ciekawe, natura nie ewoluują koło jako rozwiązanie tego problemu; że roztwór pozostawiono do ludzkiej inwencji. Jest interesujące, że koło jest podstawa dla większości urządzeń mechanicznych stosowanych do replikacji procesu myślowego związanego z operacjami arytmetycznymi. Jak George Chase [1] powiedział: “Historia mechanicznych urządzeń informatycznych w swojej istocie jest historia liczebnika koła i urządzenia, które obracają się zarejestrować wartości cyfrowe i dziesiątki-carry”.
Maszyna Schickarda
Pierwsze liczące maszyny zostały zbudowane przez uzdolnionych matematyków poruszanych intensywnej chęci uproszczenia powtarzalny charakter operacji arytmetycznych.
Pierwsza znana maszyna dodanie dokonał Wilhelm Schickard (1592-35). W 1623 roku, Schickard, A erudyta, a następnie profesor na Uniwersytecie w Tybindze w Wirtembergii, obecnie część Niemiec, zaprojektowane i skonstruowane mechaniczne urządzenie, które nazwał Zegar Obliczania. W stanie dodawać i odejmować do liczby sześć cyfr, artefakt został oparty na ruchu sześciu wgnieciony kół przekładniowych przez “okaleczone” koła, które z każdym pełnym kolei pozwoliło koło znajduje się na prawo, aby obrócić 1/10th z pełnym obracać. Mechanizm przepełnienie zadzwonił dzwonek. Funkcja dodanie został opracowany w celu przeprowadzania mnożenia ze zbioru cylindrów Napier zawartych w górnej części urządzenia. Według jego notatek, prototyp tej maszyny został zniszczony przez pożar. Wydaje się, że kolejny prototyp istniał w chwili, ale to nigdy nie zostało znalezione.
Przyjaciel wielkiego astronoma Johannesa Keplera (1571-30), Schickard wysłał mu kilka listów w 1623 i 1624 roku na krótko opisując swój wynalazek. Schickard i jego rodzina nie przeżyje dżumy i jego szczegółowe notatki pozostają nieznane do odkryta w 1935 i 1956 roku przez historyka Franciszka Hammer. Bruno von Freytag matematyk z Uniwersytetu w Tybindze wykorzystywali je do rekonstrukcji maszyny w 1960 roku jedna jednostka jest w Deutsches Museum w Monachium.
Pascaline
Blaise Pascal (1623-1662) był zaledwie 18 lat, kiedy wpadł na Pascaline w 1642 przedwczesne Francuski matematyk i filozof, Pascal odkryta w wieku 12 lat, że suma kątów w trójkącie jest zawsze 180 stopni. Później postawił podstawę teorii prawdopodobieństwa i znaczący wkład do nauki hydrauliki. Pascaline, zbudowany w 1643 roku, był prawdopodobnie pierwszym mechaniczne urządzenie dodanie faktycznie wykorzystywany do celów praktycznych. Został zbudowany przez Pascala, aby pomóc ojcu, Etienne Pascal, celnik, z żmudnych działalności dodawanie i odejmowanie duże sekwencje liczb. Jednak maszyna była trudna w obsłudze i chyba nie bardzo przydatne ze względu na francuskim systemie walutowym, który nie był bazą 10. Livre miał 20 zoli i zol miał 12 denarów.
Pascal nie był świadomy maszyny Schickard, a jego rozwiązanie nie jest tak elegancki i skuteczny. Jak powiedział Paul E. Dune “miał znaleźć pomysły Schickard jest szeroka publiczność następnie maszyna Pascala nie zostały wymyślone.”
Został zbudowany na prostokątnym polu mosiądzu, gdzie zestaw tarcz karbem przeniósł koła wewnętrzne w sposób pełny obrót koła spowodowane kierownicę po lewej stronie, aby przejść jeden 10th. Chociaż pierwszy prototyp zawierał tylko 5 koła, później jednostki zostały zbudowane z 6 i 8 kół. Szpilka był używany do obracania pokrętła. W przeciwieństwie do maszyny Schickard jest, koła przenoszony tylko w prawo i zostały zaprojektowane tylko dodać numery. Odejmowanie przeprowadzono stosując uciążliwej technikę opartą na dodaniu dziewięciu uzupełnień.
Chociaż urządzenie przyciąga wiele uwagi w tych dniach, nie dostać szeroką akceptację, ponieważ to było drogie, zawodne, jak i trudne w obsłudze i produkcji. Przez 1652 około 50 jednostek została wykonana, ale mniej niż 15 zostały sprzedane. Początkowo Pascal ma dużo zainteresowania jego wynalazkiem i nawet uzyskał “przywilej” ochronę (średniowieczny odpowiednik patentu) dla jego idei w 1649 roku, ale jego zainteresowania naukowe i “materiał” poszukiwań zakończył się, kiedy wycofał się do Jansensist klasztor w 1655 roku skupiając całą swoją uwagę na filozofię. Zmarł w 1662 roku.
W okresie 30 lat od wynalazku Pascala, kilka osób zbudowany maszyn liczących w oparciu o ten projekt. Najgorzej było maszyna dodanie Sir Samuel Morland (1625-1695), z Anglii. Ta maszyna wynaleziona w 1666 roku miał skalę dwunastkowym oparciu o walucie angielskiej, a wymagane interwencji człowieka, aby wejść do carry wyświetlane w pomocniczej tarczy.
To ciekawe, że nawet na początku 20. wieku, kilka firm wprowadziło modele oparte bezpośrednio na konstrukcji Pascala. Jednym z przykładów jest Błyskawica Portable Adder wprowadzony w 1908 roku przez Błyskawica Dodawanie Machine Co. Los Angeles. Innym przykładem jest Addometer wprowadzony w 1920 roku przez Niezawodny Maszyna do pisania i dodawania Machine Co. Chicago. Żaden z nich nie osiągnął sukces komercyjny.
Leibniz stanął bęben
To był jeden tysiąc sześćset siedemdziesiąt dwa, kiedy słynny niemiecki erudyta, matematyk i filozof, Gottfried Wilhelm Von Leibniz (1646-16), współtwórca rachunku różniczkowego, postanowił zbudować maszynę zdolną do wykonywania czterech podstawowych działań arytmetycznych. Był inspirowany przez urządzenie do liczenia kroków (krokomierza) widział podczas misji dyplomatycznej w Paryżu.
Jak Pascal, Leibniz był cudownym dzieckiem. Nauczył się łaciny w wieku 8 i dostałem swój drugi doktorat, gdy miał 19. Jak tylko wiedział o projekcie Pascala, chłonął wszystkie jego szczegóły i ulepszony projekt, tak aby umożliwić mnożenia i dzielenia. Przez 1674 roku jego projekt był kompletny i zlecił budowę prototypu do rzemieślnika z Paryża o nazwie Olivier.
Stopniowana Reckoner, jak Leibniz nazwał swoją maszynę, stosowany specjalny rodzaj skrzyni biegów o nazwie Stopniowanym Bębna lub Koło Leibniza, która była butla z dziewięciu bar w kształcie zębów zwiększając długości równolegle do osi cylindra. Kiedy bęben obraca się za pomocą korby, regularnego koła dziesięć zębów, zamocowany na osi ślizgowego obraca zera do dziewięciu pozycji w zależności od jego położenia w stosunku do bębna. Ponieważ w urządzeniu Pascal, jest jeden zestaw kół dla każdej cyfry. Pozwala to użytkownikowi na przesuwać oś telefonii komórkowej tak, że kiedy bęben obraca się, że wytwarza się w zwykłych kół proporcjonalny ruch do ich względnego położenia. Ruch ten jest następnie przełożyć przez urządzenie do mnożenia lub dzielenia się w zależności od kierunku stopniowana bęben jest obracany.
Nie ma dowodów, że ponad dwa prototypy tej maszyny były w historii. Mimo, że Leibniz był jednym z najwybitniejszych polymaths swego czasu, umarł w biedzie i bez nagrody. Jego maszyna pozostawała na strychu Uniwersytetu w Getyndze, aż pracownik znalazł się w 1879 roku przy ustalaniu przeciek w dachu. Teraz jest w Państwowym Muzeum w Hanowerze; drugi jest w Deutsches Museum w Monachium.
Urządzenia obliczeniowe w 18 wieku
Projekty Pascala i Leibniza były podstawą dla większości kalkulatorów mechanicznych zbudowany w 18 wieku. Giovanni Poleni wykonany jeden w 1709, Lépine w 1725 roku, w 1725 roku Antonius Braun, Jacob Leupold w 1727 roku, Hillerin de Boistissandau w 1730, CL Gersten w 1735 roku, Jakub Izaak Pereire w 1750 roku, Phillip Mathieus Hahn w Niemczech w 1773 roku Charles trzeci Earl Stanhope, w Anglii, w 1775 roku; Johan Helfreich Müller w 1783 roku, w 1790 roku Jakub Auch i Reichhold w 1792 roku [4].
Szczególną uwagę zasługuje Parson Phillip Mathieus Hahn (1730-1790), który opracowany w 1773 roku pierwszego kalkulatora funkcjonalne w oparciu o Leibniza wcięciem Drum. Kalkulator Hahn posiada zestaw 12 beczek w układzie kołowym uruchamiany przez korbę znajduje się na osi układu. Hahn wykonane te maszyny aż do swojej śmierci w 1790 roku, jednak jego dwaj synowie, i jego brat-in-law, Johann Christopher Schuster, nadal z produkcji prawdopodobnie dopiero w 1820 roku.
Pod koniec 18 wieku, maszyny liczące wciąż ciekawostki wykorzystywane do celów wystawowych, a nie do faktycznego wykorzystania. Ograniczenia nałożone przez technologię uniemożliwiała spełnić marzenie Pascala dokonywania im praktyczne urządzenia obliczeniowego.
Copyright © 2016 - All Rights Reserved | Home