в каком году появились калькуляторы
Тернистый путь калькулятора: история развития
В современном мире калькулятор давно перестал быть чем-то необычным. Он есть практически у каждого и зачастую даже не как отдельное устройство, а в виде программ для смартфонов, планшетов, персональных компьютеров. Однако, давайте рассмотрим это привычное для всех устройство немного под другим ракурсом, взглянем на него через призму времени. Пройдем вместе этот сложный и удивительный путь, как шаг за шагом под действием человеческой мысли путем проб и ошибок приближались к созданию совершенного устройства.
С древних времен человеку необходимо было производить арифметические вычисления и первое из известных вычислительных устройств появилось в Древнем Вавилоне. Это был абак, предок уже почти современных счет.
Абак
Но деловые люди требовали быстроты вычислений и поэтому не останавливалось на достигнутом, изобретая все новые и новые устройства. Одним из выдающихся достижений инженерной мысли античных изобретателей является антикитерский механизм, датируемый приблизительно 100 годом до нашей эры. Механизм представлял собой прямоугольный корпус, на передней и задней панелях которого располагались циферблаты со стрелками, внутри располагалось не менее тридцати шестеренок. С помощью механизма производились астрономические расчеты.
И вот канцелярские столы контор и учреждений прочно и надолго заняли счёты. Предельно простые, удобные, а в умелых руках надежные. У посетителя кабинета их резвое цоканье вызывало благоговейный трепет.
Арифмометр
В 1623 году Вильгельм Шиккард, немецкий астроном и математик, изобрел первый арифмометр после антикитерского механизма. Арифмометр состоял из суммирующего и множительного устройств, на которых вычисления производились при вращении шестеренок.
1646 год. Блез Паскаль создал суммирующую машину.
Арифмометр
Принципиально она мало отличалась от арифмометра Вильгельма Шиккарда, но из-за того что шестеренки вращались лишь в одну сторону, все арифметические действия, кроме суммирования, требовали сложных вычислений.
В виду того, что процесс производства и использования арифмометров был довольно сложен, их созданием и проектированием практически не занимались. И только в 1820 году запатентован первый механический калькулятор. Его создателем был Шарль де Кольмар. В 1844 году его калькулятор уступил первенство вычислительному устройству Рота, а потом и арифмометру Стаффела. С этого момента, в результате обострившейся конкуренции, происходит бурное развитие вычислительной техники. А кроме конкуренции развитие промышленности подстегнуло рост торговли. А там, сами понимаете, только успевай считать. Калькуляторы начинают принимать привычный облик. К середине XX века начинается обширное производство вычислительных устройств с электрическим приводом. Еще немного и калькуляторы становятся доступными для массового использования.
ANITA MK VIII
Первым, по настоящему массовым калькулятором английского производства, стал ANITA MK VIII, выпущенный в 1961 году.
ANITA MK VIII
Работал он на газоразрядных лампах. На передней панели располагалась клавиатура для ввода числа и задания множителя. Через три года в США начинается массовый выпуск транзисторного калькулятора FRIDEN 130. К 70-м годам рынок вычислительных устройств стремительно развивается и они становятся более совершенными, более компактными.
FRIDEN 130
Современные калькуляторы во всем своем многообразии делятся, в зависимости от целевой сферы применения, на простейшие, инженерные, финансовые, бухгалтерские, программируемые и даже графические, позволяющие строить графики. Без особых усилий и затрат времени можно производить расчеты в разнообразных сферах, например, медицинские и статистические.
Возможно, кто-то решит, что это предел, дальнейшее развитие не возможно. Такие люди находились всегда и лишь единицы, несмотря ни на что, мечтали, творили, падали и вставали, создавали наш современный мир. История создания вычислительных устройств есть яркое тому свидетельство.
Калькулятор – изобретение, делающее нашу жизнь проще
В ХХI веке мы волей-неволей сталкиваемся с числами, денежными единицами и другими бытовыми вещами, требующими определенных расчетов. К счастью, почти всегда у нас под рукой оказывается калькулятор, который облегчает любой вычислительный процесс. Интересно узнать, когда был изобретен этот аппарат, и в каких отраслях, помимо повседневной жизни, его можно использовать.
Сложно представить современный мир, где все подсчеты делались бы не с помощью машин, а вручную. Сколько бы времени тратило человечество на разные вычислительные комбинации, которые не всегда можно разрешить с помощью всеми уже забытых счет. Хотелось бы остановиться на совсем нехитром, казалось бы, технологическом изобретении, как калькулятор. Этот предмет уже давно вошел в обиход человека, поэтому мы не придаем ему особого значения. Но мало кому известно, как появился этот аппарат в нашей жизни, и сколько лет понадобилось для того, чтобы он принял ту форму, к которой мы так привыкли.
Где, кем и когда был изобретен калькулятор
Традиционно прототипом калькулятора принято считать Антикитерейский механизм, который исследователи относят ко II веку до нашей эры. Предположительно греки и римляне использовали этот аппарат для того, чтобы вычислять передвижение небесных тел. Также с помощью механизма можно было складывать, вычитать и делить.
К еще одним, более поздним, прообразам калькулятора причисляют абак, используемый в Древнем Вавилоне, и слегка модернизированный его вариант – счеты, который был в обиходе на Руси с ХV века.
Блез Паскаль в 1643 году изобрел машину по суммированию, которая имела вид коробка с соединенными между друг другом шестеренками, проворачивающимися с помощью небольших колесиков. Каждая шестеренка отвечала одному десятичному разряду. После заданной математической комбинации ответ можно было увидеть в небольшом окошке. Так как механизм делал обороты только в одну сторону, то в основном проводились операции по сложению, хотя можно было и делать другие расчеты, но это занимало длительный процесс времени и требовало больших усилий.
Спустя 20 лет, математиком Готфридом Вильгельмом Лейбницем были внесены некоторые усовершенствования в изобретение Паскаля. Теперь калькулятор мог намного быстрее совершать процессы деления и умножения. Калькулятор Лейбница активно использовался до второй половины ХХ века.
После середины столетия началось действительно активное развитие и использование вычислительной техники. С 1961 года англичане запустили в производство калькулятор для масс ANITA MK VIII, у которого клавиатура состояла из чисел, а работал он газоразрядных ламп. Через несколько лет в США изобрели калькулятор, способный выполнять транзисторные операции, а также в этом же году в производство вышел механизм ВЕГА. С 1965 года фирма Wang Laboratories запустила Wang LOCI-2, с помощью которого можно было вычислять логорифмы. Еще через несколько лет в СССР появился калькулятор, способный заниматься трансцендентными функциями, а США запустила на массовый рынок калькулятор привычного нам размера HP 9100A.
В 1970 году всеми нам известные фирмы Canon и Sharp изобрели расчетный аппарат который весил 800 грамм, что уже намного больше напоминало современный аппарат. Однако изобретение карманного калькулятора причисляют компании Bomwar, выпустившую в 1971 году калькулятор 901B. По своему виду он очень напоминает модерные вычислительные машины.
Далее история возникновения калькуляторов начинает быстро развиваться: появляется множество разнообразной узкопрофильной техники, применяющейся в определенных сферах.
Виды калькуляторов
1) Простейший. Используется для простых вычислительных операций. Подходит для повседневной жизни и для учебы в школе или в университете на нетехнических специальностях. Это небольшой по размеру аппарат, выполняющий минимальное количество функций.
2) Инженерный. Используется в сферах инженерии и науки, производит вычислительные операции различных уровней сложности. Применяется среди научных работников, инженеров, студентов технических специальностей. С помощью этого аппарата можно работать и с естественной, и с плавающей запятой, производить операции с дробями, возводить числа в квадрат, использовать логарифмы, а также некоторые модели поддерживают статистические расчеты.
3) Бухгалтерский. Используется в сфере профессиональных расчетов, включающие денежные обороты. Применяется среди бухгалтеров или же кассиров. Клавиатура имеет большее количество клавиш для расчета больших денежных сумм, содержит большее количество знаков, чем предыдущие модели.
4) Финансовый. Относится к подклассу инженерной расчетной техники. Используется для выполнения финансовых расчетов, а также содержат минимум математических функций вместе с операциями, используемыми в банковской или финансовой сферах.
5) Программируемый. По функциям напоминает инженерный калькулятор. Однако здесь еще есть возможность повторно прокручивать сложные операции при создании и исполнении программ пользователя.
6) Графический. У этого вида калькуляторов есть графический экран, благодаря которому можно работать с графиками функций и даже с некоторыми произвольными рисунками.
Итак, калькулятор – это аппарат, уже укоренившийся, как в повседневной жизни, так и в профильных отраслях. С помощью него можно производить разные по сложности операции, что заметно упрощает и делает комфортной любую работу, требующую расчетов. Это изобретение является полезной находкой для нашего времени, где расчеты, цифры и числа играют далеко не последнюю роль.
История возникновения калькуляторов
Первым прототипом калькуляторов, известным на сегодняшний день, можно назвать Антикитерский механизм, обнаруженный в 1902 году неподалеку от греческого острова Антикитера, на затонувшем римском корабле. Данный механизм предположительно был создан во втором веке до нашей эры и использовался для расчета движения небесных тел, мог выполнять операции по сложению, вычитанию и делению.
К более простым прародителям современных калькуляторов можно отнести абак из Древнего Вавилона, а также его усовершенствованный вариант — счеты, используемые на Руси начиная с XV века.
В 1643 году французским ученым Блезом Паскалем была создана суммирующая машина, которая представляла собой ящик со связанными между собой шестеренками, которые поворачивались специальными колесиками, каждому из которых соответствовал один десятичный разряд. Когда одним из колесиков совершался десятый оборот, происходил сдвиг следующей шестеренки на одну позицию, увеличивавший разряд числа. Ответ после проведения математических действий отображался в окошках над колесиками.
Колесики на суммирующей машине Паскаля вращались только в одну сторону, что позволяло выполнять операции по суммированию, хотя и другие операции были возможны, но требовали довольно сложные и неудобные процедуры выполнения вычислений.
Через 20 лет, в 1673 году немецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц создал свой вариант калькулятора, принцип работы которого был таким же как и у суммирующей машины Паскаля — шестеренки и колесики. Однако в калькулятор Лейбница были добавлены движущая часть, которая стала прообразом подвижных кареток будущих настольных калькуляторов, и рукоятка, крутившая ступенчатое колесо, которое в дальнейшем было заменено на цилиндр. Данные добавления позволили существенно ускорить повторяющиеся операции — умножение и деление. Использование калькулятора Лейбница хоть и незначительно упростило процесс вычисления, но дало толчок другим изобретателям — движущая часть и цилиндр калькулятора Лейбница использовались в вычислительных машинах до середины XX века.
60-тые годы XX века были богаты на события, связанные не только с развитием калькуляторов, но и движением их в массовое использование:
В 1970 году в продажу поступили калькуляторы весом около 800 грамм, которые производились фирмами Canon и Sharp. Эти калькуляторы уже вполне можно было держать в руках. А в СССР в том же году разработали калькулятор с использованием интегральных схем — Искра 111.
Первым же «карманным» калькулятором можно назвать калькулятор 901B фирмы Bomwar, который был выпущена через год — в 1971 году. Его размеры уже вполне соответствовали нашим представления о карманных калькуляторах, хотя бы по длине и ширине, — 13,1 см и 7,7 см соответственно, а его толщина составляла 3,7 см.
Также в 70-х годах появились инженерные и программируемые калькуляторы, калькуляторы с алфавитно-цифровыми индикаторами, а в 1985 — калькулятор фирмы Casio с графическим дисплеем.
Сейчас же нам доступно огромное разнообразие калькуляторов — простых, инженерных, бухгалтерских и финансовых, а также программируемых. Существуют и специализированные калькуляторы — медицинские, статистические и другие.
Калькулятор: история развития
История развития такого вычислительного механизма как калькулятор начинается еще в ХVII веке, а первые прообразы этого аппарата существовали в VI столетии до нашей эры. Само слово «калькулятор» происходит от латинского «calculo», что в переводе означает «считаю», «подсчитываю». Но более детальное изучение этимологии этого понятия показывает, что изначально следует говорить о слове «calculus», которое переводится как «камешек». Ведь изначально именно камешки использовались как атрибут для счета.
Калькулятор – один из самых простых и часто используемых механизмов в повседневной жизни, однако это изобретение имеет большую историю и ценный опыт для развития науки.
Антикитерский механизм
Первым прообразом калькулятора считается Антикитерский механизм, который был обнаружен в начале ХХ века возле острова Антикитер на затонувшем корабле, принадлежавшему Италии. Ученые считают, что механизм можно датировать вторым веком до нашей эры.
Устройство предназначалось для того, чтобы высчитывать движение планет, спутников. Также Антикитерский механизм мог складывать, вычитать и делить.
В то время как торговые отношения между Азией и Европой начинали налаживаться, потребность в разных счетных операциях становилась все больше и больше. Именно поэтому в VI веке был изобретен первый прообраз счетной машины – Абак.
Абак – это небольшая деревянная доска, на которой были сделаны специальные бороздки. В этих небольших углублениях чаще всего лежали камешки или жетоны, обозначающие числа.
Механизм работал по принципу вавилонского счета, в основе которого лежала шестидесятеричная система. Любой разряд числа состоял из 60 единиц и, исходя из того, где располагалось число, каждая бороздка соответствовала количеству единиц, десятков и т.д. Из-за того, что в каждом углублении держать по 60 камешков было достаточно неудобно, то углубления были разделены на 2 части: в одной – камешки, обозначавшие десятки (не больше 5), во второй – камешки, обозначавшие единицы (не больше 9). При этом, в первом отделении камешки соответствовали единицам, во втором отделении – десяткам и т.д. Если в одной из бороздок число, необходимое при операции, превышало цифру 59, то один из камешков перекладывался в соседний ряд.
Абак был популярен вплоть до ХVIII и имел множество модификаций.
Счетная машина Леонардо да Винчи
Аппарат представлял собой несколько стержней с колесиками разного размера. Каждое колесо по своему основанию имело зубцы, благодаря которым механизм мог работать. Десять вращений первой оси приводили к одному вращению второй, а десять вращений второй оси к одному полному обороту третьей.
Палочки Непера
Шотландский исследователь Джон Непер в одной из своих книг, вышедшей в 1617 году изложил принцип умножения с помощью деревянных палочек. Вскоре подобный метод стал называться палочками Непера. В основе этого механизма лежал популярный в то время метод умножения решеткой.
Для того, чтобы произвести операцию умножения, нужно было выложить палочки, которые бы соответствовали значению разряда множимого, а верхний ряд каждой дощечки должен был образовать множимое. В каждой строке числа суммировались, и потом результат после операции складывался.
Вычисляющие часы Шиккарда
Прошло больше, чем 150 лет после того, как Леонардо да Винчи изобрел свою счетную машину, когда немецкий профессор Вильгельм Шиккард в одном из своих писем Иоганну Кеплеру в 1623 году написал о своем изобретении. По словам Шиккарда, аппарат мог производить операции сложения и вычитания, а также умножения и деления.
Это изобретение вошло в историю как один из прототипов калькулятора, а название «механических часов» оно получило из-за принципа работы механизма, который основывался на применении звездочек и шестеренок.
Вычисляющие часы Шиккарда – это первое механическое устройство, которое могло совершать 4 арифметические операции.
Два экземпляра устройства сгорели во время пожара, а чертежи их создателя были найдены лишь в 1935 году.
Счетная машина Блеза Паскаля
В 1642 году Блез Паскаль начал заниматься разработкой новой счетной машины, будучи в возрасте 19 лет. Отец Паскаля, занимаясь сбором налогов, был вынужден иметь дело с постоянными расчетами, поэтому его сын и решил создать аппарат, который смог бы облегчить подобную работу.
Счетная Машина Блеза Паскаля – это небольшой ящик, в котором находится множество связанных между собой шестеренок. Цифры, необходимые для произведения любой из четырех арифметических операций, вводились с помощью оборотов колесиков, которые соответствовали десятичному разряду числа.
В течение 10 лет Паскаль смог сконструировать около 50 экземпляров машин, 10 из которых продал.
Арифмометр Кальмара
В первой половине 19го века Томас де Кальмар создал первое коммерческое устройство, которое могло выполнять четыре арифметические операции. Арифмометр был создан на основе механизма предшественника Кальмара – Вильгельма Лейбница. Сумев усовершенствовать уже существующий аппарат, Кальмар назвал свое изобретение «арифмометром».
Арифмометр Кальмара – это небольшой железный или деревянный механизм, внутри которого находится автоматизированный счетчик, с помощью которого можно выполнять четыре арифметические операции. Это было устройство, которое превосходило ряд уже существующих моделей, так как оно могло работать с тридцатизначными числами.
Арифмометры 19-20 века
После того, как человечество поняло, что вычислительная техника заметно упрощает работу с цифрами, в 19-20 веках появилось множество изобретений, связанных со счетными механизмами. Наиболее популярным устройством в этот период считался арифмометр.
Арифмометр Кальмара : изобретен в 1820 году, первый коммерческий механизм, выполняющий 4 арифметические операции.
Арифмометр Чернышева: первый арифмометр, появившийся в России, изобретен в 50-х годах 19 столетия.
Арифмометр Однера – один из самых популярных арифмометров ХХ века, появился в 1877 году.
Арифмометр Mercedes-Euklid VI: первый арифмометр, способный выполнять четыре арифметические операции без помощи человека, изобретен в 1919 году.
Калькуляторы в ХХІ веке
В наше время калькуляторы играют значимую роль во всех сферах жизни: начиная профессиональной, заканчивая бытовой. Эти вычислительные приборы заменили человечеству абаки и счеты, пользующиеся популярностью в свое время.
Исходя из целевой аудитории и характеристик, калькуляторы делятся на простые, инженерные, бухгалтерские и финансовые. Также существуют программируемые калькуляторы, которые можно вынести в отдельный класс. Они могут работать со сложными программами, предварительно заложенными в сам механизм. Для работы с графиками можно воспользоваться графическим калькулятором.
Также, классифицируя калькуляторы по исполнению, выделяют компактный и настольный виды.
История счетной техники – это процесс приобретения опыта и знаний человечеством, в результате чего счетные механизмы смогли гармонично вписаться в жизнь человека.
Эволюция
Можете сосчитать в уме квадратный корень числа 932561? Современным миром правят цифры. Все — даже этот журнал, который вы держите в руках, создается с помощью многозначных расчетов. Педагоги до сих пор стараются научить детей быстрому счету в уме и в «столбик», пугая их тем, что жители благополучных западных стран якобы уже не способны сосчитать сдачу в супермаркете. Математика — гимнастика ума, но жизнь часто подсовывает нам расчеты, для решения которых вручную не хватит и двух жизней. Лень — двигатель прогресса, поэтому сразу после того, как древним людям перестало хватать пальцев на руках для подсчета отвоеванных у природы благ, они изобрели устройства, облегчающие вычислительные муки мозга. Мы знаем о таких приспособлениях кое-что интересное, и сейчас расскажем это вам.
Строго говоря, калькуляторы были изобретены сразу после того, как человек научился считать. Древнейший артефакт такого рода — «кость Ишанго», найденная в Конго (возраст — около двадцати тысяч лет). Это берцовая кость бабуина, покрытая засечками. Предполагается, что первые математические вычисления в истории человечества делали женщины, рассчитывавшие менструальный цикл по лунному календарю.
Простейший счет велся на пальцах, а когда их не хватало, использовались любые природные объекты, заменявшие цифру 10. Примерно пять тысяч лет назад в Вавилоне появилась счетная доска, известная ныне как абак (абакус). По полю с углублениями передвигались камушки (десятки). Вероятно, это был инструмент купцов. Изобретение оказалось очень живучим и продержалось до средневековья. Интересно, что вавилоняне использовали не десятеричную, а шестидесятеричную (она же двенадцатеричная — по числу фаланг на пальцах руки, не считая большого) систему исчисления. Отсюда пошло привычное для нас деление времени на отрезки по 60 секунд и минут, а также 360 градусов, на которые поделена окружность.
Антикитерский механизм — самое передовое ручное механическое устройство древнего мира (создан в сотом году до нашей эры, на фото оригинал и его реконструкция). Сложность изготовления сопоставима с механизмами шестнадцатого века. Использовался в основном для расчета движения небесных тел, однако в 2008 году было доказано, что антикитерский механизм может выполнять четыре арифметические операции (сложение, вычитание, умножение и деление).
Плавающая точка, дифференциальные уравнения, число «пи» — все это было известно несколько тысяч лет назад. Но великие математики древности рассчитывали свои открытия в уме. Калькуляторы были инструментами инженеров, торговцев и сборщиков налогов. Для их нужд в Риме был создан первый в мире ручной абак — табличка с подвижными фишками.
Следующий шаг сделали китайцы, создавшие в шестом-двенадцатом веках нашей эры суньпан, известный сегодня как счеты. Большая секция костяшек называлась «земля», а малая наверху — «небо». Техника работы с суньпаном позволяла быстро производить все четыре арифметические операции, а также извлекать корни. Эти счеты использовались в Азии еще десять лет назад, однако сейчас их вытеснили калькуляторы.
Юпана, калькулятор майя. Ученые долго не могли понять предназначение этой маленькой «модели крепости» до тех пор, пока итальянский инженер Николино де Паскуале не установил, что так называемые «дикари» создали матрицу этого калькулятора с использованием последовательности Фибоначчи и системы исчисления с основанием 40 (а не 10, как в Старом Свете).
На Руси счеты появились в шестнадцатом веке и использовались до конца двадцатого (собственно, как и во всем мире). Линия с 4 костяшками некогда использовалась для расчетов в полушках — четвертях копейки. В новое время она отделяет поле целых чисел от дробных и в расчетах не применяется. Счеты не потеряли ценности до сих пор — они очень удобны для слепых.
Логарифмическая линейка — главный инструмент инженера до восьмидесятых годов прошлого века — была изобретена в 1622 году. Ее действие основано на том, что умножение и деление чисел можно выполнить сложением и вычитанием их логарифмов. С помощью такой линейки можно выполнить очень сложные вычисления с точностью до 3-4 десятичных знаков. Первый полет человека в космос рассчитывался именно на таких линейках. В наше время логарифмическими линейками иногда оснащаются дорогие модели механических часов (на фото — Breitling Navitimer).
«Паскалина» Блеза Паскаля хорошо известна. Она была построена в 1642 году. Однако это гениальное устройство десятеричного исчисления не получило признания, поскольку во Франции ходили ливры, равные 20 су, а су равнялся 12 денье.
Не менее известна и «разностная машина» Чарльза Бэббиджа, фигурировавшая в одноименном романе Стерлинга и Гибсона. Она была спроектирована в 1822 году и, будучи построенной, могла бы вычислять многочлены с точностью до восемнадцати знаков после запятой.
К концу 19 века стали популярны арифмометры — компактные механические вычислители. По легенде в 1924 году их производство было налажено в СССР по приказу Дзержинского. Такие «калькуляторы» выпускались у нас до 1970-х под маркой «Феликс».
Самым компактным в истории механическим калькулятором был «Курта» (1938). Он выпускался до 1970-х.
А вот и «убийца» счетов — первый в мире полностью электронный компактный калькулятор Anita (компания Bell, 1961 год). С него началась эра всеобщей калькуляторизации. Калькуляторы вставлялись в столы, портмоне, наручные часы, а с недавних пор всех их вытеснил калькулятор Windows.
В центре — Альберто Кото Гарсиа (Испания), самый быстросчитающий человек в мире. Скорость вычислений его мозга составляет пять операций в секунду. Он может умножить в уме два восьмизначных числа за 56 секунд, сложить десять десятизначных чисел десять раз за 4 минуты 26 секунд и сложить сто однозначных чисел за 19 секунд. Сканирование мозга подобных «живых калькуляторов», проведенное в 2005 году, показало, что во время вычислений снабжение мозга кровью в шесть-семь раз превышает аналогичные показатели обычного человека.