Внеклассное мероприятие по информатике "Создание счетных устройств"
занимательные факты по информатике и икт

МБОУ АСОШ №1

Учитель информатики Климова Н.П.

План внеклассного мероприятия

с использованием подборки исторического материала по теме:

«Работы П.Л.Чебышева и В.Я. Буняковского по созданию счетных устройств. Арифмометр В.Т.Однера. Вычисления на арифмометре «Феликс»»

План мероприятия:

1.Краткая биография П.Л.Чебышева ,В.Я. Буняковского, В.Т.Однера.

2. Фотоархив устройств.

3. Создание счетных машин.

4. Ссылки на ресурсы, статьи.

Цель: закрепить основные понятия предмета информатика,

повторить тему: «История развития вычислительной техники», 

воспитывать любовь к предмету;

развивать логическое мышление и познавательный интерес;

расширять кругозор учащихся.

 Работы П.Л.Чебышева по созданию счетных устройств.

Пафну́тий Льво́вич Чебышёв  — русский математик и механик, основоположник петербургской математической школы, академик Петербургской академии наук  и ещё 24 академий мира.

Исследования великого русского математика Пафнутия Львовича Чебышева (1821-1894) проводились преимущественно в трех направлениях: теория чисел, теория вероятностей и теория механизмов. С исследованиями по теории механизмов неразрывно связаны многочисленные изобретения Чебышева. И. И. Артоболевский и Н. И. Левитский в работе, посвященной изобретениям и исследованиям Чебышева по теории механизмов и машин, выделяют 41 "основной механизм Чебышева" и около 40 модификаций этих механизмов, "которые могут в некоторых случаях также рассматриваться как самостоятельные механизмы".

В своей первой зарубежной поездке (1852 г.) во Францию и Великобританию Чебышев с большим интересом изучает работу различных механизмов и машин. Изучив изобретенные В. Я. Буняковским самосчеты, Чебышев увидел все их недостатки и решил построить свой прибор для сложения и вычитания.

Первый арифмометр Чебышева, строго говоря, не может быть отнесен к классу арифмометров (приборов для выполнения четырех арифметических действий). Это 10-разрядная суммирующая машина с непрерывной передачей десятков. В машине с непрерывной (дискретной) передачей колесо высшего разряда продвигается сразу на одно деление, в то время как колесо низшего разряда переходит с 9 на 0. При непрерывной передаче десятков соседнее колесо (а вместе с ним и все остальные) постепенно поворачивается на одно деление, пока колесо младшего разряда совершает один оборот. Чебышев достигает этого применением планетарной передачи.

Следующими этапами работы Чебышева явились постройка новой модели суммирующей машины и передача ее в 1878 г. в Парижский музей искусств и ремесел, а затем создание множительно-делительной приставки к суммирующей машине. Эта приставка также была передана в музей в Париже (1881 г.). Таким образом, арифмометр, хранящийся в этом музее, состоит из двух устройств: суммирующего и множительно-делительного.

Ряд новых идей был воплощен и во множительно-делительном устройстве. Главная и наиболее плодотворная из них состояла в автоматическом переводе каретки из разряда в разряд. Кареткой, т. е. подвижной частью арифмометра, служила сама приставка. Для выполнения умножения и деления она устанавливалась на суммирующей машине, образуя с ней единый прибор. При выполнении умножения нужно было только вращать рукоятку арифмометра.

После умножения множимого на цифру одного разряда множителя арифмометр автоматически прекращает умножение и переводит каретку в следующий разряд. Затем счетный механизм снова включается, и начинается умножение на цифру второго разряда множителя. Количество оборотов рукоятки автоматически контролируется специальным счетчиком, который действует то установленного числа множителя. Этот же счетчик переключает процесс вычислений на передвижение каретки и обратно.

Для вычислительной техники принципиальное значение имели непрерывная передача десятков и автоматический переход каретки с разряда на разряд при умножении.

Оба эти изобретения вошли в широкую практику в 30-е годы 20 века в связи с применением электропривода и распространением полуавтоматических и автоматических клавишных вычислительных машин.

https://tcheb.ru/arithmometer-first-model/

Работы В.Я. Буняковского по созданию счетных устройств.

Известный русский математик, академик Виктор Яковлевич Буняковский (1804-1889) прославился не только своими фундаментальными исследованиями в области математики, активной деятельностью по развитию математического просвещения в России, но и талантливыми изобретениями. В 1867 г. им были созданы самосчеты – одно из первых изобретений в области отечественной счетной техники, оригинальная попытка усовершенствования русских счетов.

Буняковский очень любил и высоко ценил русские счеты как самый простой и дешевый из существовавших в то время счетных приборов. Вероятно, интерес к счетам у него появился еще в 1828 г., когда ему предложили написать отзыв на первую модификацию счетов генерал-майора русской армии, математика Ф.М. Свободского. «Мы едва ли ошибемся, - говорил Буняковский, - утверждая, что ни один из существующих арифметических снарядов и из тех, которые со временем будут придуманы, не вытеснят из общего у нас употребления простых русских счетов». Вместе с тем, он отмечал неудобство, связанное с переносом единиц из низшего разряда в высший. Желая устранить этот недостаток, он изобретает «русские самосчеты». «Наименование это оправдывается тем, - объяснил Буняковский, - что, с одной стороны, в моем приборе постановка цифр имеет сходство с перекидыванием косточек, а с другой, что числа на нем складываются сами, причем единицы различных разрядов сами размещаются по соответствующим местам».

По устройству самосчеты совсем не похожи на русские счеты, только принцип действия их одинаков. Этот механический счетный прибор предназначен для многократных сложений и вычитаний. Основу его конструкции составляет металлическое кольцо (колесо), свободно вращающееся на оси, проходящей через центр основания. К кольцу на одинаковых расстояниях жестко крепятся небольшие кружки (30 шт.) с выгравированными цифрами от 0 до 9, повторяющимися три раза, причем после каждой цифры 9 на кольце предусмотрен зубец для передачи десятков в счетчик. У каждого кружка есть изогнутый металлический стержень с шаровидной косточкой на конце, с их помощью кольцо приводится в движение при установке чисел. Вращая кольцо против часовой стрелки, производится сложение чисел, при вращении кольца по часовой стрелке - вычитание. В средней части прибора - планка с окошками счетчика.

Переход из разряда в разряд обеспечивался за счёт сцепленных друг с другом зубчатых колёс:

Вычисления на приборе сводятся к последовательному сложению отдельно единиц, затем десятков, сотен и так далее всех слагаемых, полученные результаты фиксируются на маленьких счетах или дощечке. При вычитании в счетчике устанавливается уменьшаемое и последовательно производится вычитание также единиц, десятков и т.д.

Один экземпляр самосчетов был изготовлен по указанию В.Я.Буняковского механиком Академии наук и 14 февраля 1867 г. представлен на обсуждение физико-математическому отделению Академии.    

https://gorod.tomsk.ru/index-1257512674.php

Арифмометр В.Т.Однера. Вычисления на арифмометре «Феликс»

 Важную роль в развитии счетной техники сыграло изобретение зубчатого колеса с переменным числом зубцов, которое явилось основой конструкции арифмометров системы В.Т. Однера, самых популярных в первой четверти XX столетия. Впервые подобную зубчатку предложил в 1709 г. итальянец Дж. Полени, затем в 1872 г. американский инженер Ф. Болдуин. Им удалось лишь запатентовать свои изобретения, дальше, по пути промышленного производства арифмометров, они не продвинулись. 1874 г. в этом направлении начал работать талантливый и разносторонний петербургский инженермеханик, сотрудник Экспедиции заготовления государственных бумаг Вильгодт Теофилович Однер (1846–1905)  Ему удалось механизировать один из важных участков работы – нумерацию кредитных билетов, которая выполнялась вручную. Автоматический нумератор Однера получил высокую оценку, а изобретателя назначили руководителем специально созданного отдела по печати кредитных билетов. В 1892 г. автор изобретения в своей книге «Арифмометр системы Однер» писал: «Преимущества моего арифмометра суть следующие:

1. Малый объем: занимаемая им площадь 7 х 5 дюймов.

2. Простое и прочное устройство.

3. Абсолютно верное и быстрое действие.

4. Простое и легкое изучаемое обращение».

Книга была написана очень популярно в виде рекламного проспекта и привлекала внимание широкой аудитории. В настоящее время известен только один арифмометр из первых промышленных образцов, этот уникальный памятник науки и техники представлен сегодня в собрании Политехнического музея. Он изготовлен в соответствии с первыми патентами, отличается от серийных образцов следующими конструктивными особенностями:

• рукоятка при выполнении действий вращается в направлении, противоположном обычному, т. е. при сложении и умножении против часовой стрелки, при вычитании и делении – по часовой стрелке;

• счетчик оборотов находится ниже счетчика результатов;

• цифры установочного механизма написаны на колесах и считываются в специальных окошках.

Арифмометры Однера приобретают широкую известность, завоевывают признание на крупнейших международных выставках. Интерес к арифмометру превзошел все ожидания, экспертная комиссия оценила его по достоинству высшим призом выставки.

1896 г. для В.Т. Однера был тоже очень удачным. За производство прекрасных арифмометров он получил две награды: серебряную медаль на XVI Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде и золотую медаль в Брюсселе; через год – медаль в Стокгольме и в 1900 г. на Всемирной Парижской выставке – опять золотая медаль.

Однер постоянно работал над усовершенствованием арифмометра. Осваивались новые модели с улучшенной конструкцией транспортного механизма каретки не только стандартной разрядности (установочный механизм – 9, счетчик результатов – 13, счетчик оборотов – 8), но и большей емкостью.

2 сентября 1905 г. петербургские газеты известили о трагическом событии – кончине В.Т. Однера от сердечной болезни. В некрологах писали: «Главным его изобретением, доставившим ему мировую известность, был арифмометр, дающий возможность производить все четыре действия арифметики с какими угодно большими числами. Начав с малого и окончив грандиозным предприятием, Однер всегда был и оставался человеком отзывчивым, чутким».

http://globaladmin.ru/intrst/arifmometry-sistemy-v-t-odnera/