Кочегаров Б.Е. История и тенденции развития бытовой техники

Подождите немного. Документ загружается.

84 85

мощное семейство самолётов АНТ (рис. 28, 29), построенных

руководством крупнейшего авиаконструктора Андрея Нико-

лаевича Туполева, ученика Н.Е.Жуковского. На самолёте

АНТ-25 был впервые осуществлён беспосадочный перелёт

Москва - Северный полюс - Ванкувер.

Рис. 26. Пассажирский самолет Калинина К-1

Рис. 27. Самолет Калинина К-7

Рис. 28. Самолет АНТ-5

Рис. 29. Самолет АНТ-8

В середине 20-х гг. под руководством Аркадия Дмитрие-

вича Швецова был создан первый советский авиационный

двигатель с воздушным охлаждением. Это значительно облег-

чило дальнейшее развитие авиации.

30-е гг. - это время резкого скачка в развитии кузнечно -

прессового оборудования, без которого было бы невозможным

массовое производство машин. Одно из ценнейших досто-

инств этого оборудования - существенная экономия труда и

металла: детали, изготовленные на прессах, почти не требуют

дополнительной станочной обработки. Строительство мощ-

ных прессов началось в Германии и США в конце 20-х гг. В

нашей стране в годы первых пятилеток удельный вес прессов

и механических молотов отечественного производства значи-

тельно вырос. Был освоен выпуск паровых молотов с весом

падающих частей 1-3 т, эксцентриков прессов с усилием до

500 т и кривошипных прессов до 900 т, а также ножниц для

резки металла, горизонтально-ковочных машин.

Естественно, что для приведения в действие таких мощ-

ных машин необходима была соответствующая энергетиче-

ская база. Основной энергетической машиной стала турбина.

Габариты турбин и их мощность непрерывно росли. Так, ещё в

30-е гг. на Ленинградском металлическом заводе была по-

строена турбина мощностью 100 МВт.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

Рис. 30. Норберт

Винер

Структура машин и механизмов в 30-40-е гг. претерпева-

ет некоторые изменения: в качестве структурных элементов в

их состав, кроме жёстких и гибких элементов, начинают вхо-

дить жидкие, газообразные, электромагнитные, а затем и элек-

тронные элементы.

Вычислительные машины –

прообраз искусственного мозга

Вторая мировая война внесла значительные коррективы

в развитие машиностроения. Инженерная мысль работала в

основном в направлении совершенствования средств ведения

войны, но, вместе с тем, развивались направления машинной

техники, которая могла с не меньшим успехом работать на

мирном поприще.

Известный американский мате-

матик Норберт Винер (рис. 30), кото-

рого принято считать одним из

создателей кибернетики, писал о том,

что в начале войны первейшей задачей

было спасти города от сокру-

шительных атак с воздуха, поэтому

зенитная артиллерия была одним из

первых объектов научных иссле-

дований, особенно когда артиллерия

была соединена с засекающим аэро-

план устройством - радаром. Кроме

обнаружения самолётов при помощи

радара, было необходимо сбивать их.

Это выдвинуло задачу управления огнём. Большие скорости

вызывали необходимость вычисления элементов траектории

зенитных снарядов машиной и придания самой машине опре-

деляющей упреждение цели, коммуникативных функций, ко-

торые прежде выполнялись людьми. В результате к концу

войны в США уже были созданы первые модели электронно-

вычислительных машин, а через несколько лет машины такого

типа появились и в нашей стране. Тем самым была решена од-

на из важнейших задач современной техники, позволившая

непосредственно перейти к решению сложных проблем авто-

матизации технологических процессов, производства, управ-

ления и сооружения машин нового типа, характерных для со-

временной научно-технической революции.

Таким образом, машины начали овладевать ещё одной

функцией, свойственной человеку: они начали выполнять не-

которые логические операции. За короткое время эти машины

претерпели существенные изменения - они уменьшились в

размерах, во много раз выросла скорость вычислительных

операций и т.д. Электронные вычислительные машины могут

управлять производственным процессом, экономикой пред-

приятия, решать сложные математические задачи, рассчиты-

вать полёт самолётов и космических кораблей - словом, с ог-

ромной скоростью решать такие задачи, на которые множест-

ву вычислителей понадобилось бы потратить годы, и даже та-

кие задачи, которые вообще лежат за пределами возмож-

ностей человека из-за чрезвычайной длительности и слож-

ности расчётов.

Но и этим не ограничиваются возможности ЭВМ: они

вводятся в структуру машин, приборов, технологических ус-

тановок, чтобы на них и здесь возложить управленческие

функции. Таким образом, ЭВМ иногда полностью, иногда час-

тично взяли и здесь на себя то, что испокон веков было обя-

занностью человека - работника.

В 70-х гг. в нашей стране была построена машина для

диагностики врождённых пороков сердца. Она работала по

методу сопоставления того, что заложено было создателями в

ее память, с данными, полученными при обследовании боль-

ного. С этой машины началось внедрение ЭВМ в медицин-

скую практику.

Овладение быстродействующими вычислительными

машинами, внедрение их в жизнь, науку и производство, соз-

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

дание совершенно новых классов машин, заменяющих неко-

торые психофизиологические функции человека, являются

одними из составляющих глубокого революционного процес-

са, охватившего весь мир и называемого научно-технической

революцией. Эта революция характеризуется, прежде всего,

такими особенностями, как автоматизация производства, раз-

витие новых направлений в энергетике (строительство атом-

ных электростанций), выход в космическое пространство, соз-

дание новых конструкционных материалов с наперёд задан-

ными свойствами, становление генной инженерии, бионики,

информатики, повсеместное внедрение ЭВМ, превращение

науки в производительную силу.

Мы видели, что машины эволюционируют, приобретают

новые свойства. Однако этот процесс не только эволюцион-

ный. Он сплошь и рядом сопровождается изменениями рево-

люционного характера. Взять, к примеру, транспорт. Парово-

зы, безраздельно господствовавшие на протяжении полутора

веков, освободили место тепловозам и электровозам. То же

самое произошло и с паровыми двигателями, которые уступи-

ли место двигателям внутреннего сгорания. Затем возникли

дизели, турбины, турбореактивные, реактивные и ракетные

двигатели.

Все эти новые машины не похожи на машины прошлого

века, которые, в свою очередь, также значительно отличались

от своих “предков”, хотя и не столь коренным образом. Ме-

няются и принципы действия, и механизмы, из которых соб-

рана машина, и материалы, из которых она изготовлена, её

форма и внешний вид. Бывает и так, что последнее оказывает-

ся решающим, старое содержание прячется под новой формой.

Но какими бы разнообразными ни были машины, и какие бы

отрасли промышленности они не обслуживали, всем им свой-

ственно то, что они выполняют какую-либо функцию челове-

ка. Они заменяют или его физическую силу, или его профес-

сиональное умение, или какую-либо из его физиологических

функций, или его умственную деятельность. Важно ещё и то,

что с помощью машин можно воспроизвести не только те

функции, которые присущи человеку, но и такие, которые ему

не свойственны, но они есть у других представителей живот-

ного мира, например, у дельфинов, или пчёл ..... .

Мы говорим о машине как об искусственном «организ-

ме», способном заменить некоторые человеческие функции.

Но она может заменить и целую группу функций и стать, та-

ким образом, некоторым подобием человека.

Эта идея не нова. Мечты о создании механического че-

ловека встречаются в греческой мифологии, в сочинениях

средневековых алхимиков и в трудах философов-

просветителей. Ещё два века назад многие механики работали

над созданием автоматов, которые в большей или меньшей

степени напоминали человека и животных.

Создание систем, в чем-то схожих с человеком, стало

возможным, когда высокой степени совершенства достигли

ЭВМ. Роботы и манипуляторы появились в промышленности

в первые годы второй половины века. Сначала они применя-

лись там, где непосредственное участие человека в рабочем

процессе было невозможным или опасным, - в атомной энер-

гетике, в космосе, на морских глубинах, в некоторых химиче-

ских производствах.

Только 4 десятилетия назад в США был выдан патент на

автомат, который впервые назвали промышленным роботом,

там же были всего за несколько лет построены первые образ-

цы таких машин, вскоре попавшие в Японию. Теперь Япония -

ведущая страна по производству промышленных роботов, в

котором заняты более ста фирм.

Лишь несколько десятков лет отделяют нас от того вре-

мени, когда на Луне начала работать советская космическая

станция, обладавшая системой искусственного зрения, которая

смогла исследовать спутник Земли в непосредственной близо-

сти к нему. Американский луноход уже мог передвигаться по

поверхности Луны по командам с Земли. В 1970 г. на Луну

был доставлен с помощью автоматической межпланетной

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

станции советский самоходный аппарат «Луноход –1», кото-

рый имел шасси высокой проходимости и принимал команды

с Земли. Через три года уже начал работать «Луноход-2»- ав-

томатический аппарат с целым рядом усовершенствований

(рис. 31).

Рис. 31. Луноход-2

Это было началом нового направления техники - косми-

ческой техники, которая в течение последние десятилетия раз-

вилась в важное универсальное направление. На сегодняшний

мы уже имеем готовый прототип первого в мире суборбиталь-

ного туристического космолета С-XXI (рис. 32) и за неболь-

шие деньги вы можете ненадолго стать космонавтом.

Мы говорили уже о некоторых аналогиях между миром

живых существ и миром машин. Обратим внимание на тот

факт, что совершенствование живых существ, приобретение

ими новых качеств и переход в “новое состояние” требуют

многих миллионов лет. Сам человек развивался не менее двух

миллионов лет. Машина же - результат человеческого творче-

ства, напряжённой и непрерывной работы мысли и умения це-

лого ряда сменявших друг друга поколений, как уже говори-

лось, прошла свой путь совершенствования всего за две с по-

ловиной тысячи лет.

Рис. 32. Суборбитальный космолет С-XXI

В настоящее время много работ по обслуживанию чело-

века на производстве и даже в быту переложено на машины.

Уже есть основание к общеизвестным «царствам» природы -

растительному и животному - добавить «царство» машин.

В последние годы специалисты в области генетики дале-

ко продвинулись в понимании сущности живых существ. Воз-

никло новое научно-техническое направление - генная инже-

нерия, исследующая возможность изменения биологической

природы живого существа. Операции генной инженерии по

своей сущности в чем-то подобны операциям совершенство-

вания машины: и в том, и в другом случае объект приобретает

новые свойства, отсутствующие у исходного.

Еще два века назад естествоиспытатели хотели подойти

к животному и к человеку как к машинам. Но о сущности ма-

шины ясного представления еще не было, да и о человеке по-

знания были весьма неполными. Поэтому между человеком и

машиной или животным и машиной ставили знак равенства

между двумя неизвестными объектами и из этого выводили

далеко идущие следствия.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

В настоящее время оба объекта - и человек, и машина -

изучены значительно лучше. Поэтому попробуем выяснить то

общее, что присуще обоим этим объектам. Принимая во вни-

мание, что машины - это результат интенсивного человеческо-

го труда и человеческой мысли, а также и то, что они есть ис-

кусственное продолжение (и развитие) того или иного органа

человека, можно, стало быть, говорить об их естественной ис-

тории. Наш краткий экскурс в историю показал, что развитие

машин шло, несмотря на кажущуюся хаотичность, по строгим

законам. Все излишнее, ненужное, возникающее на протяже-

нии срока, такого краткого по сравнению с жизнью человече-

ства отбрасывалось и оставалось в памяти лишь как курьёзы,

не заслуживавшие серьёзного внимания. Впрочем, здесь, как и

в других областях человеческой деятельности, случались

ошибки: отброшенные «курьезы» оказывались интересным

решением технической задачи, и к ним возвращались, но уже

на новом техническом уровне.

Так как машины рассматриваются как искусственно усо-

вершенствованные и целенаправленные органы человека, то,

очевидно, принципиальное подобие между живым существом

и его механическим отображением все время возрастает. В

особенности это относится к машинам автономного действия.

Возникают машины с искусственным интеллектом, самообу-

чающиеся машины и, очевидно появятся в ближайшее время

ещё новые классы этих машин. Возможно, что в дальнейшем

искусственный интеллект будет создаваться не на электрон-

ной, а на биологической нейронно-волоконной основе. Но все

это - дело будущего.

В целом можно так сформулировать основные этапы

эволюции машин: 1) от момента изобретения первых меха-

низмов до конца первой трети XVIII в. машина заменяет фи-

зическую силу человека, ее составляют двигатель, передача,

рабочий орган; 2) с середины XVIII в. до середины XX в. ма-

шина заменяет физическую силу человека и его умение; в ее

состав начинают входить элементы регулирования и управле-

ния; 3) с середины ХХ в. до настоящего времени машина за-

меняет физическую силу человека, его умение и некоторые

физиологические и психические функции; в ее структуру вхо-

дят элементы регулирования, управления, искусственного ин-

теллекта.

Ознакомившись с краткой историей эволюции машин,

мы переходим к истории развития машин, наиболее часто

встречающихся в нашей повседневной жизни, а именно к ис-

тории машин нашего быта - бытовой технике. Но прежде ус-

воим несколько базовых терминов.

Техника - от греческого слова «techne» -искусство, ре-

месло, мастерство. Техника - круг наук, связанных с изучени-

ем и созданием средств производств, орудий труда. Совокуп-

ность средств труда, знаний и деятельности, служащих для

создания материальных благ (С. И. Ожегов. Толковый словарь

русского языка. С. 785)

Машина - от французского «machine» - устройство со-

вершающее полезную работу с целью преобразования энер-

гии, материалов и информации.

Энергия - от греческого слова «energia» - действие, дея-

тельность. Одно из основных свойств материи - мера ее дви-

жения, а также способность производить работу.

Экономика - от греческих слов «ойкос» - домохозяйство

и «номос» - закон. Совокупность производственных отноше-

ний, соответствующих данной ступени развития производи-

тельных сил общества, господствующий способ производства

в обществе. Организация, структура и состояние хозяйствен-

ной жизни или какой-нибудь отрасли хозяйственной дея-

тельности.

Бытовая техника - любое искусственно созданное тво-

рение человека, предназначенное для использования в быту.

(Быт - жизненный уклад, повседневная жизнь). Объекты,

имеющие механические или электрические компоненты, при-

званные заменить некоторые функции человека.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

Информация - сведения об окружающем мире и проте-

кающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или

специальным устройством. Общенаучное понятие, включаю-

щее обмен сведениями между людьми, человеком и автома-

том, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и

растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от

организма к организму и т.д.

БЫТОВАЯ ТЕХНИКА - оборудование и приборы, об-

легчающие ведение домашнего хозяйства благодаря его меха-

низации. Эти приборы и устройства разрабатывались не в со-

ответствии с каким-то планом, предусматривавшим некую по-

следовательность, – они просто появлялись один за другим с

последующим введением усовершенствований, которые по-

вышали их надежность и эффективность по сравнению с

уровнем, уже достигнутым ранее. В состав современного бы-

тового электрооборудования входят холодильники и стираль-

ные машины, пылесосы и электроутюги, радиоприемники и

телевизоры, видеокамеры и диктофоны, микроволновые печи,

медицинские приборы индивидуального пользования, кальку-

ляторы и многие другие приборы и устройства, которые стали

доступны в быту с развитием электроники и автоматики.

Термин «бытовая» конечно ограничивает диапазон тех-

ники тем, что технические объекты используются лишь в бы-

ту. Вряд ли всегда можно провести четкую границу между бы-

товой и остальной техникой. Давно ли самолет считался тех-

никой специфической отрасли хозяйства, а теперь его можно

считать бытовой техникой. Конечно, не каждый позволит себе

приобрести самолет, но вот компьютер - это уже персональ-

ный бытовой помощник, более того, это принадлежность

практически любого домашнего бытового прибора. С истории

персональных компьютеров мы и начнем наше знакомство с

миром бытовой техники.

КОМПЬЮТЕРЫ

Компьютер - это машина, которая работает с информа-

цией. Говоря научно, компьютер - это информационный

процессор. Компьютеру задаётся информация, называемая

данными, и набор инструкций, называемый программой. Про-

грамма указывает компьютеру, что он должен делать с ин-

формацией.

Современный компьютер представляет собой, в сущно-

сти, набор переключателей. Они используются как для пред-

ставления информации в виде двоичных чисел (битов), так и

для управления процессами её обработки. Двоичные данные

по своей сути характеризуются двумя состояниями – «вклю-

чено» и «выключено», поэтому главным требованием к уст-

ройствам их обработки является качество переключателей.

В компьютерах используется очень простой код, состоя-

щий только из двух сигналов: есть импульс (включено) или

нет импульса (выключено). Такой код называется двоичным.

Чтобы было проще записывать, состояние “есть импульс” обо-

значают цифрой 1, а состояние “нет импульса” - цифрой 0. Так

как в двоичной системе только две цифры, то и система стро-

ится на двойках. Каждая цифра двоичного числа имеет значе-

ние в два раза большее, чем цифра, стоящая справа от неё.

Возьмём число 1101 и определим его значение, читая справа

налево: 1 раз по 1 = 1

0 раз по 2 = 0

1 раз по 4 = 4

1 раз по 8 = 8

Сумма = 13

Таким образом, 1101 является двоичным представлением

числа 13 в десятичной системе.

В десятичной системе существует десять цифр и система

строится на десятках. Каждая цифра десятичного числа имеет

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

значение в десять раз большее, чем цифра, стоящая справа

от неё.

Существует простой способ переводить двоичные числа

в десятичные:

Держите правую руку ладонью к себе. Теперь возьмите

карандаш и нарисуйте цифру 1 на указательном пальце, цифру

2 на среднем, цифру 4 на безымянном и цифру 8 на мизинце.

Пользоваться вашим «пальцевым компьютером» просто: нуж-

но выпрямить соответствующие пальцы для двоичных единиц

и загнуть - для двоичных нулей. После этого надо сложить те

цифры, которые написаны на выпрямленных пальцах. Полу-

ченная сумма и есть искомое десятичное число.

Двоичные цифры 1 и 0 называются битами. Для того

чтобы записать все буквы алфавита, все цифры и знаки, ком-

пьютеру мало четырёх комбинаций 10,01,11 и 00, которые

можно получить, если использовать только два бита. Поэтому

обычно каждая буква или цифра представляется группой, со-

стоящей из восьми битов. Такая группа называется байтом.

Всю работу в компьютерах выполняют электрические

импульсы под управлением элементов, называемых электрон-

ными компонентами. Компонентами первых компьютеров бы-

ли электронные лампы, и хотя, это порождало массу сложно-

стей. Лампа как электронный переключатель малоэффективна.

Она потребляет значительную мощность и выделяет огромное

количество тепла, отвод которого был одной из основных тех-

нических проблем в первых компьютерах. Кроме того, лампы

весьма ненадёжны: в больших системах одна из них выходила

из строя раз в два часа, а то и чаще.

Изобретение инженерами Джоном Барденом, Уолтером

Бреттеном и Уильямом Шокли в 1948 г. транзистора стало

важнейшим событием, которое привело к компьютерной рево-

люции. Транзисторный ключ заменил громоздкую и неудоб-

ную электронную лампу. Поскольку потребляемая транзисто-

рами мощность незначительна, построенные на их основе

компьютеры имели гораздо меньшие размеры, чем ламповые,

стали более быстродействующими и эффективными.

Потребность в автоматизации обработки данных, в том

числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет

назад для счёта использовались счётные палочки, камешки и

т.д. В раскопках, датируемых 30 тыс. лет до н.э. обнаружена

«вестоницкая кость» (рис. 33) с зарубками. Это позволяет ис-

торикам предположить, что уже тогда наши предки были зна-

комы с зачатками счета.

Рис. 33. Вестоницкая кость

Историю цифровых устройств начать следует со счетов

(VI-V в. до н.э). Подобный инструмент был известен у всех

народов. Древнегреческий абак (доска или "саламинская дос-

ка" по имени о. Саламин в Эгейском море). Одна бороздка со-

ответствовала единицам, другая десяткам и т.д. Если в какой-

то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их сни-

мали и добавляли один камешек в следующем разряде.

У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка,

рамка китайских счетов суан-пан (рис. 34) имеет более слож-

ную форму. Она разделена на две части: в нижней части на

каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части по

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах

число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке,

и затем прибавляли одну в разряд единиц.

У японцев это же устройство для счета носило название

серобян.

На Руси долгое время считали по косточкам, расклады-

ваемым в кучки. Примерно с XV века получил распростране-

ние «дощатый счет», завезенный, видимо, западными купцами

вместе с ворванью и текстилем. "Дощатый счет" почти не от-

личался от обычных счетов и представлял собой рамку с укре-

пленными горизонтальными веревочками, на которые были

нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.

Рис. 34. Китайский суан-пан

В IX в. до нашей эры индийские ученые сделали одно

из важнейших в математике открытий. Они изобрели позици-

онную систему счисления, которой теперь пользуется весь

мир. При записи числа, в котором отсутствует какой-либо раз-

ряд (например, 101 или 1204), индийцы вместо названия циф-

ры говорили слово пусто. При записи на месте «пустого» раз-

ряда ставили точку, а позднее рисовали кружок. Такой кружок

назывался «сунья» - на языке хинди это означало «пустое ме-

сто». Арабские математики перевели это слово по смыслу на

свой язык - они говорили «сифр». Современное слово «нуль»

родилось сравнительно недавно - позднее, чем «цифра». Оно

происходит от латинского слова «nihil” – «никакая».

Приблизительно в 850 г. до н.э. арабский ученый мате-

матик Мухаммед ал-Хорезм написал книгу об общих правилах

решения арифметических задач при помощи уравнений. Она

называлась «Китаб-ал-Джебр». Эта книга дала имя науке ал-

гебре. Очень большую роль сыграла еще одна книга ал-

Хорезми, в которой он подробно описал индийскую арифме-

тику. Ему мы обязаны появлению термина «алгоритм».

В конце XV- начале XVI в. Леонардо-да-Винчи (1452-

1519) создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с

десятизубными кольцами. По его чертежам в наши дни амери-

канская фирма по производству компьютеров в целях рекламы

построила работоспособную машину.

1614 год. Шотландский математик Джон Непер (1550-

1617) изобрел таблицы логарифмов. Принцип их заключается

в том, что каждому числу соответствует специальное число-

логарифм - это показатель степени, в которую можно возвести

число (основание логарифма), чтобы получить заданное число.

Таким способом можно выразить любое число. Логарифмы

очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух

чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному

свойству сложная операция умножения сводится к простой

операции сложения. Для упрощения были составлены таблицы

логарифмов, которые позже были как бы встроены в устрой-

ство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления

- логарифмическую линейку.

Непер предложил в 1617 г. другой (не логарифмический)

способ перемножения чисел. Инструмент, получивший назва-

ние палочки Неппера, состоял из разделенных на сегменты

стерженьков, которые можно было располагать таким обра-

зом, что при сложении чисел в прилегающих друг к другу по

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

горизонтали сегментах получался результат умножения двух

чисел.

1642 год. Французский математик Блэз Паскаль (1623-

1662) сконструировал счетное устройство, позволяющее сум-

мировать десятичные числа. Внешне оно представляло собой

ящик с многочисленными шестеренками. Основой сумми-

рующей машины стал счетчик-регистратор, или счетная шес-

терня. Она имела десять выступов, на каждом из которых бы-

ли нанесены цифры. Для передачи десятков на шестерне рас-

полагался один удлиненный зуб, зацеплявшийся и поворачи-

вающий промежуточную шестерню, которая передавала вра-

щение шестерне десятков. Дополнительная шестерня была не-

обходима для того, чтобы обе счетные шестерни - единиц и

десятков - вращались в одном направлении. Счетная шестерня

при помощи храпового механизма (передающего прямое дви-

жение и не передающего обратного) соединялись рычагом.

Отклонение рычага на тот или иной угол позволяло вводить в

счетчик однозначные числа и суммировать их. В машине Пас-

каля храповой привод был присоединен ко всем счетным шес-

терням, что позволяло суммировать и многозначные числа.

В 1654 г. англичане Роберт Биссакар, а в 1657 г. - неза-

висимо от него С. Патридж разработали прямоугольную лога-

рифмическую линейку (рис. 35), конструкция которой в ос-

новном сохранилась до наших дней.

Рис. 35. Логарифмическая линейка

1673 год. Немецкий философ, математик, физик Гот-

фрид Вильгейм Лейбниц (1646-1716) создал «ступенчатый

вычислитель» - счетную машину, позволяющую складывать,

вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при

этом использовалась двоичная система счисления. Это был

более совершенный прибор, в котором использовалась дви-

жущая часть (прообраз каретки) и ручка, с помощью которой

оператор вращал колесо. Изделие Лейбница постигла печаль-

ная участь предшественников: если им кто-то и пользовался,

то только домашние Лейбница и друзья его семьи, по-

скольку время массового спроса на подобные механизмы

еще не пришло.

Машина являлась прототипом арифмометра, исполь-

зующегося с 1820 г. до 60-х гг. ХХ в.

1703 год. Г. В. Лейбниц написал трактат об исполь-

зовании двоичной системы счисления в вычислительных

машинах. Первые его работы по арифметике относятся к

1679 г.

1723 год. Член Лондонского королевского общества не-

мецкий математик, физик, астроном Христиан Людвиг Гер-

стен изобрел арифметическую машину, а двумя годами позже

ее изготовил. Машина Герстена замечательна тем, что в ней

впервые применено устройство для подсчета частного и числа

последовательных операций сложения, необходимых при ум-

ножении чисел, а также предусмотрена возможность контроля

за правильностью ввода второго слагаемого.

1727 год. Джакоб Леопольд создал счетную машину, в

которой использовался принцип машины Лейбница.

1804 год. Французский изобретатель Жозеф Мари Жак-

кар (1752-1834) придумал способ автоматического контроля за

нитью при работе на ткацком станке. Способ заключался в ис-

пользовании специальных карточек с просверленными в нуж-

ных местах ( в зависимости от узора, который предполагалось

нанести на ткань) отверстиями. Таким образом, он сконструи-

ровал ткацкий станок, работу которого можно было програм-

мировать с помощью специальных карт.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

84 85

Работа станка программировалась при помощи целой ко-

лоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом

челнока. Переходя к новому рисунку, оператор просто заме-

нял одну колоду перфокарт другой. Создание ткацкого станка,

управляемого картами с пробитыми на них отверстиями и со-

единенными друг с другом в виде ленты, относится к одному

из ключевых открытий, обусловивших дальнейшее развитие

вычислительной техники.

1820 год. Чарльз Ксавьер Томас (1785-1870) создал пер-

вый механический калькулятор, который мог не только скла-

дывать и умножать, но и вычитать и делить. Бурное развитие

механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 г. до-

бавился ряд полезных функций: запоминание промежуточных

результатов с использованием их в последующих операциях,

печать результатов и т.п.

Создание недорогих надежных машин позволило ис-

пользовать эти машины для коммерческих целей и научных

расчетов.

1822 год. Английский математик Чарльз Бэббидж (1792-

1871) выдвинул идею создания программно-управляемой

счетной машины, имеющей арифметическое устройство, уст-

ройство управления, ввода и печати. В том же году он постро-

ил пробную модель своей Разностной машины, состоящую из

шестеренок и валиков, вращаемых вручную при помощи спе-

циального рычага.

Одновременно с английским ученым работала леди Ада

Лавлейс (1815-1852). Она разработала первые программы для

машины, создала основы машинного программирования и

ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего

времени.

Аналитическую машину в то время так и не построили.

Ни её, ни другие, более простые механические счётные маши-

ны, разработанные Бэббиджем. Эти машины не были изготов-

лены не только из-за недостатка денег, но и из-за того, что в то

время было невозможно построить их с достаточной точ-

ностью.

Аналитическую машину Бэббиджа (рис. 36) построили

энтузиасты из Лондонского музея науки в июне 1991 г., чтобы

отметить этим 200-летие со дня рождения Бэббиджа, а заодно

и проверить его идеи. Она состоит из четырех тысяч желез-

ных, бронзовых и стальных деталей, весит три тонны и имеет

длину 3,3 м, а высоту 2,1 м. Правда, пользоваться ею очень

тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен

(а то и тысяч) раз крутить ручку автомата. Машина работала

точно так, как ожидал Бэббидж, и это подтвердило, что его

идеи были правильными.

Рис. 36. Вычислительная машина Бэббиджа

Числа записываются (набираются) на дисках, располо-

женных по вертикали и установленных в положения от 0 до 9.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com