Механикалық калькуляторлар: тісті дөңгелектер арқылы сандарды қосу, алу, көбейту, бөлуге арналған 19-20 ғ. құрылғылар. Тісті дөңгелек калькуляторлары туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Механикалық калькулятордың түрі
Type of mechanical calculator
Тісті дөңгелектер арқылы есептеуді жүзеге асыратын, 1685 жылдан бері сипатталған және 19-20 ғасырларда кең таралған механикалық калькулятордың бір түрі – тісті дөңгелек калькуляторы. Бұл дөңгелектердің (тісті дөңгелектердің) тістерінің саны реттеліп, 0-ден 9-ға дейін тістерді көрсетуге мүмкіндік беретін жаққа орналасқан тұтқа арқылы орнатылатын. Осы дөңгелектерді санау механизмімен байланыстыру арқылы жаңа типтегі калькулятор құрылды. Дөңгелектерді бір бағытта бұрғанда қосу, ал екінші бағытта алу амалы орындалады. Арифмометрді жаңарту барысында, бұл калькуляторлардың құны мен көлемі айтарлықтай төмендеді, олардың көмегімен төрт негізгі амал (қосу, алу, көбейту және бөлу) оңай орындалатын болды. Томас арифмометрінің (1850 жылдары өндірілген) және Однер арифмометрінің (1890 жылдары өндірілген) табысы тісті дөңгелек калькуляторларының кең таралғандығына ықпал етті.
A pinwheel calculator is a class of mechanical calculator described as early as 1685, and popular in the 19th and 20th century, calculating via wheels whose number of teeth were adjustable. These wheels, also called pinwheels, could be set by using a side lever which could expose anywhere from 0 to 9 teeth, and therefore when coupled to a counter they could, at each rotation, add a number from 0 to 9 to the result. By linking these wheels with carry mechanisms a new kind of calculator engine was invented. Turn the wheels one way and one performs an addition, the other way a subtraction. As part of a redesign of the arithmometer, they reduced by an order of magnitude the cost and the size of mechanical calculators on which one could easily do the four basic operations (add, subtract, multiply and divide). Pinwheel calculators became extremely popular with the success of Thomas' Arithmometer (manufactured 1850s) and Odhner Arithmometer (manufactured 1890s).
Тарих
1685 жылы жазылған "Machina arithmetica in qua non additio tantum et subtractio sed et multiplicatio nullo, diviso vero paene nullo animi labore peragantur" атты еңбегінде Лейбниц екі бөлек машинаны біріктіру арқылы жасалған арифметикалық машинаны сипаттады, бірі қосу/алу, екіншісі көбейту/бөлу үшін. Паскальдің калькуляторы қосу және алу амалдарын орындау үшін пайдаланылатын (оны Паскальдің есептеу жәшігі деп атады), ал көбейту мен бөлу үшін жылжымалы тістері бар доңғалақты машина қолданылатын болды. Лейбництің бұл шыршалы машинасын құрастырғанына дәлел жоқ, бірақ оның Лейбниц дөңгелегі, жылжитын санау дөңгелегімен қосылғанда, тістердің өзгермелі санымен торапқа түсуге қабілетті, бұл тістердің өзгермелі санымен жұмыс істейтін құрылымды іске асырудың жолы болған сияқты. 1709 жылы Джованни Полени шыршалы механизмді пайдаланатын ағаштан жасалған сағат есептегішін құрастырды; ол Антониус Браунның өзінің машинасы үшін император Карл VI-ға арнағаны үшін 10 000 гульден алғанын естігеннен кейін оны жойды. Полени машинасының сипаттамасын 1709 жылы Miscellanea еңбегінде берген, ал 1727 жылы жарық көрген "Машиналардың жалпы теориясы" ("Theatrum Machinarum Generale") атты еңбегінде Якоб Леупольд та оны сипаттады. Антоний Браун Швабияда туған; 1727 жылы императорға ұсынған машинасы цилиндр пішіндес және болат, күміс және мыстан жасалған; ол әдемі безендірілген және Ренессанс дәуірінің үстел сағатына ұқсады. Ол төрт амалдың барлығын орындай алады. Машинаның үстіне жазылған императорға арналған арнауында: "білімсіз адамдарға қосу, алу, көбейту және тіпті бөлуді жеңілдету үшін" деп жазылған. 1775 жылы Ұлыбританияның лорды Стэнхоп шыршалы машинаны жобалады. Ол тіктөртбұрышты қорапқа орнатылып, қабылдағышы болған. Ол сондай-ақ 1777 жылы Лейбниц дөңгелектерін пайдаланатын машинаны жобалады. 1842 жылы француз өнертапқышы Дидье Рот осы үлгідегі машинаны патенттеді және құрастырды. 1845 жылы польшалық сағатшы Израил Стаффель Варшавадағы өнеркәсіптік көрмеде өзінің шыршалы машинасын таныстырды және 1851 жылы Лондондағы Ұлы көрмеде алтын медаль жеңіп алды. Фрэнк Болдуин 1872 жылы АҚШ-та шыршалы калькуляторды ойлап тапты. Санкт-Петербургта, Ресейде, Уилгот Теофил Однер 1874 жылы арифмометрді ойлап тапты және 1890 жылы ол жаппай өндірілген алғашқы шыршалы калькулятор болды. Оның өнеркәсіптік өндірісі Однердің шеберханасында басталды: В. Т. Однер, Maschinenfabrik & Metallgiesserei, содан кейін 1891 жылы Однер Гилл зауытына (фабрика Однера Гиля) көшті. Однер типті калькуляторлар Америка Құрама Штаттарына қарағанда Еуропада (әсіресе Германияда) көбірек танымал болды. Grimme, Natalis & Co. компаниясы 1892 жылы Однердің патенттеріне құқықтарды сатып алып, көп ұзамай Германияның Брансвик қаласында өндірісті бастады. Олар өз машиналарын Брунсвига тауарлық белгісімен (Brunsviga – Брансвик қаласының латынша атауы, неміс тілінде Braunschweig) сатты; олар өздері өте табысты болды және Однердің көшірмелерін жасаушылардың бірінші буыны болды. 1924 жылы Ресейдің Чека басшысы Феликс Дзержинский арифмометрлерді өндіруді бастады. Кейін олар "Феликс арифмометрі" деп аталды және 1970 жылдарға дейін Кеңес Одағында кеңінен қолданылды, "Темір Феликс" деген атпен танымал болды.
In "Machina arithmetica in qua non additio tantum et subtractio sed et multiplicatio nullo, diviso vero paene nullo animi labore peragantur", written in 1685, Leibniz described an arithmetic machine he had invented that was made by linking two separate machines, one to perform additions/subtractions and one for multiplications/divisions. Pascal's calculator was to be used for additions and subtractions (he called it the calculating box of Pascal) and a machine using wheels with movable teeth was to be used for multiplications and divisions. There is no evidence that Leibniz constructed this pinwheel machine, but his Leibniz wheel, which, when coupled to a sliding counting wheel, can mesh with a variable number of teeth, seems to have been his way of implementing a variable number of teeth design. Giovanni Poleni by 1709 had built a wooden calculating clock calculator that used a pinwheel design; he destroyed it after hearing that Antonius Braun had received 10,000 Guldens for dedicating a pinwheel machine of his own design to the emperor Charles VI of Vienna. Poleni described his machine in his Miscellanea in 1709, but it was also described by Jacob Leupold in his Theatrum Machinarum Generale, ("The General Theory of Machines") which was published in 1727. Antonius Braun was a native of Swabia; his machine, which he presented to the emperor in 1727, was cylindrical in shape and was made of steel, silver and brass; it was finely decorated and looked like a renaissance table clock. It could perform all four operations. His dedication to the emperor engraved on the top of the machine also reads " to make easy to ignorant people, addition, subtraction, multiplication and even division". Lord Stanhope of the United Kingdom designed a pinwheel machine in 1775. It was set in a rectangular box with a handle on the side. He also designed a machine using Leibniz wheels in 1777. Dr. Didier Roth, a French inventor, patented and built a machine based on that design in 1842. Izrael Staffel, a polish clockmaker introduced his pinwheel machine in 1845 at an industrial exposition in Warsaw, Poland and won a gold medal in 1851 at The Great Exhibition in London. Frank S. Baldwin invented a pinwheel calculator in the United States in 1872. In St. Petersburg, Russia, Wilgott Theophil Odhner invented his arithmometer in 1874 and in 1890 it became the first pinwheel calculator to be mass manufactured. Its industrial production started in Odhner's workshop: W. T. Odhner, Maschinenfabrik & Metallgiesserei and then moved to the Odhner Gill factory (фабрика Однера Гиля) in 1891. Odhner type calculators were more popular in Europe (particularly in Germany) than in the United States. Grimme, Natalis & Co. bought the rights to Odhner's patents in 1892 and soon after started production in Brunswick, Germany. They sold their machines under the Brunsviga brand name (Brunsviga is the Latin name of the town of Brunswick, just as Braunschweig is its name in German); they became very successful on their own and were the first of a long line of Odhner clone makers. In 1924, Felix Dzerzhinsky, the head of the Russian Cheka, initiated the manufacturing of arithmometers. Later they were named arithmometer Feliks and served in the Soviet Union well into the 1970s, popularly known under the name "Iron Feliks".
Операция
Осы типтегі машиналардың жұмысы қажетті санды орнату үшін тұтқаларды немесе ручкаларды тартып орындалды. Қосу, алу, көбейту және бөлу айналмалы барабандар арқылы жасалды. Қосу үшін олар бір бағытта айналды, ал алу үшін бағыт кері қайтарылды. Көбейту үшін айналымдар қосу сияқты бірдей бағытта, ал бөлу үшін алу сияқты бірдей бағытта қайталанды. Екі жиындық сандарды көрсетуге арналған дискіден құралған құрал болды. Олардың біреуінде жиынтық сомалар, екіншісінде қосылған, алынған, көбейтілген немесе бөлінген сан пайда болды. (Офистік құралдар жөніндегі нұсқаулық, 88-бет)
"The operation of machines of this type was accomplished by means of pulling levers or knobs to set up the desired number. Addition, subtraction, multiplication, and division were accomplished by means of revolving drums. For addition they revolved in one direction, and for subtraction the direction was reversed. For multiplication the revolutions were repeated in the same direction as for addition, and for division they were repeated in the same direction as for subtraction. Two sets of dials provided a means of reading totals. In one the accumulation of totals appeared; in the other, there appeared the figure which was added, subtracted, multiplied, or divided." (The Office Appliance Manual, p. 88)