A személyzet számítógépe

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. április 13-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

Staffel számítógépe  egy mechanikus eszköz, amely lehetővé teszi az összeadás , kivonás , szorzás , osztás , hatványozás és a négyzetgyök közelítő számításának elvégzését . Israel Abraham Staffel tervezte , és először egy varsói ipari kiállításon mutatták be 1845-ben. Ez a Staffel által kifejlesztett legösszetettebb eszköz.

A gépnek egyetlen példánya sem maradt fenn a 21. századig. Kialakítása csak történeti forrásokból ismert, főleg sajtócikkekből, beszámolókból és zsűri döntéseiből olyan kiállításokról, ahol az autót bemutatták [1] .

Történelem

A gép megalkotója, Israel Abraham Staffel varsói lakos volt, foglalkozását tekintve órás. Staffel szegény zsidó családban nőtt fel, és nem férhetett hozzá a nyugat- európai legújabb találmányokkal foglalkozó tudományos publikációkhoz . Megtanult lengyelül , ami lehetővé tette számára, hogy elolvassa a Lengyel Királyságban megjelent mechanikai tudományos és műszaki publikációkat [2] .

Nem tudni, hogy ismerte-e más varsói feltalálók, Abraham Stern vagy Chaim Slonimsky számológépeit , ezért nem lehet megbízhatóan megmondani, hogy azok milyen hatással voltak az általa tervezett készülékre. Staffel nem ismerte a de Colmar összeadógépet vagy más, Nyugat-Európában gyártott számológépet . Ezzel kapcsolatban azt kell feltételezni, hogy az általa épített gép saját találmánya volt, amely nemigen hasonlít a korábban kifejlesztett számítástechnikai eszközökhöz.

Staffel 1835-ben kezdte el építeni a gépet, és 10 évvel később fejezte be a munkát. A gépet először 1845-ben mutatta be a nagyközönségnek. Nem szabadalmaztatott . Később a Staffel több további modellt is bemutatott a gépből, amelyek különböző fejlesztéseket tartalmaztak.

A lengyel kiadványokban a számológépet liczebnik , liczebnica , machina rachunkowa vagy mechaniczne szczoty néven használták . Manapság arytmometr Staffela néven is ismert [1] .

1845-ben egy varsói ipari kiállításon Izrael Abraham Staffel ezüstérmet kapott. Az érmet odaítélő bizottság tagja volt Adrian Krzhizhanovsky [3] . A gép leírása megállapította, hogy a számítások elvégzéséhez szükséges idő jelentősen csökkent a papíron végzett kézi számításokhoz képest.

Ugyanebben az 1845-ben Staffel bemutatta Uvarovot a közoktatási miniszternek , a Szentpétervári Tudományos Akadémia elnökének , amikor Varsóban Uvarov segítséget ígért neki . Miután Staffel ezüstérmet kapott a kiállításon , a Lengyel Királyság alkirálya , Paskevich, Varsó hercege 150 rubelt adott neki egy szentpétervári útra, hogy bemutathassa a gépet a Tudományos Akadémián . 1846-ban Uvarov utasította az akadémiát, hogy vizsgálják ki az autót "a tavalyi zsidó Slonim példája szerint". A tanulmány eredményeként széles körű elismerést kapott az akadémia tagjai között. Pozitív visszajelzéseket kapott, köztük a híres matematikus , Viktor Bunyakovsky , aki később maga tervezte a „ Bunyakovsky önszámítógépei” számítástechnikai eszközt , valamint Borisz Jakobi fizikus . Megjegyezték, hogy Slonimsky gépéhez képest a szorzás nem igényel többszörös összeadást, és a gép csak mechanizmusokon alapul, nem pedig a számok speciális tulajdonságain . M. V. Ostrogradsky javasolta Staffel jelölését a Demidov-díjra . Ugyanakkor elhangzott a gép magas gyártási költsége, ami lehetetlenné tette a készülék tömeges értékesítését. 1847-ben Uvarov jelentése szerint Staffel 1500 rubel jutalmat kapott a császár rendelkezésére álló összegekből a Lengyel Királyságban [4] .

1851-ben a gépet Staffel néhány egyéb eszközével együtt a londoni világkiállításon mutatták be . Staffel gépe ezüstérmet kapott és a kiállításon résztvevő számítógépek közül a legjobbnak ismerték el:

A kiállított legjobb ilyen típusú gép a Staffel (Oroszország, 148), amely a vizsgálat alapján úgy tűnik, hogy egyesíti a pontosságot az időtakarékossággal, és könnyen és közvetlenül működik.

A második helyet ugyanakkor szenzációsan az akkoriban sokkal híresebb de Colmar adagológép kapta. A kiállítást meglátogató Viktória királynőt és Albert herceget nagyon lenyűgözte Staffel gépe, Albert herceg 20 angol fontot küldött Staffelnek a találmány nagyrabecsülésének jeléül, ami példátlan lépés volt [5] . A gép sikerét a Scientific American magazin említette , amely megjegyezte "a számítások elképesztő sebességét és pontosságát" [6] .

Valószínűleg az 1851-es londoni kiállítás után Staffel számítógépét az orosz udvarba helyezték [6] .

1876-ban Staffel a Birodalmi Tudományos Akadémiának adományozta gépének egy példányát . A gépet az Akadémia fizikai irodájában állították ki. A készülék valószínűleg az Akadémia gyűjteményének az októberi forradalom idején történt kifosztása során pusztult el vagy veszett el [1] .

A varsói Műszaki Múzeumban található Staffel-számláló egy egyszerűbb eszköz, szerkezetileg nem rokon az 1845-ben bemutatott géppel.

Annak ellenére, hogy egy nemzetközi kiállításon elismerték, a gép soha nem került tömeggyártásba, ellentétben de Colmar adagológépével, amely az első sorozatgyártású készülék lett. Israel Abraham Staffelnek nem volt anyagi lehetősége a gépei ipari gyártásának elindításához, a gép ára túl magas volt, és alacsony volt az ilyen eszközök iránti kereslet.

A mechanikus számológépek feltalálója, Franz Trix , a Brunsviga Maschinenwerke munkatársa úgy vélekedett, hogy a Staffel gép kialakítása befolyásolhatta Odhner összeadógépét : "Die [Odhner] Maschine, von der nur ein Stück gebaut wurde, ist der obengenannten Universal-Rechenmaschine von Staffel in mancher Beziehung so ähnlich, dass die Annahme naheliegt, Odhner habe sie gekannt und sie beim Bau seiner Maschine zum Vorbild genommen" [7] .

Géptervezés

A gép 20 hüvelyk hosszú, 10 hüvelyk széles és 8 hüvelyk magas [8] téglatest alakú volt , 18 hüvelyk hosszú, 9 hüvelyk széles és 4 hüvelyk magas [9] más források szerint . A gép mechanizmusa a Leibniz-keréken alapult , amelyet széles körben használnak a számológépekben, mióta Gottfried Leibniz 1694-ben megépítette összeadógépét [10] .

Az interfész a hét kapcsolótengely alatt elhelyezkedő 13 eredménykijelző ablakból és 7 szorzókijelző ablakból állt, amelyek szorzási művelet során valamelyik tényező értékét, vagy osztási művelet során hányadost mutattak. A kezelő beállíthatja az egyes számjegyek értékeit a tengelyen és a szorzókijelző ablakokban. A tengely elmozdulhat jobbra vagy balra. Az eszköz decimális jelöléssel működött , minden ablak a 10 számjegy bármelyikét mutathatta 0-tól 9-ig.

A gép fogantyúval és kapcsolóval volt felszerelve, amely lehetővé tette az összeadás / szorzás, kivonás / osztás és négyzetgyök kivonás közötti váltást. Ezeket a módokat az eszköz törzsén additio/multiplio , substractio/divisio , illetve extrakció címkével látták el . A kivonási művelet során a fogantyút az összeadási művelettel ellentétes irányba kellett forgatni [11] .

Számítások géppel

A gép működése egyszerű szabályokon alapul:

A gépen műveleti láncot lehetett végrehajtani közbenső eredmények rögzítése nélkül. Az elõzõ mûvelet eredményét az eredménymezőkben tároltuk, és argumentumként lehetett használni a következõ mûvelethez [1] .

Kiegészítés

A kifejezés értékének kiszámításához az összeadás/szorzás módot beállítottuk, és az eredménymezőket nullára állítottuk. Ezután a tengelyen lévő kapcsolók segítségével beállítottuk a szám értékét és végrehajtották a fogantyú egy fordulatát. Ezt követően a szám értéke megjelent a találati mezőkben. A következő lépésben a szám értékét beírtuk a tengelyre és a fogantyú egy fordulatát végrehajtották. Ezt követően a kifejezés értéke megjelenik a találati mezőkben .

Kivonás

A kifejezés értékének kiszámításához a szám értékét beállítottuk az eredménymezőkbe úgy, hogy hozzáadtuk a számot az előzőleg nullázott eredménymezőkhöz. Ezután a gépet kivonás/osztás üzemmódba kapcsoltuk, a tengelyen beállítottuk a szám értékét és a fogantyú egy fordulatát az ellenkező irányba hajtottuk végre. Ezt követően a kifejezés értéke megjelenik az eredménymezőkben .

Amikor megpróbált kivonni egy nagyobb számot egy kisebbből, megszólalt egy figyelmeztető csengő. Ez különösen hasznos volt az osztási művelet végrehajtásakor, amely ugyanazon szám ismételt kivonásából áll.

Szorzás

A szorzás az összeadás többszöri végrehajtásával történt. A kifejezés értékének kiszámításához az összeadás/szorzás módot beállítottuk, és az eredménymezőket nullára állítottuk. Ezt követően az aknára azt a számot állítottuk be, amelyik a faktorok közül a legnagyobb volt, a szorzóablakokban pedig a kisebb értékét. Ezt követően a fogantyú több fordulatot is megtettünk a kisebb szorzónak megfelelő mennyiségben, amíg a szorzóablakokban az érték nullára nem csökkent. Ezt követően a kifejezés értéke megjelenik az eredménymezőkben .

Osztály

Az osztás többszörös kivonásként történt. Az eredménymezőkben lévő kifejezés értékének kiszámításához a szám értékét úgy állítottuk be , hogy a számot hozzáadtuk az előzőleg nullázott eredménymezőkhöz. Ezután a gépet kivonás/osztás üzemmódba kapcsoltuk, a tengelyre beállítottuk a szám értékét, és annyi forgattyús fordulatot hajtottak végre, hogy az eredményablakban lévő szám kisebb legyen, mint . A fogantyú átfordítására tett kísérlet figyelmeztető csengőt adott ki. Az osztási művelet végrehajtása után a szorzódobozok a hányados egész részét tartalmazták , az eredménydobozok pedig a -vel való osztás maradékát .

gyökér kivonás

A Staffel-gép lehetővé tette egy szám négyzetgyökének közelítő értékének kiszámítását . Ehhez az eredménydobozokban annak a számnak az értékét állítottuk be, amelynek a gyökerét akarták számolni, a kapcsolók segítségével a tengelyen lévő értéket nullára állítottuk, a szorzódobozokba pedig egyet írtunk be. Az üzemmódkapcsoló négyzetgyök üzemmódba kapcsolta a gépet [12] . A négyzetgyök kinyerése során végrehajtott műveletek részletesebb leírása nem maradt fenn, azonban az általános séma valószínűleg közel állt a Stern -számítógépen végzett hasonló művelethez [11] . A gyökér kiszámításához egy további mechanizmust használtak. Az 1851 -es londoni világkiállítás beszámolója megjegyezte, hogy a gyökér kinyerésének művelete, bár nem igényelte az eredmény számainak kitalálását, hosszú ideig tartott [9] .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 Ewa Wyka. Mechanik warszawski Abraham Izrael Staffel (1814-1885) i jego wynalazki  (lengyel) . chc60.fgcu.edu. Hozzáférés dátuma: 2016. október 1. Az eredetiből archiválva : 2011. július 19.
  2. ↑ Izrael Ábrahám Sztaffel. Wspomnienie pośmiertne: [ lengyel. ] // Kłosy. - 1885. - T. 40 (1041). - S. 385-386.
  3. ↑ Staffel's Calculating Machine : [ eng. ] // The Illustrated London News, Exhibition Supplement. - 1851. - T. 19 (518). - S. 1.
  4. ↑ Stafel, Israel Abraham // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
  5. ↑ Geoffrey Cantor. Vallás és Az  1851. évi nagy kiállítás . - Oxford University Press, 2011. - P. 164. - ISBN 978-0-19-959667-6 .
  6. ↑ 1 2 Új számológép : [ eng. ] // Scientific American . - 1851. - T. 6 (49). - S. 392.
  7. ↑ Trinks F. Geschichtliche Daten aus der Entwicklung der Rechenmaschine von Pascal bis zur Nova-Brunsviga. - Braunschweiger GNC Monatsschrift, 1926. - S. 249-276.
  8. ↑ ? : [ pol. ] // Kurier Warszawski . - 1845. - T. 119. - S. 579-580.
  9. ↑ 1 2 Számológépek // A zsűri jelentései arról a témáról, amelybe a kiállítást felosztották a harminc osztályban. ClassX: [ angol ] ] . - London, 1852. - S. 310-311.
  10. ↑ Kidwell, Peggy Aldritch; Williams, Michael R. The Calculating Machines: Their History and development  (angol) . – Massachusetts Institute of Technology és Tomash Publishers, 1992.
  11. ↑ 1 2 Izabela Bondecka-Krzykowska. A mechanikus számítástechnika kezdetei Lengyelországban: [ eng. ] // Logikai, nyelvtani és retorikai tanulmányok. - 2012. - T. 27 (40). - S. 45-62.
  12. ↑ Machina rachunkowa pana Izraela Abrahama Staffel z Warszawy  : [ lengyel. ] // Tygodnik Ilustrowany . - 1863. - T. 192. - S. 207.