Навигация
Другие варианты механизации палочек Непера
36208
знаков
0
таблиц
0
изображений
3.4. Другие варианты механизации палочек Непера
Вслед за Кирхером и Шоттом цилиндрическую форму «палочек» использовали в своих счетных устройствах и другие изобретатели. В XVII веке это сделал Рене Грийе, часовой мастер Людовика XIV, опубликовавший в «Журнале ученых» за 1678 год описание «Новой арифметической машины». Она представляла собой сочетание суммирующего механизма Паскаля с «цилиндром Непера». Машина состояла из суммирующей части и множительного устройства, представляющего собой семь свернутых в цилиндры палочек Непера. Известно, что Грийе демонстрировал ее работу в монастыре св. Жана Латранского и впоследствии изготовил еще одну усовершенствованную копию машины. Изобретатель дал описание внешнего вида машины в своей книге «Математические редкости», вышедшей в 1673 г.
Примерно в те же годы популярностью пользовался «барабан Пти», названный по имени его изобретателя Пьера Пти (1594 – 1677 гг.), генерального инспектора по фортификациям, друга Паскаля и большого любителя точных наук. Пти наклеил полоски бумаги с начерченными «палочками» на картонные ленты и заставил их двигаться вдоль оси цилиндра.
В 1727 году немецкий механик Якоб Лейпольд видоизменил «барабан Пти», придав ему десятиугольную форму.
Якоб Лейпольд родился 25 июля 1674 года в Планице, в семье талантливого самоучки – ремесленника. Из – за стесненных материальных обстоятельств Лейпольду не довелось много учиться; он слушал некоторое время лекции по математике в Иене, затем штудировал теологию в Виттенберге. Когда деньги, отпущенные ему семьей на обучение, подошли к концу, Лейпольд решил возвратиться в родной город, но, заехав по дороге в Лейпциг, он не удержался от искушения прослушать несколько лекций в университете и изменил свое решение: он снова будет учиться.
Лейпольд поступает в Лейпцигский университет на богословский факультет и одновременно работает как репетитор – математик. Позже он начинает изготавливать на продажу различные приборы и инструменты. В это время, к счастью, нашелся некий лиценциат Зелигман, который наставил Лейпольда на «путь истинный», сказавши, сто «Лейпциг имеет достаточно проповедников, но ни одного мастера, который бы поставил ремесло Непер математическую и физическую основу».
Лейпольд решает отказаться от духовной карьеры и стать профессиональным механиком. Так как у него не было денег для открытия мастерской, он решил «поправить обстоятельства женитьбой», и в 1701 году женился на дочери оружейника из Лукки. Тесть «добыл » для него место эконома в Лейпцигском лазарете, что дало возможность Лейпольду жить безбедно и заниматься в свое удовольствие любимой механикой.
Лейпольд в основном конструировал и продавал «ходовую продукцию» - воздушны насосы. Это позволило ему открыть механическую мастерскую, уже после тог как в 1713 году умерла его первая жена, а сам он лишился места в лазарете.
В 1715 году Якоб Лейпольд зачисляется механиком Лейпцигского университета. Его имя и машины приобретают все большую известность – он избирается почетным членом Академии наук в Берлине, получает титулы прусского коммерческого советника и горного советника польского короля. Последние годы жизни Лейпольд посвящает обучению молодежи основам теоретической и прикладной механики, занимая пост директора технической школы.
Но все же не машины и не преподавательское искусство принесли славу Якобу Лейпольду, а многотомная энциклопедия технических знаний под общим названием «Theatrum machinarium» - «Описание различных машин», над которой он работал с 1722 года до самой смерти, наступившей в январе 1727 года. Из девяти томов «Описания…» при жизни автора вышли первые семь.
В книгах Лейпольда собраны сведения обо всех машинах и инструментах, известных к 20 – массовая культура годам XVIII столетия. Сочинения Лейпольда написаны не на классической латыни, а по – немецки и поэтому доступны не только ученым, но и простым ремесленникам. Долгие годы эти книги служили учебником и справочником как для начинающих, так4 и для опытных изобретателей и механиков. Известно, например, что великий Уатт специально изучил немецкий язык, чтобы познакомиться с описанными Лейпольдом паровыми машинами.
Одна из книг энциклопедии, вышедшая в 1727 году и полностью посвященная инструментальным средствам вычисления, может рассматриваться как первая в мире монография по вычислительной технике. В ней среди многочисленных вычислительных устройств и машин Лейпольд описал несколько собственных изобретений.
Счетная машина Лейпольда основана на принципе «переменного пути зубчатки». Здесь в начале движения приводной ручки машины зубья зубчатой репки сцеплялись с колесом основного счетчика и поворачивали его на определенный угол, а момент расцепления определялся путем, который проходил по ступенчатой пластинке специальный кулачок, связанный с устройством ввода. Машина Лейпольда между прочим была первой счетной машиной круглой формы.
Наиболее оригинальную конструкцию из всех суммирующих устройств XVII – XVIII вв. имел рабдологический абак, изобретенный во Франции Клодом Перро (1613 - 1688).
Рабдологический абак – отдаленный предшественник счислителя Куммера, хотя сам Куммер, по всей вероятности, никогда не знал о Перро и он ориентировался на суммирующее устройство Слонимского.
Клод Перро (брат знаменитого сказочника Шарля Перро) получил известность как архитектор (по его проекту была построена «Колоннада Пьеро»,соединившая Лувр и Тюильри), физик (он был автором четырехтомного «Эссе по физике») и изобретатель. Его книга, содержащая описание сделанных им открытий («Сборник большого числа машин» собственного сочинения) , вышла в свет уже после смерти автора, в 1700 г. одни из изобретений и был «рабдологический абак». «Я назвал эту машину рабдологический абак, - писал Перро, - потому что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны цифры, а рабдологией – науку выполнения арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами».
Перро впервые отказался от использования в вычислительной технике зубчатых колес и заменил их зубчатыми рейками. Это позволило значительно уменьшить размеры суммирующего устройства (длина 15 см, ширина 7, 5 см).
Характеризуя в целом прибор Перро, остается только сказать, что он не получил распространения. Причина, по – видимому, заключалась в недостаточной надежности конструкции при постоянной эксплуатации. Использование подпружинных крючков (а они применялись не только для переноса, но и для фиксации реек в положениях, соответствующих вводимым числам) были ненадежным, особенно для механики XVII в.
Жан Лэпэн, также придворный механик и часовщик, но уже в последние годы долгого правления Людовика XIV, а в 1720 г. приезжал в Лондон и демонстрировал свои изобретения королевскому двору. Вычислительное устройство, сконструированное Лепэном и названное им «арифметической машиной», было построено в 1725 г.
Как и большинство других счетных устройств его времени, «арифметическая машина» была ориентирована на денежный счет: 10 разрядов использовались для подсчета ливров, а два – для су и денье. Новшествами были наличие одноразрядного счетчика для подсчета числа вычитаний при делении, а также двух рагистров для записи промежуточных результатов.
Оригинальную конструкцию имела машина Якобсона. Впервые она описана была в работах. Изобретатель машины – Евна Якобсон, часовой мастер из механик из г. Несвижа. Стиль декоративной отделки (машина выполнена в виде латунной коробки с богато ориентированной верхней крышкой) свидетельствует, что, по всей вероятности, она изготовлена не позже 1770 г.
Машина оперировала с числами длиной 9 десятичных разрядов и предназначалась для сложения массовая культура вычитания. Изобретатель считал целесообразным использовать ее также для умножения. Выполнение первой из этих операций облегчалось наличием таблицы умножения, нанесенной на верхнюю крышку машины.
При выполнении операции деления машина Якобсона подсчитывала количество вычитаний делителя из делимого.
Давая общую оценку конструкцию машины Якобсона, прежде всего отметим, что в своей основе она базируется на классической схеме зубчатых передач для производства сложений (вычитаний) и переноса десятков, восходящей к машине Шиккарда. Однако Якобсон не копирует эту схему, а вносит в нее оригинальный элемент – полудиск, используемый для ввода и являющийся первым звеном в системе зубчатых передач.
Машина содержала одноразрядный механизм подсчета числа вычитаний делителя из делимого и имела (так же как машина Шиккарда) отдельный механизм для записи промежуточных результатов. Оригинальным был способ набора (ввода) чисел с помощью специальных ключей. По – видимому, конструктор набрал его, чтобы минимизировать прилагаемые усилия при выполнении таких сложений (вычитаний), когда несколько раз задействован механизм переноса десятков. Ключ – это рычаг, и его можно сделать таким, чтобы усилия не ощущались.
Отметим, наконец, еще одну, быть может, самую важную черту машины Якобсона – она была надежной и удобной в работе и, как следствие этого, практически используемым устройством. О практическом использовании свидетельствуют глубокие следы от ключей для ввода на верхней крышке машины.
Итак, в XVII – XVIII вв. были предложены следующие формы механической реализации палочек Непера: цилиндры, барабан, диски и концентрические круги. Ни одна из этих форм не обладала заметными преимуществами, а все они в целом были недостаточно эффективными (хотя все – таки полезными для отдельных групп пользователей). Малоэффективным было также умножение путем последовательных сложений на суммирующих машинах. О реальной механизации умножения можно говорить только применительно к арифмометрам.
Список использованной литературы
1. Апокин И.А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительной техники.
2. Гутер Р.С., Ползунов Ю.Л. От абака до компьютера. «Знание», М, 1981
Похожие работы
... що в свою чергу впливає на бажання випуску світовими виробниками периферійних пристроїв сумісних з IBM - стандартом. Основні пристрої Материнська плата, вона ж і Motherboard або Mainboard – це найосновніша частина IBM -сумісних ПК . На ній знаходиться процессор, BIOS, системна шина, інтерфейси, пам’ять. Іноді з метою здешевлення в неї встроюють ( інтегрують ) такі пристрої як ...
... объявлено о намерении компании увеличить свою прибыль на 2 718 281 828 долларов. Заявленное число представляет собой первые 10 цифр известной математической константы. В языках программирования символу e в экспоненциальной записи чисел соответствует число 10, а не Эйлерово число. Это связано с историей создания. Ссылки: История числа e (англ.) e for 2.71828… (англ.) (история и правило Джексона ...
0 комментариев