МЕХАНИЗАЦИЯ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

4.1.Из истории создания калькуляторов

Часто лавры первого конструктора механического калькулято­ра ошибочно отдают известному французскому математику Блезу Паскалю. На самом деле его изобретателем следует считать немец­кого астронома и математика Вильгельма Ш и карда, который за 20 лет до Паскаля в письме своему другу Иоганну Кеплеру в 1623 г. писал о машине, которая способна вычитать, складывать, делить и умножать. Но и версия, что именно Шикард является пионером в этой области, не совсем верна. В 1967 г. были обнаружены неиз­вестные записные книжки Леонардо да Винчи, построившего то же самое, что и Шикард, но более чем за 120 лет до него.

Первым механическим счетным устройством, которое суще­ствовало не на бумаге, а работало, была счетная машина, постро­енная в 1642 г. Блезом Паскалем. Механический компьютер Пас­каля мог складывать и вычитать. «Паскалина» — так называли ма­шину — состояла из набора вертикально установленных колес с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. При полном обороте ко­леса оно сцеплялось с соседним колесом и поворачивало его на одно деление. Число колес определяло число разрядов: два колеса позволяли считать до 99, три — до 999. Считать на «Паскалине» было очень просто.

В 1673 г. немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механическое счетное устройство, которое не только складывало и вычитало, но и умножало и делило. Машина Лейбница была сложнее «Паскалины». Числовые колеса машины Лейбница имели зубцы разной длины (всего 9 размеров), и вы­числения производились за счет сцепления колес. Именно видо­измененные колеса Лейбница стали основой получивших массо­вое распространение счетных приборов — арифмометров, кото­рыми широко пользовались не только в XIX в., но и сравнитель­но недавно наши бабушки и дедушки.

Первым механическим приспособлением в России для автома­тизации расчетов были счеты. Этот «народный калькулятор» про­держался на рабочих местах кассирш в магазинах вплоть до сере­дины 1990-х гг. Одновременно со счетами в научных кругах с успе­хом использовались логарифмические линейки, которые с XVII в.

практически без изменений служили верой и правдой вплоть до появления калькуляторов.

В поисках вариантов автоматизации процессов вычислений были созданы механические считающие устройства. Известный россий­ский математик П.Л.Чебышев (1821 — 1894) в конце XIX в. также предложил свою модель вычислителя.

Самым распространенным механическим вычислителем в XX в. в России являлся арифмометр системы Однера «Феликс». На этом арифмометре можно было производить четыре арифметических действия — сложение, вычитание, умножение и деление. Более поздние модели, например «Феликс-М», имели указатели поло­жения запятой и рычажок для передвижения каретки. Для произ­водства вычислений необходимо было крутить ручку: один раз для сложения или вычитания и несколько раз для умножения и деления.

Один раз покрутить ручку, конечно, не трудно и даже инте­ресно, но что делать, если вы работаете бухгалтером и за день необходимо произвести сотни вычислений? Да и шум от крутя­щихся шестеренок-счетчиков стоял приличный, особенно, если одновременно в помещении на арифмометрах работали несколь­ко человек.

Научно-технический прогресс привел к созданию электриче­ских счетных машин, которые арифметические действия произ­водили автоматически или полуавтоматически и работали бесшум­но. В 1950-е гг. начала бурно развиваться электроника, появились первые электронные вычислительные машины (ЭВМ). К началу 1960-х гг. между компьютерами и самыми мощными счетно-кла­вишными вычислительными машинами (в бывшем СССР это ре­лейные вычислительные машины, созданные в 1961 г.) образо­вался по многим параметрам огромный разрыв в пользу ЭВМ.

В начале 1960-х гг. в Ленинградском государственном универси­тете (ЛГУ) была спроектирована одна из первых в мире настоль­ных клавишных вычислительных машин, в которой использова­лись малогабаритные полупроводниковые элементы и феррито-вые сердечники. Был изготовлен действующий макет этой элект­ронной клавишной вычислительной машины (ЭКВМ).

Родоначальницей массовых электронных калькуляторов счита­ется Англия, где они появились в 1963 г. Схема первого электрон­ного калькулятора была выполнена на печатных платах и состояла из нескольких тысяч только одних транзисторов. Размеры такого калькулятора были как у средней пишущей машинки, а выпол­нял он лишь арифметические операции с многоразрядными чис­лами.

В наши дни калькулятор приобрел очень малые габариты и его стали называть микрокалькулятором. Он не просто счетное сред­ство, выполняющее простейшие операции, а миниатюрный ком-

пьютер. Современные микрокалькуляторы способны решать слож­нейшие задачи не только по вычислению, но и благодаря нали­чию большого жидкокристаллического дисплея выполнять задачи на построение фафиков и рисунков. Появилась возможность под­ключения их к компьютеру и другим периферийным устройствам. В настоящее время основными фирмами, выпускающими мик­рокалькуляторы за рубежом, являются Hewlett-Packard, Texas Instrument, Casio, Citizen.

4.2. Виды микрокалькуляторов

Калькулятор, выполненный на базе микропроцессора, назы­вается микрокалькулятором, или электронным калькулятором. Он включает в свой состав:

жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), на котором отра­жаются вводимые и получаемые в результате вычислений числа;

кнопки памяти, служащие для ввода чисел в память, извлече­ния числа из памяти, приплюсовывания числа, отражаемого на индикаторе, к имеющемуся в памяти;

основную клавиатуру, служащую для ввода определенной ин­формации.

Калькулятор для научных расчетов имеет дополнительную кла­виатуру, предназначенную для выполнения сложных инженерных расчетов и построения фафиков. Существуют следующие виды калькуляторов.

1. Калькулятор для простых расчетов (рис. 4.1), предназначен­ный для выполнения простых арифметических действий — сло­жения, вычитания, умножения, деления, извлечения квадратно­го корня и получения заданного процента (доли) от числа.

2. Калькулятор для научных (инженерных) расчетов (рис. 4.2), предназначенный для выполнения сложных арифметических дей­ствий. На этом калькуляторе можно производить: