«История средств вычислительной техники» - Эффективное видеотерминальное устройство общения. Основоположник компьютерной техники в СССР. Появление приборов. Рост использования компьютеров. Полупроводниковые машины на транзисторах. Открытие логарифмов. Интегральные схемы. Склад. Академик Сергей Алексеевич Лебедев. Настоящее время. Аналитическая машина. Суперкомпьютеры. Абак. Руководители Microsoft. Счетная машина. I поколение ЭВМ. ЭНИАК. Вычислительные системы.
«Тенденции развития вычислительной техники» - Древние люди. Первый программист. Первое поколение ЭВМ. Машина Шиккарда. Магнитная лента. Управление памятью. Энигма. Аналитическая машина Бэббиджа. Хранение данных на бумажной ленте. Абак. История развития вычислительной техники. Первые средства счета. Марк-I. Конрад Цузе. Поколения компьютеров. Усовершенствованный арифмометр. Механический калькулятор. Большая электронно-счетная машина. Арифмометр Лейбница.
«Счётные машины» - Изобретение механического калькулятора. Счетные машины. Идея создания аппарата. Как начинался счёт. Кассовый аппарат. Изобретение компьютера. Русские счеты. Римляне усовершенствовали конструкцию. Изобретение счёт. Цельные кукурузные початки. Аппарат фиксировал каждую торговую операцию. Работающий программируемый компьютер. Изобретение ККМ. Обсерватория. Паскаль. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка.
«История программного обеспечения» - Специальные программы, называемые языковыми процессорами. Деривационная семантика описывает последствия выполнения конструкций. Ада Лавлейс (1815-1852). Набор лексических, синтаксических и семантических правил. Классификация. Первый полностью объектно-ориентированный язык программирования. Лексика. История алгоритмических языков. Язык Кобол. Многоядерная структура ОС. Язык программирования Паскаль (Pascal) создан швейцарцем Н.Виртом.
«История вычислительной техники» - Начало счета. Говард Айкен. Характеристика поколений ЭВМ. Сотрудники лаборатории. Вид инструментального счета. Путешествие. Эра персональных компьютеров. Конрад Цузе. Вклад русских ученых. Вычислительные машины. Цифровые вычислительные устройства. Поколения ЭВМ. Первое поколение ЭВМ. Прошлое. Римский абак. Блез Паскаль. История вычислительной техники.
«История создания и развития ЭВМ» - В 1958 году Джон Килби впервые создал опытную интегральную схему. Машина Лейбница. Пафнутий Львович Чебышев сконструировал счетную машину. Доэлектронный период. Четвертое поколение. Аналитическая машина Беббиджа. Первая в мире ЭВМ – ENIAC. Американская фирма intel объявила о создании микропроцессора. Второе поколение ЭВМ. Пятое поколение. Табулятор. Паскалина. Первое поколение ЭВМ. В 60 – х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ.
Компью́тер (англ. computer - «вычислитель»), ЭВМ (электронная вычислительная машина) - машина для проведения вычислений, а также приёма, переработки, хранения и выдачи информации по заранее определённому алгоритму (компьютерной программе ).
На заре эры компьютеров считалось, что основная функция компьютера - вычисление. Однако в настоящее время полагают, что основная их функция - управление.
История создания средств цифровой вычислительной техники уходит в глубь веков. Она увлекательна и поучительна, с нею связаны имена выдающихся ученых мира.
В дневниках гениального итальянца Леонардо да Винчи (1452-1519) уже в наше время был обнаружен ряд рисунков, которые оказались эскизным наброском суммирующей вычислительной машины на зубчатых колесах, способной складывать 13-разрядные десятичные числа. Специалисты известной американской фирмы IBM, 1969 году, воспроизвели машину в металле и убедились в полной состоятельности идеи ученого.
В те далекие годы гениальный ученый был, вероятно, единственным на Земле человеком, который понял необходимость создания устройств для облегчения труда при выполнении вычислений.
1623 г. Через сто с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи нашелся другой европеец – немецкий ученый Вильгельм Шиккард (1592-1636) , не читавший, естественно, дневников великого итальянца, – который предложил свое решение этой задачи. Причиной, побудившей Шиккарда разработать счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел, было его знакомство с польским астрономом И. Кеплером. Ознакомившись с работой великого астронома, связанной в основном с вычислениями, Шиккард загорелся идеей оказать ему помощь в нелегком труде. В письме на его имя, он приводит рисунок машины и рассказывает, как она устроена. К сожалению, данных о дальнейшей судьбе машины история не сохранила. По-видимому, ранняя смерть от чумы, охватившей Европу, помешала ученому выполнить его замысел.
Об изобретениях Леонардо да Винчи и Вильгельма Шиккарда стало известно лишь в наше время. Современникам они были неизвестны.
В 1641-1642 гг . девятнадцатилетний Блез Паскаль (1623-1662) , тогда еще мало кому известный французский ученый, создает действующую суммирующую машину ("паскалину").
Вначале он сооружал ее с одной единственной целью – помочь отцу в расчетах, выполняемых при сборе налогов. В последующие четыре года им были созданы более совершенные образцы машины. Они строились на основе зубчатых колес, могли производить суммирование и вычитание десятичных чисел. Было создано примерно 50 образцов машин, Б. Паскаль получил королевскую привилегию на их производство, но практического применения "паскалины" не получили, хотя о них много говорилось и писалось.
В 1673 г. другой великий европеец, немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646-1716) , создает счетную машину (арифметический прибор, по словам Лейбница) для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. К зубчатым колесам он добавил ступенчатый валик, позволяющий осуществлять умножение и деление.
"...Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно, притом не прибегая к последовательному сложению и вычитанию", – писал В. Лейбниц одному из своих друзей. О машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы.
Заслуги В. Лейбница, однако, не ограничиваются созданием "арифметического прибора". Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления , ставшей в дальнейшем основной при создании компьютеров. Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно создать универсальный язык для объяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии.
В 1799 г. во Франции Жозеф Мари Жакард (1752-1834) изобрел ткацкий станок, в котором для задания узора на ткани использовались перфокарты. Необходимые для этого исходные данные записывались в виде пробивок в соответствующих местах перфокарты. Так появилось первое примитивное устройство для запоминания и ввода программной (в данном случае управляющей ткацким процессом) информации.
1836-1848 г.г. Завершающий шаг в эволюции цифровых вычислительных устройств механического типа сделал английский ученый Чарльз Беббидж (1791-1871) . Аналитическая машина, проект которой он разработал, явилась механическим прототипом появившихся спустя столетие ЭВМ. В ней предполагалось иметь те же, что и в ЭВМ, пять основных устройств: арифметическое, памяти, управления, ввода, вывода. Программа выполнения вычислений записывалась на перфокартах (пробивками), на них же записывались исходные данные и результаты вычислений.
Главной особенностью конструкции этой машины является программный принцип работы.
Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что:
Программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;
Команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.
Программы вычислений на машине Беббиджа, составленные дочерью Байрона Адой Августой Лавлейс (1815-1852), поразительно схожи с программами, составленными впоследствии для первых ЭВМ. Замечательную женщину назвали первым программистом мира.
Несмотря на все старания Ч. Беббиджа и А. Лавлейс, машину построить не удалось... Современники, не видя конкретного результата, разочаровались в работе ученого. Он опередил свое время.
Непонятым оказался еще один выдающийся англичанин, живший в те же годы, – Джордж Буль (1815-1864). Разработанная им алгебра логики (алгебра Буля) нашла применение лишь в следующем веке, когда понадобился математический аппарат для проектирования схем ЭВМ, использующих двоичную систему счисления. "Соединил" математическую логику с двоичной системой счисления и электрическими цепями американский ученый Клод Шеннон в своей знаменитой диссертации (1936 г.).
Через 63 года после смерти Ч. Беббиджа нашелся "некто", взявший на себя задачу создать машину, подобную по принципу действия той, которой посвятил жизнь Ч. Беббидж. Им оказался немецкий студент Конрад Цузе (1910-1985). Работу по созданию машины он начал в 1934 г., за год до получения инженерного диплома. Конрад ничего не знал ни о машине Беббиджа, ни о работах Лейбница, ни об алгебре Буля, тем не менее, он оказался достойным наследником В. Лейбница и Дж. Буля, поскольку вернул к жизни уже забытую двоичную систему исчисления, а при расчете схем использовал нечто подобное булевой алгебре. В 1937г. машина Z1 (что означало "Цузе 1") была готова и заработала! Она была, подобно машине Беббиджа, чисто механической.
К. Цузе установил несколько вех в истории развития компьютеров: первым в мире использовал при построении вычислительной машины двоичную систему исчисления (1937 г.), создал первую в мире релейную вычислительную машину с программным управлением (1941 г.) и цифровую специализированную управляющую вычислительную машину (1943 г.).
Эти воистину блестящие достижения, однако, существенного влияния на развитие вычислительной техники в мире не оказали... Публикаций о них и какой-либо рекламы из-за секретности работ не было, и поэтому о них стало известно лишь спустя несколько лет после завершения Второй мировой войны.
По-другому развивались события в США. В 1944 г. ученый Гарвардского университета Говард Айкен (1900-1973) создает первую в США (тогда считалось первую в мире!) релейно-механическую цифровую вычислительную машину МАРК-1. В машине использовалась десятичная система счисления. Замечательным качеством машины была ее надежность. Установленная в Гарвардском университете, она проработала там 16 лет!
Вслед за МАРК-1 ученый создает еще три машины (МАРК-2, МАРК-3 и МАРК-4) – тоже с использованием реле, а не электронных ламп, объясняя это ненадежностью последних.
В отличие от работ Цузе, которые велись с соблюдением секретности, разработка МАРК1 проводилась открыто, и о создании необычной по тем временам машины быстро узнали во многих странах. Шутка ли, за день машина выполняла вычисления, на которые ранее тратилось полгода! Дочь К. Цузе, работавшая в военной разведке и находившаяся в то время в Норвергии, прислала отцу вырезку из газеты, сообщающую о грандиозном достижении американского ученого.
К. Цузе мог торжествовать. Он во многом опередил появившегося соперника. Позднее он направит ему письмо и скажет об этом.
В начале 1946 г. начала считать реальные задачи первая ламповая ЭВМ «ЭНИАК» (ENIAC), созданная под руководством физика Джона Мочли (1907-1986) при Пенсильванском университете. По размерам она была более впечатляющей, чем МАРК-1: 26 м в длину, 6 м в высоту, вес 35 тонн. Но поражали не размеры, а производительность – она в 1000 раз превышала производительность МАРК-1! Таков был результат использования электронных ламп!
В 1945 г., когда завершались работы по созданию ЭНИАК, и его создатели уже разрабатывали новый электронный цифровой компьютер ЭДВАК, в котором намеривались размещать программы в оперативной памяти, чтобы устранить основной недостаток ЭНИАКа – сложность ввода программ вычислений, к ним в качестве консультанта был направлен выдающийся математик, участник Матхеттенского проекта по созданию атомной бомбы Джон фон Нейман (1903-1957). В 1946 г. Нейманом, Голдстайном и Берксом (все трое работали в Принстонском институте перспективных исследований) был составлен отчет, который содержал развернутое и детальное описание принципов построения цифровых электронных вычислительных машин, которых и придерживаются до сих пор.
В ХХІ веке человечество находится в водовороте огромного количества цифр: счета, зарплаты, налоги, дивиденды, кредиты и т.д. Неизбежным является и то, что мир без такого простого, казалось бы, вычислительного прибора, как калькулятор, двигался бы намного медленнее. Ведь, сколько нужных операций мы производим с помощью этого предмета, который был изобретен несколькими столетиями ранее.
Прообраз калькулятора Леонардо
Зимой 1967 американские ученые, работая над одним из проектов на базе национальной Библиотеки Испании, сделали удивительное открытие. Исследователи обнаружили две потерянные работы да Винчи, которые сейчас являются неотъемлемыми составляющими «Мадридского Кодекса». В этом артефакте находятся чертежи механизма, занимающегося счетными операциями, сделанного Леонардо в 1492 году.
Прообраз калькулятора базировался на основаниях с парой зазубренных колес: с одного бока – колесо большого размера, с другого – маленького. Исходя из оставленных чертежей да Винчи, можно понять, что основания были расположены таким образом, что большое колесо одной детали было сцеплено с маленьким колесом другой детали, а сами стержни были через один перевернуты. Механизм приводила в работу цепная реакция: первый стержень, делая десять оборотов, заставлял сделать один оборот второго стержня, соответственно десять оборотов третьего – к одному обороту четвертого. Всего в машине было 13 деталей, которые двигались, благодаря специальным грузам.
Считается, что Леонардо да Винчи не удалось при жизни осуществить этот проект.
Роберто Гуателли и Леонардо да Винчи
Роберто Гуателли был известным экспертом по биографии, творчеству и изобретениям Леонардо да Винчи. Начиная с 1951 года, совместно с организацией IBM он занимался воспроизведением великих работ Леонардо, изучая оставленные им чертежи и эскизы. Проводя исследования с работами по вычислительной машине в «Мадридском кодексе», Гуателли обнаружил, что есть сходства с эскизами в «Атлантическом Кодексе» - еще одном масштабном труде изобретателя.
На основании уже двух изображений в конце 60-х Роберто Гуателли воссоздал образец вычислительной машины. Аппарат работал по принципу десять к одному на каждой из 13 деталей. После того, как первая ручка делала полное вращение, колесико единиц начинало двигаться, и появлялось число от 0 до 9. После того, как десятое вращение первого рычага завершалось, механизм единиц повторял это же действие и возвращался на нулевую отметку, которую передвигал десятичный механизм на единицу. Соответственно, каждое следующее колесо отвечало за обозначение сотни, тысячи и т.д.
Гуателли внес кое-какие корректировки в чертеж Леонардо, с помощью которых перед зрителем открывалась более полная и детализированная картина происходящего.
Но уже после года существования репродукции вычислительной машины, возникли дискуссии касательно точного воспроизведения механизма. Поэтому для установления оригинальности данного изобретения была проведена группа академических исследований. Существовала гипотеза о том, что на чертежах Леонардо изображено устройство,занимающиеся проведением пропорций, а не вычислительная машина. Также существовало мнение, что в аппарате вращение первого основания приводило к десяти оборотам второго, ста оборотам третьего и 10 в 13-й степени вращениям последнего. Оппоненты полагали, что этот механизм не мог функционировать из-за слишком большой силы трения.
Компания IBM, не смотря на разногласия среди исследователей, решила убрать предмет дискуссий из коллекции.
Итак, первый прообраз калькулятора, не только смог принять материальную оболочку спустя несколько столетий, но и стал предметом полемик в научной среде.
Этапы развития вычислительной техники
Выполнил: Ворошилов И.А.
Проверила:
Введение 3
Ранние приспособления и устройства для счёта 3
Этапы развития вычислительной техники 4
Домеханический этап 4
Механический этап 5
Электромеханический этап 11
Суммирующая машина Паскаля 14
История 14
Калькулятор Лейбница 16
История создания 16
Арифмометр 18
Разностная машина Чарльза Бэббиджа 20
История создания 20
Аналитическая машина 24
Заключение 25
Список литературы 26
Приложение 27
Список иллюстраций 27
Введение Ранние приспособления и устройства для счёта
Человечество научилось пользоваться простейшими счётными приспособлениями тысячи лет назад. Наиболее востребованной оказалась необходимость определять количество предметов, используемых в меновой торговле. Одним из самых простых решений было использование весового эквивалента меняемого предмета, что не требовало точного пересчёта количества его составляющих. Для этих целей использовались простейшие балансирные весы, которые стали, таким образом, одним из первых устройств для количественного определения массы.
Принцип эквивалентности широко использовался и в другом, знакомом для многих, простейшем счётном устройств Абак или Счёты. Количество подсчитываемых предметов соответствовало числу передвинутых костяшек этого инструмента.
Сравнительно сложным приспособлением для счёта могли быть чётки, применяемые в практике многих религий. Верующий как на счётах отсчитывал на зёрнах чёток число произнесённых молитв, а при проходе полного круга чёток передвигал на отдельном хвостике особые зёрна-счётчики, означающие число отсчитанных кругов.
Этапы развития вычислительной техники Домеханический этап
Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации и базировался на использовании частей тела,
Рисунок 1. Суань-пань
в первую очередь пальцев рук и ног. Пальцевый счет уходит корнями в глубокую древность, встречаясь в том или ином виде у всех народов и в наши дни. Конечно, счёт был примитивным, а уровень абстракции очень низким. Понятие числа максимально конкретно, оно неразрывно связано с предметом (т.е. это, например, не число «два», а «две рыбы», «два коня» и т.д.). Диапазон счёта невелик. Можно выделить три типа таких счётных приспособлений. Искусственные приспособления: зарубки (насечки) на различных предметах, в Южной Америке получают широкое распространение узелки на верёвках. Предметный счёт, когда используются предметы типа камешков, палочек, зёрен и т.д. Часто этот тип счёта использовался вместе с пальцевым. Счёт с помощью предметов был предшественником счёта на абаке - наиболее развитом счётном приборе древности, сохранившем некоторое значение в настоящее время (в виде русских счётов, китайского суань-паня и др.). Под абаком понимается счётный прибор, на котором отмечены места (колонки или строчки) для отдельных разрядов чисел.
Механический этап
Рисунок 2. Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 1452–1519)
Под механическим вычислительным устройством понимается устройство, построенное на механических элементах и обеспечивающее автоматическую передачу из низшего разряда в высший. Один из первых арифмометров, точнее «суммирующая машина», был изобретен Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 1452–1519) около 1500 года. Правда, о его идеях никто не знал на протяжении почти четырех столетий. Рисунок этого устройства был обнаружен только в 1967 году, и по нему фирма IBM воссоздала вполне работоспособную 13-разрядную суммирующую машину, в которой использован принцип 10-зубых колес.
Десятью годами раньше в результате исторических изысканий в Германии были обнаружены чертежи и описание арифмометра, выполненные в 1623 году Вильгельмом Шиккардом (Wilhelm Schickard, 1592–1636), профессором математики университета в Тюбингене. Это была весьма «продвинутая» 6-разрядная машина, состоявшая из трех узлов: устройства сложения-вычитания, множительного устройства и блока записи промежуточных результатов. Если сумматор был выполнен на традиционных зубчатых ко-лесах, имевших кулачки для передачи в соседний разряд единицы переноса, то множитель был построен весьма изощренно. В нем немецкий профессор применил метод «решетки», когда при помощи «насаженной» на валы зубчатой «таблицы умножения» происходит перемножение каждой цифры первого сомножителя на каждую цифру второго, после чего со сдвигом складываются все эти частные произведения.
Рисунок 3. Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623–1662)
Эта модель оказалась работоспособной, что было доказано в 1957 году, когда она была воссоздана в ФРГ. Однако неизвестно, смог ли сам Шиккард построить свой арифмометр. Есть свидетельство, содержащееся в его переписке с астрономом Иоганном Кеплером (Johannes Kepler, 1571–1630) относительно того, что недостроенная модель погибла в огне во время пожара в мастерской. К тому же автор, вскоре скончавшийся от холеры, не успел внедрить в научный обиход сведения о своем изобретении, и о нем стало известно лишь в середине ХХ века.
Поэтому Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623–1662), который первым не только сконструировал, но и построил работоспособный арифмометр, начинал, как говорится, с ну-ля. Блистательный французский ученый, один из создателей теории вероятностей, автор нескольких важных математических теорем, естествоиспытатель, открывший атмосферное давление и определивший массу земной атмосферы, и выдающийся мыслитель, был в повседневной жизни любящим сыном президента королевской палаты сборов. Девятнадцатилетним юношей, в 1642 году, желая помочь отцу, тратившему много времени и сил, составляя финансовые отчеты, он сконструировал машину, которая могла складывать и вычитать числа.
Первый образец постоянно ломался, и через два года Паскаль сделал более совершенную модель. Это была чисто финансовая машина: она имела шесть десятичных раз-рядов и два дополнительных: один поделенный на 20 частей, другой на 12, что соответствовало соотношению тогдашних денежных единиц (1 су = 1/20 ливра, 1 денье = 1/12 су). Каждому разряду соответствовало колесо с конкретным количеством зубцов.
За свою недолгую жизнь Блез Паскаль, проживший всего 39 лет, успел сделать около пятидесяти счетных машин из самых разнообразных материалов: из меди, из различных пород дерева, из слоновой кости. Одну из них ученый преподнес канцлеру Сегье (Pier Seguier, 1588–1672), какие-то модели распродал, какие-то демонстрировал во время лекций о последних достижениях математической науки. 8 экземпляров дошло до наших дней.
Рисунок 4. Готфрид Лейбниц (Gottfried Leibniz, 1646–1716)
Именно Паскалю принадлежит первый патент на «Паскалево колесо», выданный ему в 1649 году французским королем. В знак уважения к его заслугам в области «вычислительной науки», один из современных языков программирования назван Паскалем.
Классическим инструментом механического типа является арифмометр (устройство для выполнения четырёх арифметических действий), изобретённый Готфридом Лейбницем (Gottfried Leibniz, 1646–1716) в 1673 году. Полученная в результате напряженного поиска 8-разрядная модель могла складывать, вычитать, умножать, делить, возводить в степень. Результат умножения и деления имел 16 знаков. Лейбниц применил в своем арифмометре такие конструктивные элементы, которые использовались при проектировании новых моделей вплоть до ХХ века. В XVII-XVIII вв. сколько-нибудь значительной практической потребности в механизации вычислительных работ не существовало. Интерес к механизации вычислений был вызван, в частности, общефилософскими и общенаучными установками того времени, когда законы и принципы механики рассматривались как общие законы бытия. В XIX в. в связи с развитием промышленной революции, возникает потребность в механизации конторских работ.
Рисунок 5. Арифмометр
Пионером серийного изготовления счетных машин стал эльзасец Шарль-Ксавье Тома де Кольмар (Charles-Xavier Thomas de Colmar, 1785–1870). Введя в модель Лейбница ряд эксплуатационных усовершенствований, он в 1821 году начинает выпускать в своей парижской мастерской 16-разрядные арифмометры, которые получают известность как «томас-машины». На первых порах они стоили недешево - 400 франков. И выпускались в не столь уж и больших количествах - до 100 экземпляров в год. Но к концу века появляются новые производители, возникает конкуренция, цены понижаются, а количество покупателей возрастает.
Различные конструкторы как в Старом, так и в Новом свете патентуют свои моде-ли, которые отличаются от классической модели Лейбница лишь введением дополнительных удобств в эксплуатации. Появляется звонок, сигнализирующий об ошибках типа вычитания из меньшего числа большего. Наборные рычажки заменяются клавишами. Приделывается ручка для переноса арифмометра с места на место. Повышаются эргономические показатели. Совершенствуется дизайн.
В конце XIX века на мировой рынок арифмометров самым решительным образом вторглась Россия. Автором этого прорыва стал обрусевший швед Вильгодт Теофилович Однер (1846–1905), талантливый изобретатель и удачливый бизнесмен. До того, как заняться выпуском счетных машин, Вильгодт Теофилович сконструировал устройство автоматизированной нумерации банкнот, применявшееся при печатании ценных бумаг. Ему принадлежит авторство машины для набивки папирос, автоматического ящика для голосования в Государственной Думе, а также турникетов, применявшиеся во всех су-доходных компаниях России.
В 1875 году Однер сконструировал свой первый арифмометр, права на производство которого передал машиностроительному заводу «Людвиг Нобель». Спустя 15 лет, став владельцем мастерской, Вильгодт Теофилович налаживает в Петербурге выпуск новой модели арифмометра, которая выгодно отличается от существовавших на тот момент счетных машин компактностью, надежностью, простотой в обращении и высокой производительностью.
Рисунок 6. Чарльз Бэббидж (Charls Babbige, 1791-1871)
Спустя три года мастерская становится мощным заводом, производящим в год более 5 тысяч арифмометров. Изделие с клеймом «Механический завод В. Т. Однер, С-Петербург» начинает завоевывать мировую популярность, ему присуждаются высшие награды промышленных выставок в Чикаго, Брюсселе, Стокгольме, Париже. В начале ХХ века арифмометр Однера начинает доминировать на мировом рынке. Таким образом к концу XIX в. производство арифмометров становится массовым.
Однако предшественником современных ЭВМ является аналитическая машина Чарльза Бэббиджа. Проект аналитической машины, представляющей собой цифровую вычислительную машину с программным управлением, был предложен Бэббиджем в 30-е годы XIX века. А в 1843 г. для этой машины была создана первая достаточно сложная машинная программа: программа вычислений чисел Бернулли, составленная Адой Лав-лейс. Оба эти достижения были феноменальными. Они более чем на столетие опередили своё время. Только в 1943 г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники XX века - электромеханических реле - смог построить такую машину под названием «Марк-1».
Ботаника
"Круги срезанных древесных ветвей показывают число их лет и то, какие были более влажными или более сухими, смотря по большей и меньшей их толщине. И показывают так страны света [смотря по тому], куда будут обращены; потому что более толстые обращены более к северу, чем к югу, и, таким образом, центр дерева по этой причине ближе к его южной, чем к его северной коре. И хотя это живописи ни к чему, все же я об этом напишу, дабы опустить возможно меньше из того, что известно мне о деревьях".
"Природа во многих растениях расположила листья последних ветвей так, что шестой лист всегда находится над первым, и так далее, в той же последовательности…"
Антропология
"Смотри же, надежда и желание водвориться на свою родину и вернуться в первое свое состояние, уподобляется бабочке в отношении света, и человек, который всегда с непрекращающимся желанием, полный ликования, ожидает новой весны, всегда нового лета, и всегда новых месяцев, и новых годов, - причем кажется ему, будто желанные предметы слишком медлят прийти, - не замечает, что собственного желает разрушения! А желание это есть квинтэссенция, дух стихий, который, оказываясь заточенным душой человеческого тела, всегда стремится вернуться к пославшему его. И хочу, чтобы ты знал, что это именно желание есть квинтэссенция - спутница природы, а человек - образец мира". (83 Br. M. 156. v.)
"Человек назван древними малым миром, - и нет спора, что название это уместно, ибо как человек составлен из земли, воды, воздуха и огня, так и тело земли. Если в человеке есть кости, служащие ему опорой, и покровы из мяса - в мире есть скалы, опоры земли; если в человеке есть кровяное озеро - там, где легкое растет и убывает при дыхании, - У тела земли есть свой океан, который также растет и убывает каждые 6 часов, при дыхании мира; если от названного кровяного озера берут начало жилы, которые, ветвясь, расходятся по человеческому телу, то точно так же и океан наполняет тело земли бесконечными водными жилами. В теле земли отсутствуют сухожилия, которых нет потому, что сухожилия созданы ради движения, а так как мир находится в постоянном равновесии, то движения здесь не бывает, и так как не бывает движения, то и сухожилия не нужны. Но во всем прочем они весьма сходны". (394 A. 55. v.)
Медицина
"Жизнь нашу создаем мы смертью других. В мертвой вещи остается бессознательная жизнь, которая, вновь попадая в желудок живых, вновь обретает жизнь чувствующую и разумную". (81 H2. 41 v.)"Медицина есть восстановление согласия стихий, утративших взаимное равновесие; болезнь есть нестроение стихий, соединенных в живом организме". (41 Tr. 4.)
Аэродинамика
«Когда птица хочет подняться взмахами своих крыльев, поднимает она плечи и концами крыльев ударяет по направлению к себе, в результате чего уплотняет тот воздух, что между концами крыльев и ее грудью, и это напряжение воздуха поднимает птицу ввысь» (V.U. 6 v.)
"Одинаковое сопротивление крыльев у птицы всегда вызывается тем, что они одинаково удалены своими концами от центра тяжести этой птицы... Но когда один из концов крыльев окажется ближе к центру тяжести, чем другой конец, тогда птица опустится той стороной, на которой конец крыльев ближе к центру тяжести". (V.U. 15 r- 14 v.)
Астрономия
Леонардо был художником с совершенным пониманием света и тени, и это отражается в его научных взглядах. Его наблюдения луны в фазе растущего полумесяца привели к одному из самых важных научных утверждений в Кодексе Лейстер - солнечный свет отражается от океанов на Земле и дает вторичную подсветку луны. Это открытие контрастирует с верой Леонардо в то, что луна отражает свет, потому что она покрыта водой."Некоторые полагали, что луна имеет немного своего собственного света, но это мнение ложно, поскольку оно основывается на мерцании, видимом в середине между рожками новой луны... такое свечение в это время происходит благодаря нашему океану и другим внутренним морям - поскольку они тогда освещены солнцем, находящимся в точке захода, таким образом, что море тогда играет ту же роль для темной стороны луны, какую полная луна играет для нас, когда солнце садится...."
Кодекс Лейстер
Палеонтология
Наблюдая окаменелые раковины в горах северной Италии, Леонардо дает объяснение, почему они были найдены далеко от моря. Во взглядах тогда преобладало предположение, что такие окаменелости или "росли" в камнях, подобно минеральным кристаллам, или были унесены от моря Библейским Потопом.Признавая в окаменелостях остатки некогда живых организмов, и приводя доводы против идеи Потопа, Леонардо рассуждал, что такие хрупкие раковины, не могли быть принесены столь глубоко внутрь суши, сохранившись без повреждений. Он также заметил, что окаменелости обычно лежат в последовательных слоях породы, что свидетельствует о том, что они были депонированы многократными событиями, а не только один раз. Он также заметил, что группы различных окаменевших раковин, найденных вместе напоминали группы живых существ, собравшихся в прибрежных водах. По всем этим причинам, Леонардо правильно заключил, что окаменелости остались от животных, которые когда-то населяли древнее море, покрывавшее землю.
Кодекс Лейстер American Museum of Natural History
"В реке одинаковой глубины будет в менее широком месте настолько более быстрое течение, чем в более широком, насколько большая ширина превосходит меньшую. Положение это ясно доказывается путем рассуждения, подкрепляемого опытом. В самом деле, когда по каналу шириною в милю пройдет миля воды, то там, где река будет иметь ширину в пять миль, каждая из квадратных миль дает одну пятую свою часть на покрытие недостатка в воде; и там, где река будет иметь ширину в три мили, каждая из этих квадратных миль дает третью свою часть на покрытие недостатка воды в узком месте; но тогда не могло бы быть истинным положение, гласящее, что река пропускает при любой своей ширине в равное время равное количество воды, вне зависимости от ширины реки".
(T.A. VIII, 41.)
Оптика
"Если глаз находится между двумя конями, бегущими к цели параллельным бегом, будет ему казаться, что они бегут, направляясь друг к другу. Сказанное происходит от того, что изображения коней, запечатлевающиеся в глазу, движутся по направлению к центру поверхности глазного зрачка". (330. К. 120 v.)
"Глаз, воспринимающий через очень маленькое круглое отверстие лучи предметов, расположенных за отверстием, воспринимает их всегда перевернутыми, и тем не менее зрительная сила видит их в том месте, где они действительно находятся. Происходит это оттого, что названные лучи проходят через центр хрусталика, находящегося в середине глаза, и затем расходятся по направлению к задней его стенке. На этой стенке лучи располагаются, следуя предмету, их вызвавшему, и передаются оттуда по ощущающему органу общему чувству, которое о них судит. Что это так, доказывается следующим образом: сделай острием иглы маленькое отверстие в бумаге и рассматривай сквозь него расположенные по ту сторону предметы. Если двигать между глазом и бумагой иглу сверху вниз, то по ту сторону отверстия движение иглы будет казаться противоположным ее действительному движению. Причина этого в том, что, если игла между бумагой и глазом касается самых верхних линий лучей, она закрывает вместе с тем самые нижние по ту сторону бумаги; и когда игла опускается, то она, наконец, достигает самой нижней линии по эту сторону бумаги, следовательно, одновременно самой верхней по ту сторону ее". (321. D. 3 v.)Физика
"Умножь большее плечо весов на груз, им поддерживаемый, и раздели результат на меньшее плечо, и частное будет груз, который, находясь на меньшем плече, противится опусканию большего плеча в случае равновесия плеч весов". (A. 47 r.)"Тяжесть, привешенная к одному плечу рычага, сделанного из любого материала, во столько раз большую тяжесть поднимает на конце противоположного плеча, во сколько раз одно плечо больше другого". (А. 47 v.)
"Если сила двигает тело в известное время на известное расстояние, та же самая сила половину этого тела передвинет в то же время на двойное расстояние". (91. F. 26 r.)
Математика
"Пусть не читает меня в основаниях моих тот, кто не математик."(W.An. IV, 14 v.)
"Никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических наук, и в том, что не имеет связи с математикой." (G. 36 v.)
"Удвой квадрат, образуемый диагональным сечением данного куба, и у тебя будет диагональное сечение куба вдвое большего, чем данный: удвой одну из двух квадратных площадей, образуемых при диагональном сечении куба... Другое доказательство, данное Платоном делосцам геометрическое не потому, что ведется при помощи инструментов - циркуля и линейки и опыт нам его не дает, но оно всецело мысленное и, следовательно геометрическое." (F. 59 r.)
Материалы зарубежных газет и сайтов
"Машины Леонардо, от фантазии до реальности"
Клаудиа Ди ДжорджиоЛеонардо и его кодексы все так же в моде, и не только благодаря нашумевшему роману Дэна Брауна. О том, кто такой Леонардо да Винчи и что он на самом деле написал и придумал, расскажет экспозиция в Академии Линчеи, посвященная "Атлантическому кодексу". На международной выставке будут представлены оригиналы иллюстраций, воспроизведенных издательством Hoepli в 1894-1904 годах.
Среди 10 кодексов, на которые сегодня разделены манускрипты Леонардо, "Атлантический кодекс" – самый объемный, и в нем содержится большая часть его заметок научного и технического характера.
На 1119 листах, из которых состоит "Атлантический кодекс", содержатся записи по математике и астрономии, ботанике и архитектуре, физике и военному искусству. Но, прежде всего, в эту часть наследия Леонардо включены описания машин, поразительных догадок из области механики и инженерии, которые, придуманные и описанные пять веков назад, продолжают восхищать и удивлять.
Когда в конце XIX века были впервые опубликованы записки Леонардо, одним из элементов, больше всего поразившим воображение людей, стали подробные чертежи механизмов и машин, которые появились лишь сотни лет спустя. Велосипеды, подводные лодки, воздушный винт, танки, ткацкие станки, шарикоподшипники и, естественно, летающие машины: нет ни одного изобретения, которое бы тем или иным образом не сопрягалось с научной и технической интуицией Леонардо.На самом деле большая часть этих планов и чертежей не воплощалась в реальные машины и механизмы на протяжении жизни Леонардо. Более того, незавершенность его творений настолько легендарна, что по легенде его последними словами стали: "Скажите мне, что что-то сделано!" Многие из чертежей великого мастера оказывались нереализуемыми в то время из-за отсутствия необходимых технологий.
Однако в последние десятилетия реконструкция леонардовских машин и проверка их эффективной функциональности превратилась почти в направление истории науки. Например, в Научном музее Милана находится более 30 моделей, другие модели будут представлены на выставке с 13 января в залах Музея римской культуры.
Экспозицию Линчеи украшает самая современная версия машины Леонардо – безусловно, вызывающий наибольшее удивление "самодвижущийся танк" на трех колесах, в котором кое-кто усмотрел не больше и не меньше как прототип самоходных установок НАСА, исследующих Марс.Представленный в этом году в Музее истории науки Флоренции "автомобиль Леонардо" собран Карло Пердетти, одним из самых известных экспертов планов и проектов Леонардо, специалистом в области робототехники. Деревянная тележка способна двигаться лишь благодаря пружинному мотору и оснащена рулевым механизмом. Но Леонардо разработал эту машину не для транспортировки людей, а как механизм для сцены во время представлений при дворе. Таким образом, в большей степени, чем марсианский робот, она была предшественником аппаратуры для спецэффектов.
"Repubblica" (Переведено 11 января 2005) ИноПресса
Машина Леонардо способна летать
Паола де КаролисМашина летает. Но он об этом уже никогда не узнает: дельтаплан, задуманный Леонардо да Винчи более 500 лет назад, способен летать. На нем нельзя выполнять фигуры высшего пилотажа, но он отрывается от земли и достигает высоты 15 метров. Возможно, в эпоху Конкорда и сверхзвуковой авиации бывают и более грандиозные рекорды, но мало кто способен подняться на борт машины, спроектированной пять столетий назад.
В Великобритании все же были созданы два дельтаплана - этот год на британском телевидении назван годом великих созданий Леонардо. Планируется показать два документальных фильма о том, как в конце XV века Леонардо уже закладывал основы современной жизни. Оба дельтаплана пригодны к использованию. Первый был создан для программы BBC по одному чертежу Леонардо; он наиболее точно воспроизводит замысел изобретателя и создавался из материалов, которые могли быть в его распоряжении. При создании второго дельтаплана, построенного для Channel 4, использовались несколько проектов великого Леонардо: к чертежу 1487 года были добавлены штурвал управления и трапеция, которые Леонардо изобрел позднее.
"Моей первой реакцией было удивление. Его красота меня просто поразила". Джуди Лиден разбирается в дельтапланах. Она чемпионка мира, и поэтому (а также благодаря весу в 52 кг) она была избрана пилотом двух летальных аппаратов Леонардо. "Мне было немного страшно, когда меня предупредили, что можно подниматься только на безопасную высоту, с которой я могу упасть, не причинив себе вреда. Проектировщики опасались, что дельтаплан сломается в полете, но он оказался более прочным, чем современные модели".
Два полета, два результата: дельтаплан ВВС несколько раз поднимался в воздух, но лишь на несколько секунд, второй пролетел расстояние в 30 метров на высоте 15 метров. "Этот полет можно сравнить с ездой на автомобиле, у которого есть педаль газа и тормоза, но нет руля", - рассказала Лиден. Дельтаплан Леонардо прекрасно летает, но очень неповоротлив."Леонардо был человеком с необычайными способностями: 500 лет назад он уже думал о том, как создать вертолет и другие летающие машины", - подчеркнул Эндрю Нахум, директор отдела аэронавтики музея наук в Лондоне, который участвовал в работе над двумя проектами. "Перейти от бумаги к реальности - нелегко".
"Когда я его увидел, я сказал себе, что он никогда не полетит", - поделился своими впечатлениями Тим Мур, собиравший дельтаплан для Channel 4.Прежде чем на дельтаплане ВВС полетела Лиден, его поместили на испытательный стенд в университете Ливерпуля. "Основная проблема - устойчивость, - считает профессор Гарет Пэдфилд. - Правильно сделали, что провели стендовые испытания. Наш пилот несколько раз падал. Этим аппаратом очень сложно управлять". Испытательные полеты проводились в Сюррее, Англия, и в Тоскане.
По мнению продюсера научного цикла ВВС Майкла Мосли, причина того, что дельтаплан не может летать безукоризненно, заключается в нежелании Леонардо, чтобы его изобретения использовались в военных целях. "Создавая машины, которые он спроектировал, и обнаруживая ошибки, мы чувствовали: они были сделаны неспроста. Наша гипотеза заключается в том, что Леонардо - пацифист, которому приходилось работать на военачальников той эпохи, - специально вносил в свои проекты ошибочную информацию".
Доказательства? Пометка, сделанная на обороте чертежа респиратора для подводного плавания: "Зная о том, как работает сердце человека, они могут научиться убивать людей под водой".
"Corriere della sera" (Переведено 27 января 2003) ИноПресса
Автомобиль Леонардо возвращается к жизни
Джон Хупер
Потребовалось более 500 лет, чтобы проделать путь от рисунка к демонстрационному залу, но сегодня первая рабочая модель "автомобиля", задуманного Леонардо Да Винчи должна быть показана на выставке во Флоренции.Восемь месяцев работы компьютерных проектировщиков, инженеров и столяров доказала то, что подвергалось сомнению в течение многих столетий: механизм, набросок которого был сделан около 1478 года самым универсальным гением в истории действительно движется.
"Это было, или есть, - первое в мире самоходное транспортное средство", сказал Паоло Галлуцци, директор Института и Музея Истории Науки во Флоренции, наблюдающий за проектом.
Возможно, это разумно, что человечество ожидало изобретения паровой тяги и затем двигателя внутреннего сгорания. Автомобиль Леонардо, 1.68 м. в длину и 1.49 м. в ширину, движется с помощью часового механизма. Пружина заводится вращением колес в направлении противоположном движению.
"Это очень мощная машина" сказал профессор Галлуцци. Настолько мощная, что, хотя была сделана "полномасштабная действующая модель", ее не рискнули испытать. "Она могла столкнуться с чем-нибудь и нанести серьезное повреждение" сказал он.
Повозка, демонстрируемая вчера во Флоренции, была точной копией в масштабе один к трем.
Несколько попыток создать автомобиль по чертежам Леонардо были сделаны в прошлом столетии. Все они закончились неудачей.
Причина была в неправильном понимании, считали, что Леонардо оснастил свою машину двигателем из двух больших плоских пружин, согнутых как в арбалете, изображенном на эскизе в Атлантическом Кодексе (фолиант 812r), одном из величайших собраний его эскизов и записей.
В 1975 году Карло Педретти, директор Центра Арманда Хаммера по изучению Леонардо Да Винчи в Лос-Анджелесе, опубликовал статью, в которой были копии начала XV века некоторых ранних эскизов Да Винчи из архивов Уфицци. "Два рисунка содержат вид сверху пружинного механизма известной самодвижущейся повозки из Атлантического Кодекса" - написал он.
Изучая копии, профессор Педретти понял, что пружины были предназначены не для движения автомобиля, а для управления механизмом двигателя, расположенного в другом месте. В 1996 о его интуиции сообщил в своей книге американский специалист по робототехнике, Марк Рошейм. "Он полагает, что движущая сила обеспечена пружинами, свитыми в барабанах " написал г. Рошейм.
Идея о том, что "двигатели" были расположены в нижней части машины в двух оболочках похожих на барабаны, решила многие загадки в проекте Леонардо. Но до того момента, когда профессор Галлуцци и его команда приступили к работе, это оставалось только теорией.
Их первым шагом было создание компьютерной модели.
"Это заняло четыре месяца" - сказал профессор Галлуцци корреспонденту Гардиан. "Но в конце концов мы имели механизм, в котором были уверены, что он должен работать".
Чтобы проверить границы гения Леонардо, было решено попытаться реализовать его мечту с помощью материалов, доступных мастеру в его время. Это означало работу, главным образом, с древесиной.
Флорентийских реставраторов мебели спрашивали, какую древесину выбрал бы их предшественник, для той или иной части повозки.
"Самая большая проблема состояла в поиске древесины для винтиков, потому что она должна была быть твердой и стойкой.Законченное транспортное средство содержит пять видов древесины и "исключительно тонкие механизмы".
Исследователи Леонардо уже долгое время полагают, что повозка была предназначена для создания специальных эффектов во время театральных представлений.
Машина имеет тормоз, которым на расстоянии может управлять оператор со скрытой веревкой, так что кажется, будто машина начинает двигаться сама по себе.
Программируемый механизм управления позволяет двигаться прямо или поворачивать под заранее заданным углом. Но только направо. Это хорошо в городах с односторонним движением, подобных сегодняшней Флоренции. Как всегда, Леонардо на столетия опередил свое время.
"The Guardian" (Суббота, 24 апреля 2004 года) Leonardo"s car brought to life
Счетная машина Леонардо да Винчи
Эрес КапланПролог:
Все это началось 2 года назад в июне 1994 года во время поездки в Бостон. При посещении "Бостонского Музея Счетных машин", я купил буклет "История счетных машин" Маргерит Зиентара. На третьей странице я увидел необычное изображение, названное "Счетная машина Леонардо да Винчи". Я начал расспрашивать и тут и там об этом калькуляторе, но чем больше я спрашивал, тем меньше я знал, поскольку ни в каких других книгах о нем не упоминалось. Этот механизм стал темой моих поисков в течение двух последних лет. Он потребовал множества электронных писем, факсов, телефонных звонков и прочего, чтобы собрать информацию об истории этой необычной копии.
Моя особая благодарность г. Джозефу Мирабелле (Нью-Йорк), приемному сыну и помощнику доктора Гуателли, за его первые эскизы и фотографии этого экспоната.
Итак, однажды...
13-го февраля 1967 года американскими исследователями, работающими в Мадриде, в национальной Библиотеке Испании, было сделано удивительное открытие. Они обнаружили две утраченные работы Леонардо да Винчи, известные ныне как "Мадридский Кодекс". Это открытие вызвало большой интерес, а должностные лица заявили, что рукописи "не были потеряны, просто их положили не на то место".
Доктор Роберто Гуателли был известным экспертом по Леонардо да Винчи. Он специализировался на построении точных рабочих копий машин Леонардо. С четырьмя помощниками, включая главного ассистента, своего приемного сына Джозефа Мирабеллу, он создал бесчисленное множество моделей.
В начале 1951 года компания IBM пригласила доктора Гуателли для продолжения работы над копиями. Была организована передвижная экспозиция, которая демонстрировалась в школах, офисах, лабораториях, музеях и галереях.
В 1967 году, вскоре после открытия "Мадридского Кодекса", доктор Гуателли отправился в Массачусетский Университет, чтобы исследовать копию Кодекса. При изучении страницы с калькулятором он вспомнил, что видел подобный рисунок в "Атлантическом Кодексе". Совместив эти два рисунка, доктор Гуателли создал в 1968 году точную копию счетной машины. Собранный им механизм был представлен компанией IBM на выставке.Текст под экспонатом гласил: "Устройство для вычисления: ранняя версия современной счетной машины. Механизм Леонардо поддерживает постоянное отношение десяти к одному в каждом из его 13 регистрирующих цифровых колес. После полного оборота первой ручки, колесо единиц немного поворачивается, чтобы отметить новую цифру в пределах от ноля до девяти. В соответствии с пропорцией десять к одному, десятый оборот первой ручки заставляет колесо единиц совершить полный оборот и стать на ноль, который в свою очередь сдвигает колесо десятков с ноля на единицу. Каждое последующее колесо, отмечающее сотни, тысячи, и т.д., действует подобным же образом. По сравнению с оригинальным эскизом Леонардо, были внесены небольшие улучшения, чтобы дать зрителю более ясную картину того, как каждое из этих 13 колес может двигаться независимо и все же поддерживать пропорцию десять к одному. В эскизе Леонардо присутствуют гирьки, чтобы продемонстрировать уравновешенность механизма".
Однако в течение года относительно этой модели появились возражения, и тогда в университете Штата Массачусетс были проведены Академические испытания, чтобы установить подлинность механизма.
Среди прочих присутствовал профессор И. Бернард Коэн - консультант по коллекции IBM и доктор Берн Дибнер - ведущий специалист по Леонардо.
Противники утверждали, что рисунок Леонардо изображает не счетную машину, а механизм пропорционирования. Один оборот первой оси вызывает 10 оборотов второй и 10 в 13 степени оборотов последней оси. Но такая машина не могла быть построена из-за огромной силы трения накапливающейся в результате.
Было сказано, что доктор Гуателли "опирался на собственную интуицию и воображение и ушел за границы идей Леонардо". Голоса разделились поровну, тем не менее, IBM решила удалить спорную копию из коллекции.
Эпилог:
Доктор Гуателли скончался в сентябре 1993 года в возрасте 89 лет. Местонахождение копии сегодня неизвестно. Возможно, она находится где-нибудь в одном из хранилищ IBM. Джозеф Мирабелла все еще содержит магазин в Нью-Йорке, где продается множество сделаных руками копий.
(Переведено 15 апреля 2005 года, с любезного разрешения автора статьи).
на журнал "Человек без границ"
