Арифмометр

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Арифмометр 1932 года выпуска.

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]. При сложных расчётах арифмометр выполняет вспомогательную функцию, поскольку производит только четыре арифметических действия, и качество расчётов зависит от аккуратности и внимательности пользователя[3]. Также он не может работать с конечными разностями и потому не способен давать приближённые решения дифференциальных уровнений[2].

Чаще всего арифмометры были настольными, изредка встречались карманные модели (Curta). Этим они были похожи на другие настольные механические счетные машины типа Comptometer, Contex-10 или ВММ-2, но отличались от больших напольных вычислительных машин, таких как табуляторы (Т-5М) или механические компьютеры (Z-1, Разностная машина Чарльза Бэббиджа).

Исторический обзор[править | править вики-текст]

Одним из древнейших арифмометров иногда считается греческий антикитерский механизм. Позднее схему подобного арифмометру механизма нарисовал Леонардо да Винчи[3]. Это устройство датируется 1500 годом и представляет собой 13-разрядную суммирующую машину на десятизубых колёсах. Однако в своё время идеи Леонардо никакого распространения не получили[2].

Другой неизвестный современникам арифмометр был создан Вильгельмом Шиккардом в 1623 году. Согласно чертежам, устройство представляло собой 6-разрядную машину из трёх узлов: устройства сложения-вычитания, множительного и блока записи промежуточных результатов[2]. Также в XVII веке были созданы «паскалина» Блеза Паскаля и арифмометр Лейбница[3].

В 1674 году была создана машина Морленда. В 1709 году итальянский учёный маркиз Джованни де Полени представил свою модель арифмометра. В 1820 году Тома де Кольмар начал серийный выпуск арифмометров, в целом сходных с арифмометром Лейбница, но имевших ряд конструктивных отличий. В 1850-х годах П. Л. Чебышёв создал первый в России арифмометр. В 1890 году 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[4].

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 вики-текст]

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 «Феликсе» 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[4].

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 абсолютно точным.

Арифмометры предназначались в первую очередь для умножения и деления. Поэтому почти у всех арифмометров есть устройство, отображающее количество сложений и вычитаний — счётчик оборотов (так как умножение и деление чаще всего реализовано как последовательное сложение и вычитание. Арифмометры могут выполнять сложение и вычитание. Но на примитивных рычажных моделях (например, на арифмометре «Феликс») эти операции выполнялись очень медленно — быстрее, чем умножение и деление, но заметно медленнее, чем на простейших суммирующих машинах или даже вручную[5].

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.

Модели арифмометров[править | править вики-текст]

Модели арифмометров различались в основном по степени автоматизации (от неавтоматических, способных самостоятельно выполнять только сложение и вычитание, до полностью автоматических, снабженных 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 г), в 1956 году «Феликс» стоил 110 рублей, а ВММ-2 — 6000.

В культуре[править | править вики-текст]

Жюль Верн в своём раннем, не опубликованном при жизни, фантастико-футурологическом романе «Париж 100 лет спустя»[6], 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[7].

Артур Конан Дойль в повести «Знак четырёх» использовал арифмометр как символ машинной точности мышления: именно с этим устройством доктор Ватсон сравнивает Шерлока Холмса[8].

Русский поэт Сергей Нельдихен в 1920 годах задавал риторический на тот момент вопрос: «Арифмометр изобрели. А рифмометр?»[9].

Министр экономического развития России Алексей Улюкаев, получив в подарок на юбилей арифмометр «Феликс», назвал его «очень хорошей вещью»[4].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 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.
  2. 1 2 3 4 5 Владимир Тучков. Цифровая мельница XVII века (рус.). Вокруг света (12 декабря 2006 года). Проверено 21 июня 2016.
  3. 1 2 3 4 Олег Макаров Килобайты шестеренок: Жизнь без компьютеров // Популярная механика : журнал. — 2008. — № 74.
  4. 1 2 3 Ксения Шестакова. Какие задачи может решить «машинка прогноза» Улюкаева (рус.). Hi-Tech Mail.ru (24 марта 2016 года). Проверено 17 июня 2016.
  5. Как утверждается в книге «Счётные машины» (Евдокимов, Евстигнеев, Криушин), умножение и деление на Феликсе 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 очень большой степени зависит от навыка работы с ними.
  6. Жюль Верн. Париж в ХХ веке на сайте «Лаборатория Фантастики»
  7. В. В. Шилов. История вычислительной техники за рубежом. Жюль Верн и вычислительные машины. www.computer-museum.ru. Проверено 17 июня 2016.
  8. Арья Розенхольм, Ирина Савкина. Дело Шерлока Холмса // Топографии популярной культуры: Сборник статей. — Новое Литературное Обозрение, 2015-09-28. — 602 с. — ISBN 9785444804117.
  9. Арифмометр?. svpressa.ru. Проверено 17 июня 2016.

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  1. Организация и техника механизации учёта; Б. Дроздов, Г. Евстигнеев, В. Исаков; 1952
  2. Счётные машины; И. С. Евдокимов, Г. П. Евстигнеев, В. Н. Криушин; 1955
  3. Вычислительные машины, В. Н. Рязанкин, Г. П. Евстигнеев, Н. Н. Тресвятский. Часть 1.
  4. Каталог центрального бюро технической информации приборостроения и средств автоматизации; 1958

Ссылки[править | править вики-текст]