Шахматные часы: история, устройство и эволюция

Введение

Два смежных таймера с кнопками старта/стопа – устройство с двумя смежными таймерами, используемое в шахматах и других играх.

Шахматные часы – это устройство, состоящее из двух смежных таймеров с кнопками, позволяющими остановить один таймер и одновременно запустить другой, чтобы они никогда не работали одновременно. Таймеры используются в играх, где время распределяется между двумя участниками. Их назначение – отслеживать общее время, затраченное каждым участником, и предотвращать задержки. Участники могут тратить больше или меньше времени на каждый отдельный ход. Шахматные часы впервые получили широкое распространение в турнирах по шахматам, начиная с соревнования на Лондонском турнире 1883 года. Их часто называют игровыми таймерами, поскольку с тех пор их использование распространилось на турниры по Скрабблу, сёги, Го и почти на все соревновательные настольные игры для двух игроков, а также на другие виды игр. Существуют различные конструкции шахматных часов, и на них могут использоваться различные методы контроля времени, причём самый простой из них – "внезапная смерть".

Описание

Шахматные часы состоят из двух расположенных рядом часов с кнопками, позволяющими остановить одни часы и одновременно запустить другие, чтобы они никогда не работали одновременно. Эти устройства используются в шахматах и других играх для двух игроков, где игроки ходят по очереди. Их назначение – контролировать общее время, затраченное каждым игроком на свои ходы, и не допускать неоправданных задержек в игре. Изобретенные Томасом Брайтом Уилсоном из Манчестерского шахматного клуба, часы впервые были использованы во время соревнований на Лондонском турнире 1883 года. Шахматные часы получили широкое распространение в турнирной практике и часто называются игровыми часами. С тех пор их применение распространилось на турниры по Скрабблу, сёги, Го и практически на все соревновательные настольные игры для двух игроков, а также на другие виды игр. Они также применяются в некоторых судебных процессах, где каждой стороне выделяется определенное время для представления аргументов.

Аналоговые игровые часы

На аналоговых часах имеется флажок, который падает, чтобы обозначить точный момент истечения времени игрока. Аналоговые часы используют механические кнопки. Нажатие кнопки со стороны одного игрока физически останавливает ход часов этого игрока и освобождает часы соперника. К недостаткам механических часов относятся точность, синхронизация двух часов и соответствие индикаторов (флажков) истечения времени. Дополнительное время сложно добавлять для более сложных систем контроля времени, особенно тех, которые предусматривают добавление времени (инкремент) или задержку после каждого хода, как, например, в некоторых формах бёёми.

Ранняя разработка цифровых игровых часов

В 1973 году, чтобы решить проблемы, связанные с аналоговыми шахматными часами, Брюс Чейни, студент-электротехник (EE) и шахматист Корнелльского университета, создал первые цифровые шахматные часы в качестве проекта для курса электротехники для студентов бакалавриата. Как и большинство изобретений, они были несовершенны по сравнению с продуктами, появившимися на рынке спустя много лет, и ограничивались технологиями того времени. Например, дисплей был реализован на красных светодиодах, что требовало значительной мощности, и, следовательно, часы необходимо было подключать к розетке. Высокая стоимость светодиодов в то время означала, что можно было отображать только один набор цифр: время игрока, которому предстояло сделать ход. Это означало, что время каждого игрока необходимо было отображать последовательно, когда его время шло. В 1973 году микросхемы LSI были недоступны и дороги, поэтому все мультиплексирование и логика были реализованы с использованием микросхем, состоящих из четырех двухвходовых логических элементов NAND на транзисторах TTL, что приводило к чрезмерному энергопотреблению. Подключение к розетке, очевидно, было серьезным недостатком, но имело одно преимущество: временная база часов работала от выпрямленной частоты сети переменного тока. У каждого игрока был отдельный счетчик, и, аналогично оригинальной механической конструкции, счетчик одного игрока отключался, пока работал счетчик другого. Часы имели только один режим: время шло вперед. Их можно было сбросить, но не установить. Они не подсчитывали количество ходов. Однако они успешно решили первоначальные задачи проекта (точный и синхронизированный отсчет времени). Первые коммерчески доступные цифровые шахматные часы были запатентованы в 1975 году Джозефом Меши и Джеффри Р. Понсором. Они назвали их Micromate 80. Был изготовлен только один экземпляр, который был протестирован шахматистами на нескольких турнирах. Три года спустя был выпущен значительно улучшенный Micromate 180 вместе с диссертацией Меши для получения степени MBA "Анализ спроса на новый продукт (цифровые шахматные часы)" в Государственном университете Сан-Диего, в то время как Меши и Понсор продолжали разрабатывать цифровые игры.

In 1973, to address the issues with analog clocks, Bruce Cheney, a Cornell University electrical engineering (EE) student and chess player, created the first digital chess clock as a project for an undergraduate EE course. Typical of most inventions, it was crude compared to the products on the market many years later and was limited by the technology that existed at the time. For example, the display was implemented via red LEDs, which required significant power and, as a result, the clock had to be plugged into a wall outlet. The high cost of LEDs at the time meant that only one set of digits could be displayed: that of the player whose turn it was to move. This meant that each player's time had to be multiplexed to the display when their time was running. In 1973, LSI chips were not readily or cheaply available, so all the multiplexing and logic was enabled using chips consisting of four two input TTL NAND gates, resulting in excessive power consumption. Being plugged into the wall is obviously a major drawback, but had one advantage: the timebase for the clock was driven off a rectified version of the alternating current mains frequency. Each player had a separate counter and, in a parallel to the original mechanical architecture, one player's counter was disabled while the other's was running. The clock only had one mode: time ran forward. It could be reset, but not set. It did not count the number of moves. But it successfully addressed the original goals of the project (accurate and matched timing). The first commercially available digital chess clock was patented in 1975 by Joseph Meshi and Jeffrey R. Ponsor. They named it the Micromate 80. There was only one made and this was tested by chess players in multiple tournaments. Three years later a much improved Micromate 180 was produced alongside Meshi's MBA thesis, "Demand Analysis for a New Product (The Digital Chess Clock)", at San Diego State University, while Meshi and Ponsor continued to develop digital gaming.

Часы Фишера и связанные с ними конструкции

Цифровые часы и онлайн-игры стимулировали эксперименты с более разнообразными и сложными системами контроля времени, чем традиционные. Контроль времени широко применяется в современных шахматах, используя различные методики. Одним из заметных нововведений, получивших широкое признание в шахматном мире, стало предложение бывшего чемпиона мира Бобби Фишера, который в 1988 году подал заявку на патент США № 4884255 (выдан в 1989 году) на новый тип цифровых шахматных часов. Часы Фишера предоставляли каждому игроку фиксированное время в начале партии и добавляли небольшую прибавку после каждого хода. Джозеф Меши назвал это "накоплением", так как это было ключевой особенностью его запатентованного Micromate 180 (патент США № 4,247,925, 1978 год). В настоящее время большинство турниров высшего уровня и турниров, проводимых за пределами США, используют систему Фишера. Растет число турниров более низкого уровня в США, которые также начинают применять систему Фишера. Другие аспекты патента Фишера, такие как синтезированный голос, объявляющий оставшееся время, тем самым избавляя игроков от необходимости постоянно смотреть на часы, не получили распространения. В США по-прежнему широко используется отсрочка, но приращение становится все более популярным.

Методы отсчета времени

Внезапная смерть: Самый простой контроль времени – это «внезапная смерть», при котором игроки должны сделать заранее определенное количество ходов за отведенное время или немедленно проиграть. Особенно популярен вариант блица, в котором каждому игроку дается короткое время, например, пять минут, на прохождение всей партии. Инкремент (также известен как бонус и система Фишера, поскольку бывший чемпион мира по шахматам Бобби Фишер запатентовал этот метод начисления времени): к основному времени игрока добавляется определенное количество времени после каждого хода, если только у игрока не истекло основное время до завершения хода. Например, при контроле времени 90+30 (девяносто минут основного времени на игрока с тридцатисекундным инкрементом за каждый ход) к основному времени каждого игрока добавляется тридцать секунд после каждого хода, если только у игрока не закончилось основное время. Согласно правилам ФИДЕ и US Chess, инкремент применяется и к первому ходу. Например, при контроле 3+2 каждый игрок начинает с трех минут и двух секунд на первом ходу. Не все электронные часы автоматически добавляют инкремент за первый ход, поэтому в тех случаях, когда это не происходит, время инкремента необходимо добавлять вручную к основному времени, чтобы каждый игрок получил инкремент за первый ход. В онлайн-шахматах игроки могут делать несколько предварительных ходов (например, перемещать коня вперед-назад), чтобы получить дополнительное время на обдумывание и/или избежать истечения времени. Задержка Бронштейна (названа в честь гроссмейстера Давида Бронштейна, который изобрел этот метод начисления времени): этот метод добавляет время, но, в отличие от инкремента, максимальное количество времени добавляется не всегда. Если игрок тратит на ход больше времени, чем установленная задержка, то к часам игрока добавляется вся задержка, но если игрок делает ход быстрее, чем задержка, добавляется только точное количество времени, затраченное на ход. Например, если задержка составляет десять секунд, и игрок тратит десять или более секунд на ход, после завершения хода добавляется десять секунд. Если игрок тратит пять секунд на ход, после завершения хода добавляется пять секунд. Это гарантирует, что основное время на часах никогда не увеличится, даже если игрок делает быстрые ходы. Как и в случае с инкрементом, время задержки применяется к первому ходу согласно правилам ФИДЕ и US Chess. Простая задержка (также известная как US delay): при этом методе часы ждут окончания периода задержки после каждого хода, прежде чем начать отсчет основного времени игрока. Например, если задержка составляет десять секунд, часы ждут десять секунд после каждого хода, прежде чем начать отсчет основного времени. Задержка Бронштейна и простая задержка очень похожи, но не идентичны. В задержке Бронштейна время добавляется после завершения хода; это различие может быть критичным, когда у игрока заканчивается время. Преимущество задержки Бронштейна заключается в том, что игрок всегда может быстро увидеть, сколько времени у него осталось на следующий ход, не прибавляя в уме основное время и задержку. Преимущество простой задержки заключается в том, что игрок всегда может определить, отсчитывается ли время задержки или основное время. Простая задержка чаще всего используется в США, в то время как задержка Бронштейна – в большинстве других стран.

Sudden death: The simplest time control is "sudden death", in which players must make a predetermined number of moves in a certain amount of time or forfeit the game immediately. A particularly popular variant is blitz chess, in which each player is given a short time, such as five minutes, on the clock in which to play the entire game. Increment (also known as Bonus and Fischer since former World Chess Champion Bobby Fischer patented this timing method): a specified amount of time is added to the players main time each move, unless the player's main time ran out before they completed their move. For example, if the time control is 90+30 (ninety minutes of main time per player with a thirty second increment each move), each player gets an additional thirty seconds added to their main time for each move, unless the player's main time ran out first. Under FIDE and US Chess rules, the increment is applied to the first move as well. For example, for 3+2 each player starts with three minutes and two seconds on the first move. Not all digital clocks automatically give the increment for move one and thus for those that don't, the increment time has to be added manually to the main time so each player gets the increment for move one. In online chess, players may make multiple premoves (such as moving a knight back and forth) to give them additional time to think and/or avoid running out of time. Bronstein delay (named after Grandmaster David Bronstein who invented this timing method): this timing method adds time but, unlike Increment, the maximum amount of time is not always added. If a player expends more than the specified delay then the entire delay is added to the player's clock, but if a player moves faster than the delay, only the exact amount of time expended by the player is added. For example, if the delay is ten seconds and a player uses ten or more seconds for a move, ten seconds is added after they complete their move. If the player uses five seconds for a move, five seconds is added after they complete their move. This ensures that the main time left on the clock can never increase even if a player makes fast moves. As with Increment, the delay time is applied to the first move under FIDE and US Chess rules. Simple delay (also known as US delay): with this timing method, the clock waits for the delay period each move before the player's main time starts counting down. For example, if the delay is ten seconds, the clock waits for ten seconds each move before the main time starts counting down. Bronstein delay and Simple delay are very similar, but not equal. In Bronstein delay the amount of time is added after the move has been made; this distinction may be crucial when a player is running out of time. The advantage of Bronstein delay is that a player can always quickly see exactly how much time they have for their next move without having to mentally add the main and delay time. The advantage of Simple delay is that a player can always tell whether the time that is counting down is the delay time or the main time. Simple delay is the form of delay most often used in the US, while Bronstein delay is the form of delay most often used in most other countries.

Стратегия

Игроки могут тратить больше или меньше времени на любой отдельный ход. Начальные ходы в шахматах часто делаются быстро из-за их известности, что позволяет игрокам уделить больше времени обдумыванию более сложных и незнакомых позиций в дальнейшем. В партиях в медленном темпе не является редкостью, когда игрок отходит от стола, однако часы отсутствующего игрока продолжают идти, если наступила его очередь хода, или запускаются, если его соперник делает ход.