Арифмометр
Арифмо́метр (от греч. «αριθμός» — «число», «счёт» и греч. «μέτρον» — «мера», «измеритель») — настольная или портативная механическая вычислительная машина, предназначенная для точного умножения и деления, а также для сложения и вычитания. Механическая вычислительная машина, ведущая автоматическую запись обрабатываемых чисел и результатов на особой ленте — арифмограф[1].
Принцип действия арифмометра — поразрядное сложение и сдвиг суммы частных произведений[2]. Основное отличие от более простых механических вычислительных устройств — суммирующих машин — возможность эффективно выполнять операции умножения и деления. Арифмометр не может работать с конечными разностями и потому не способен давать приближённые решения дифференциальных уравнений[2].
Чаще всего арифмометры были настольными, изредка встречались карманные модели (например, Curta). Этим они были похожи на другие настольные механические счётные машины типа Comptometer, Contex-10 или ВММ-2, но отличались от больших напольных вычислительных машин, таких как табуляторы (например, Т-5М) или механические компьютеры (например, Z-1, разностная машина Чарльза Бэббиджа).
История
[править | править код]13-разрядный десятичный счётчик (возможно, часть более сложной машины) начертил около 1500 года Леонардо да Винчи[3], но о распространении или воплощениях этой идеи сведений нет[2].
В 1623 году Вильгельм Шиккард разработал «считающие часы» — 6-разрядную машину из трёх узлов: устройства сложения-вычитания, множительного устройства и блока записи промежуточных результатов[2]. Считается, что два экземпляра считающих часов (один из которых был сделан для Иоганна Кеплера) сгорели в пожаре 1635 года. В 1960 году по чертежам Шиккарда был построен действующий арифмометр, однако устройство пришлось существенно усовершенствовать, в связи с чем приоритет Шиккарда в изобретении действующего устройства под сомнением.
В 1642 году Блез Паскаль создал пятиразрядную «Паскалину», впоследствии многократно совершенствовал устройство, перешёл на шестиразрядный механизм, создал около 50 вариантов и продал около дюжины экземпляров, 9 экземпляров дошли до наших дней. Но поскольку умножение в устройствах Паскаля механизировано не было, их можно считать лишь суммирующими машинами и нельзя отнести к категории арифмометров.
В 1673 году Готфрид Лейбниц усовершенствовал механизм Паскаля — добавил движущуюся часть и рукоять, позволявшую крутить шаговый барабан (колесо Лейбница) — тем самым арифмометр Лейбница позволял более эффективно выполнять повторяющиеся операции, посредством которых реализовывалось умножение и деление[3]. Всего было построено два устройства, одно из них сохранилось до наших дней.
В 1674 году была создана машина Самюэля Морленда, также позволявшую эффективно умножать числа, сохранился один экземпляр. В 1709 году итальянский учёный Джованни де Полени представил свою модель арифмометра — арифмометр Полени, использующий зубчатое колесо с изменяемым количеством зубьев и механизированный привод.
.jpg)
В 1820 году Тома де Кольмар начал серийный выпуск арифмометров, в целом сходных с арифмометром Лейбница, но имевших ряд конструктивных отличий. Его арифмометр выпускался с различными усовершенствованиями в течение 100 лет по 300—400 экземпляров в год[4].
В первой половине XIX века свои модели арифмометров изобрели Авраам Яков Штерн, Израиль Авраам Штафель и Хаим-Зелик Слонимский[5].
В 1850-х годах Пафнутий Чебышёв создал первую автоматическую суммирующую машину непрерывного действия[6], а в 1881 году — множительно-делительную приставку к ней, тем самым переводящую её в категорию автоматических арифмометров; экземпляр передан в Музей искусств и ремёсел в Париже.
Фрэнк Стивен Болдуин в 1873 году создал машину под названием «арифмометр», патент был выдан 28 июля 1874 года. В 1890 году было начато серийное производство арифмометров Однера — самого распространённого типа арифмометров XX века.
В СССР самым популярным арифмометром был производившийся в 1929—1978 годах «Феликс». Общий тираж этих машин составил несколько миллионов, было произведено более двух десятков модификаций. Школьников учили обращаться с этой машиной[7].
В настоящее время арифмометры можно найти в музеях, таких как Политехнический музей в Москве, Немецкий музей в Мюнхене или Музей вычислительной техники в Ганновере[2].
Принцип работы
[править | править код]Принцип работы арифмометров основан на механике, доступной в раннюю индустриальную эпоху, — зубчатых колёсах и цилиндрах[3].
Числа вводятся в арифмометр, преобразуются и передаются пользователю (выводятся в окнах счётчиков или печатаются на ленте) с использованием только механических устройств. На арифмометре «Феликс» ввод чисел осуществляется перемещением рычажков вверх-вниз. Операция сложения требует оттягивания расположенной справа ручки и проворачивания её на один оборот на себя. Операция вычитания — наоборот, проворачивания на один оборот от себя[7].
При этом арифмометр может использовать исключительно механический привод (для работы на них надо постоянно крутить ручку, как в «Феликсе») или производить часть операций с использованием электромотора. Арифмометры являются цифровыми (а не аналоговыми, как логарифмическая линейка) устройствами, поэтому результат вычисления не зависит от погрешности считывания и является точным.
Так как арифмометры предназначались в первую очередь для умножения и деления, почти у всех арифмометров есть устройство, отображающее количество сложений и вычитаний — счётчик оборотов (так как умножение и деление чаще всего реализовано как последовательные сложения и вычитания). Арифмометры могут выполнять сложение и вычитание, но на примитивных рычажных моделях (например, на арифмометре «Феликс») эти операции выполняются медленно — быстрее, чем умножение и деление, но медленнее, чем сложение и вычитание на простейших суммирующих машинах или вручную[8].
При работе на арифмометре порядок действий всегда задаётся вручную — непосредственно перед каждой операцией следует нажать соответствующую клавишу или повернуть соответствующий рычаг. Программируемых аналогов арифмометров практически не существовало[источник не указан 2076 дней].
Модели арифмометров
[править | править код] | В статье есть список источников, но в этом разделе не хватает сносок. |
-
Счётная машинка «Феликс» (Музей воды, Санкт-Петербург) -
Арифмометр «ВК-1», 1951 год -
Арифмометр «ВК-2» -
Арифмометр Facit CA 1-13 -
Mercedes R38SM
Модели арифмометров различались в основном по степени автоматизации (от неавтоматических, способных самостоятельно выполнять только сложение и вычитание, до полностью автоматических, снабжённых механизмами автоматического умножения, деления и некоторыми другими) и по конструкции (наиболее распространены были модели на основе колеса Однера и валика Лейбница).
Неавтоматические и автоматические машины выпускались в одно и то же время. Автоматические были гораздо удобнее, но стоили заметно дороже. Например, по данным каталога центрального бюро технической информации приборостроения и средств автоматизации (1958 года выпуска), в 1956 году арифмометр «Феликс» стоил 110 рублей, а вычислительная машина «ВММ-2» — 6000.
В культуре
[править | править код]Жюль Верн в своём раннем, не опубликованном при жизни фантастико-футурологическом романе «Париж в XX веке»[9] описывает механические вычислительные устройства, напоминающие сильно увеличенные арифмометры, одновременно похожие на рояль и представляющие собой дальнейшее усовершенствование моделей, которые создал Тома де Кольмар. Это единственное описание вычислительной техники у Жюля Верна[10].
Артур Конан Дойль в повести «Знак четырёх» использовал арифмометр как символ машинной точности мышления: именно с этим устройством доктор Ватсон сравнивает Шерлока Холмса[11].
Русский поэт Сергей Нельдихен в 1920-х годах задавал риторический на тот момент вопрос: «Арифмометр изобрели. А рифмометр?»[12].
Министр экономического развития России Алексей Улюкаев, получив в подарок на юбилей арифмометр «Феликс», назвал его «очень хорошей вещью»[7].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Н. Идельсон и Э. Гагенторн (возм. И. Э. Гаген-Торн) Вычислительные машины // Большая советская энциклопедия / О. Ю. Шмидт. — 1-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1991. — Т. 14. — 432 с. — столбец 65.
- ↑ 1 2 3 4 5 Владимир Тучков. Цифровая мельница XVII века. Вокруг света (12 декабря 2006). Дата обращения: 21 июня 2016. Архивировано 16 августа 2016 года.
- ↑ 1 2 3 Олег Макаров. Килобайты шестерёнок: Жизнь без компьютеров // Популярная механика : журнал. — 2008. — № 74. Архивировано 26 апреля 2016 года.
- ↑ История вычислительной техники. Дата обращения: 16 октября 2023. Архивировано 8 декабря 2022 года.
- ↑ История с вычислениями. Эпизод второй: генеалогия арифмометра
- ↑ Чебышев Пафнутий Львович / Б. В. Гнеденко // Чаган — Экс-ле-Бен. — М. : Советская энциклопедия, 1978. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 29).
- ↑ 1 2 3 Ксения Шестакова. Какие задачи может решить «машинка прогноза» Улюкаева. Hi-Tech Mail.ru (24 марта 2016). Дата обращения: 17 июня 2016. Архивировано 10 августа 2016 года.
- ↑ Как утверждается в книге «Счётные машины» (написанной Евдокимовым, Евстигнеевым и Криушином), умножение и деление на арифмометре «Феликс» оказывается в 4 — 5 раз быстрее, чем на счётах, а сложение и вычитание — в 1,3 — 1,7 раз медленнее. Стоит, однако, иметь в виду, что скорость подсчётов на счётах в большой степени зависит от навыка работы с ними.
- ↑ Жюль Верн. Париж в XX веке на сайте «Лаборатория Фантастики»
- ↑ В. В. Шилов. История вычислительной техники за рубежом. Жюль Верн и вычислительные машины. www.computer-museum.ru. Дата обращения: 17 июня 2016. Архивировано 10 апреля 2016 года.
- ↑ Арья Розенхольм, Ирина Савкина. Дело Шерлока Холмса // Топографии популярной культуры: Сборник статей. — Новое Литературное Обозрение, 2015-09-28. — 602 с. — ISBN 9785444804117.
- ↑ Арифмометр? svpressa.ru. Дата обращения: 17 июня 2016. Архивировано 15 августа 2016 года.
Литература
[править | править код]- Организация и техника механизации учёта; Б. Дроздов, Г. Евстигнеев, В. Исаков; 1952
- Счётные машины; И. С. Евдокимов, Г. П. Евстигнеев, В. Н. Криушин; 1955
- Вычислительные машины, В. Н. Рязанкин, Г. П. Евстигнеев, Н. Н. Тресвятский. Часть 1.
- Каталог центрального бюро технической информации приборостроения и средств автоматизации; 1958
Документалистика
[править | править код]- Документальный фильм из цикла «Первые в мире». ООО «Голд Медиум» по заказу ВГТРК. 2019 г (2018-04-27). "Арифмометр Однера". 13 мин. Россия-Культура.
{{cite episode}}:|series=пропущен или пуст (справка)
Ссылки
[править | править код]
- Арифмометр // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Arif-ru — Сайт об арифмометрах
- Самый древний компьютер: история первого арифмометра // Популярная механика, 5.02.2022
- John Wolff’s Web Museum: Описания множества типичных арифмометров, достаточно полная информация (англ.) /вебархив/
- rechnerlexikon.de — Большой сайт, посвящённый механическим вычислительным машинам. (нем.)
 |
|---|
