История создания калькулятора. История создания счетных машин

Сегодня повсеместное использование калькуляторов существенно облегчает работу человека в самых различных сферах. Впрочем, представить себе жизнь без таких помощников практически невозможно – ведь счетные устройства повсюду сопровождали человека в самые различные исторические периоды, хотя механизм их работы и был устроен иначе.

Уже три тысячи лет назад в Древнем Вавилоне появился первый абак – старинный аналог счет, в котором круглые камешки передвигались по специальным направляющим в форме углублений, и каждая из направляющих представляла собой отображение ряда единиц, десятков, сотен. Абак был известен также и в Древней Индии, а в X-ом веке нашей эры он также появился и в Западной Европе. Однако здесь вместо камешков было принято использовать специальные жетоны, на которые наносились цифры.

На Руси первым аналогом абака стали счеты – впервые они были построены в конце XV-го века и с тех пор их конструкция осталась практически неизменной, и по сей день они по-прежнему используются в различных областях торговли.

Абак и счеты представляют собой относительно простое приспособление для совершения математических действий. И всё же уже с самых древних времен люди стремились максимально упростить и ускорить проведение расчетов, а потому математиками изобретались всё новые и новые алгоритмы, а также – оригинальные устройства.

Например, найденный на древнем затонувшем судне близ греческого острова Антикитера механизм датируется приблизительно 100-150 гг. до н.э., однако это устройство уже поражает своими техническими возможностями. Бронзовые шестерни на деревянном корпусе, обрамленном красивым циферблатом со стрелками представляют собой древнейшее достижение ученых, которые при помощи Антикирейского механизма и подобных ему устройств осуществляли расчет движения небесных тел – ведь данное приспособление выполняло различные математические действия, в частности – сложение, вычитание, деление.

Следующее техническое достижение в области механизации расчетов датируется 1643-им годом и связано с именем ученого Блеза Паскаля. Новшество представляет собой суммирующую арифметическую машину, которая казалась совершенным достижением, но уже через тридцать лет Готфрид Вильгельм Лейбниц представил еще более сложное изобретение – первый механизированный калькулятор. Примечательно, что именно в эти годы (начало нового времени) несколько утихает борьба между «абацистами» и «алгоритмистами», и калькулятор представляет собой ожидаемый компромисс между двумя конфликтующими сторонами.

Активнейший всплеск в развитии калькуляторов происходит в XIX-XX-ом веках. В 1890-ые гг. в России активно используется арифмометр собственного производства, в уже в 50-ые годы последующего века налаживается массовое производство моделей с электрическим приводом – «Быстрица», «ВММ» и т.п. Карманные калькуляторы оказываются доступными нашим согражданам с 1974-го года, и первой такой моделью становится «Электроника Б3-04». В это же время в СССР появляются и первые программируемые калькуляторы, пиком развития которых становится модель «Электроника МК-85», работающая на языке программирования Basic.

За рубежом развитие счетных машин происходит не менее интенсивно. Первый калькулятор массового выпуска – ANITA MK VIII – выпускается в Англии в 1961-ом году и представляет собой устройство, работающее на газоразрядных лампах. Это устройство было достаточно громоздким по современным меркам, оно оснащалось клавиатурой для ввода числа, а также дополнительной 10-ти клавишной консолью для задания множителя. В 1965-ом году калькуляторы Wang впервые научились считать логарифмы, а уже через четыре года в США появился и первый настольный программируемый калькулятор. А в 1970-ые годы мир калькуляторов становится более совершенным и разнообразным – появляются новые настольные и карманные машины, а также профессиональные инженерные калькуляторы, позволяющие производить сложнейшие расчеты.

Сегодня усовершенствованные модели калькуляторов представляют собою высокотехнологичные разработки, при создании которых был использован колоссальный опыт инженерных предприятий во всем мире. И, несмотря на абсолютный приоритет ЭВМ, калькуляторы и прочие счетные устройства по-прежнему сопровождают человека в различных отраслях деятельности!

Развитие новой отрасли на пике телевизионного бума

Мы привыкли пользоваться электронными калькуляторами и в личных, и в деловых целях. В 1964 г., когда Япония готовилась к Олимпийским играм в Токио, компания Sharp снова представила принципиально новый продукт - первый в мире полностью транзисторно-диодный электронный калькулятор.

Предложение молодых инженеров

Несколькими годами ранее, в 1960 г., продажи телевизоров и прочих изделий резко возросли до уровня, в 18 раз превышающего показатели 1950 года, - это поразительное достижение за десятилетний период. Некоторые молодые инженеры, работающие в компании около четырех или пяти лет, проанализировав передовые технологии, интенсивно занялись исследованием компьютерных и полупроводниковых технологий. Руководство приняло их предложения, и была учреждена новая исследовательская лаборатория.

Компьютеры как абак

По ряду причин компания оставила свои первоначальные цели по разработке крупных компьютеров и вместо этого решила разрабатывать компьютеры, которые мог бы использовать каждый, в любое время и в любом месте, простые, как абак.

Выполнение после ознакомления с истоками

Как и в ситуации с радиотехникой, разработка компьютеров представлялась группе разработчиков практически непреодолимой задачей. Но уже в 1964 г. компания Sharp представила первый в мире полностью транзисторно-диодный электронный настольный калькулятор CS-10A. Стоимость калькулятора составляла 535 000 иен.

Новая сенсация развязывает "войну электронных калькуляторов"

Первый полностью транзисторно-диодный электронный калькулятор был высококачественным изделием, который невозможно было перепутать с абаком. Скорость осуществления расчетов и бесшумная работа были сенсационными. Производители устремились в эту отрасль, где вскоре уже было 33 компании-изготовителя, предлагающих 210 различных моделей таких устройств. Эта жесткая конкуренция привела к так называемой "войне электронных калькуляторов."

Обслуживание как стартовая точка реорганизации

Успешная разработка полностью транзисторно-диодного электронного калькулятора послужила началом разработок компании Sharp в сфере полупроводников, ЖК-экранов, информационных систем и систем связи. В результате компания превратилась в комплексное предприятие по производству электронной техники. Жесткая конкуренция стимулировала разработку более недорогих, компактных и легких электронных калькуляторов и обеспечила интенсивное развитие электронных технологий.

В 1965 г. после ажиотажа Олимпийских игр японская экономика переживала кризис и спад. Рынок "трех священных сокровищ" и других изделий, стимулирующих развитие отрасли бытовых электрических и электронных устройств, стал насыщенным. Для последующего развития объема продаж и рынка электронных устройств компания оперативно приняла стратегию по преодолению данной ситуации.

"Стратегия 70" для укрепления сети сбыта

Новая "Стратегия 70" компании Sharp была направлена на укрепление и расширение существующей сети сбыта. Ее целью было укрепление сети к 1970 году через продажи в дочерних предприятиях (их объем сбыта должен был составить до 70% от общего объема продаж). Осуществлялись и отдельные операции, включая открытие новых магазинов (Операция A) и увеличение транзакций с крупными розничными торговцами (Операция B), благодаря чему цель "Стратегии 70" была достигнута к 1971 г.

Комплексный рост потребностей в цветном телевидении

В 1966 г. произошло неожиданно быстрое восстановление экономики, развеявшее мрачные настроения в деловых кругах Японии. Автомобилестроение, кондиционеры воздуха и цветные телевизоры стали "тремя китами экономики", в результате чего доходы компании Sharp увеличивались благодаря постоянному росту объемов продаж цветных телевизоров и созданию первых в отрасли микроволновых печей с поворотным столом.

Первый в мире электронный калькулятор на интегральных микросхемах

Исследования по миниатюризации калькуляторов путем замены транзисторов на интегральные микросхемы привели к созданию первого в мире электронного калькулятора на интегральных микросхемах (CS-31A). Масса, количество деталей и стоимость нового изделия составляли почти половину от характеристик первого калькулятора Sharp, представленного на рынок.

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 1961 году в Англии начали выпуск первого массового калькулятора ANITA MK VIII, работающего на газоразрядных лампах и имевшего числовую клавиатуру и клавиши для ввода множителя,
в 1964 году в США начали выпуск калькулятора FRIDEN 130 – первого массового транзисторного калькулятора,
также в 1964 году в СССР начали выпуск калькулятора ВЕГА,
в 1965 году был выпущен калькулятор Wang LOCI-2 с функцией вычисления логарифмов, разработанный компанией Wang Laboratories,
в 1967 году в СССР разработали калькулятор способный вычислять трансцендентные функции - ЭДВМ-П,
в 1969 году в США выпустили программируемый настольный калькулятор HP 9100A.

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.

На вопрос кто придумал калькулятор? заданный автором Побросать лучший ответ это В 1623 году Вильгельм Шикард придумал «Считающие часы» - первый механический калькулятор, умевший выполнять четыре арифметических действия.
Считающими часами устройство было названо потому, что как и в настоящих часах работа механизма была основана на использовании звёздочек и шестерёнок. Практическое использование это изобретение нашло в руках друга Шикарда, философа и астронома Иоганна Кеплера.
За этим последовали машины Блеза Паскаля («Паскалина» , 1642 г.) и Готфрида Вильгельма Лейбница.
Примерно в 1820 году Charles Xavier Thomas создал первый удачный, серийно выпускаемый механический калькулятор - Арифмометр Томаса, который мог складывать, вычитать, умножать и делить. В основном, он был основан на работе Лейбница. Механические калькуляторы, считающие десятичные числа, использовались до 1970-х.
1930-е - 1960-е: настольные калькуляторы.
К 1900-у году ранние механические калькуляторы, кассовые аппараты и счётные машины были перепроектированы с использованием электрических двигателей с представлением положения переменной как позиции шестерни.
С 1930-х такие компании как Friden, Marchant и Monro начали выпускать настольные механические калькуляторы, которые могли складывать, вычитать, умножать и делить.
Словом «computer» (буквально - «вычислитель») называлась должность - это были люди, которые использовали калькуляторы для выполнения математических вычислений. В ходе Манхэттенского проекта, будущий Нобелевский лауреат Ричард Фейнман был управляющим целой команды «вычислителей» , многие из которых были женщинами-математиками, обрабатывающими дифференциальные уравнения, которые решались для военных нужд.
В 1948 году появился Curta - небольшой механический калькулятор, который можно было держать в одной руке.
В 1950-х - 1960-х годах на западном рынке появилось несколько марок подобных устройств.
Первым полностью электронным настольным калькулятором был британский ANITA Мк. VII, который использовал дисплей на газоразрядных цифровых индикаторах и 177 миниатюрных тиратронов. В июне 1963 года Friden представил EC-130 с четырьмя функциями.
Он был полностью на транзисторах, имел 13-цифровое разрешение на 5-дюймовой электронно-лучевой трубке, и представлялся фирмой на рынке калькуляторов по цене 2200 $. В модель EC 132 были добавлены функция вычисления квадратного корня и обратные функции. В 1965 году Wang Laboratories произвёл LOCI-2, настольный калькулятор на транзисторах с 10 цифрами, который использовал дисплей на газоразрядных цифровых индикаторах и мог вычислять логарифмы.
В Советском Союзе в то время самым известным и распространённым калькулятором был механический арифмометр «Феликс» , выпускавшийся с 1929 по 1978 год на заводах в Курске (завод «Счетмаш») , Пензе и Москве.

Многие еще помнят, как когда-то в школе учились считать на деревянных счетах, а затем прибавлять и отнимать смогли уже столбиком. Но не все знали и знают сейчас, что был такой механический калькулятор Curta.

Данным прибором пользовались до того времени, пока не появились электронные вычислительные машины. Не смотря на то, что он скорее имел вид маленькой кофемолки, это был самый удобный и компактный карманный калькулятор. Что в нем было замечательно, так это то, что при работе с ним не нужны никакие элементы питания. Делая расчеты, нужно было просто поворачивать ручку.

Изобретателем этого аппарата является Курт Херцштарк – сын венского бизнесмена, руководившего предприятием, на котором производили высокоточные механические устройства. Именно там молодой изобретатель познал работу механики. Тогда уже были карманные механические калькуляторы, на которых можно было только вычитать и складывать. Курту же хотелось создать устройство, способное выполнять с числами все четыре действия. Свое первое изобретение ему удалось сделать в 1938 году, но массовый выпуск так и не был налажен, так как начавшаяся война этому помешала.

В 1943 году Курта арестовывают за помощь евреям. Он находится то в одной тюрьме, то в другой, пока его не переводят в концлагерь Бухенвальд. Начальника лагеря ставят в известность, что к ним попал тот, кто изобрел механический калькулятор, и он решает, что неплохо бы такое устройство подарить фюреру.

Курту Херцштарку выдали кульман и приказали, чтобы тот вспомнил чертеж калькулятора. Он смог воссоздать его по памяти, но сделать прибор ему не удалось, так как благодаря американским войскам в 1945 году все пленники лагеря Бухенвальд были освобождены.

Так как на свободу Курт вышел, имея готовый набор чертежей, то уже в 1947 году ему удается начать серийный выпуск механического калькулятора. В самом начале устройство называли «Лилипут», но совсем недолго. Имя Curta калькулятору дали в 1948 году, после торговой ярмарки, где один из ее участников обратил внимание на то, что эта машина для господина Херцштарка все равно, что дочь, и название Curtа ей очень подходит. Раз отец-создатель - Курт, то пусть «дочь» будет Curta.

Curta – это самый компактный механический карманный калькулятор, созданный когда-либо. 100 грамм – таков вес аппарата. Он умеет не только прибавлять, отнимать, умножать и делить, но и работает с квадратными корнями. Механических калькуляторов Curta было выпущено два вида: Curta I (11-разрядная) и Curta II (15-разрядная), появление которого стало возможно в 1954 году.

В калькуляторе Курта Херцштарка использовался «дополнительный ступенчатый барабан» (придуманный им самим), тогда как в других подобных устройствах применяли обычный ступенчатый барабан или же цевочное колесо. «Дополнительный ступенчатый барабан» умел по одному алгоритму выполнять различные арифметические действия, при этом работа устройства значительно упрощалась. Например, вычитание можно было превратить в сложение.

Конечно, возникает вопрос, как это происходит? Оказывается, очень просто. Допустим, нам надо узнать, какое число получится, если от 465702 отнять 5847.

Если взять модель Curta I, то будем иметь следующее:

00 000 465702 – значение уменьшаемое,
00 000 005847 – вычитаемое значение.

Теперь каждый разряд в вычитаемом значении нужно дополнить до девяти - 99 999 994152 (более подробно: 99 999 994152 + 00 000 005847 = 99 999 999 999).

Теперь к тому значению, которое у нас получилось, прибавляем уменьшаемое значение: 99 999 994152 + 00 000 465702 = 100 000 459 854

Цифра 1, не попадающая в 11 разрядный диапазон, отсекается. Результат получается на один разряд короче, и тогда значение низшего разряда увеличивается путем добавления единицы: 00 000459 854 + 00 000 000 001 = 00000459 855 – это и есть число ответа.

Кстати, в современных электронных калькуляторах вычитание происходит по точно такому же алгоритму, но в них используется двоичная система исчисления.