Рахункова машина Лейбніца - попередник калькулятора
Рахунковий апарат Лейбніца - це відкриття ХVII століття, апарат, за допомогою якого можна було виконувати чотири арифметичні операції механічним шляхом. Незабаром винахід отримав назву «калькулятор Лейбніца» і за короткий термін поширився як по Німеччині – батьківщині відкриття, так і по всій Європі. Цей обчислювальний апарат став не лише одним із витоків механізованої обчислювальної техніки, а й прообразом калькулятора.
Історія виникнення «калькулятора Лейбниця»
Вільгельм Лейбніц вирішив створити механічний підсумовуючий апарат після знайомства з відомим на той час математиком та фізиком Християном Гюйгенсом. Після того, як Лейбніц детальніше ознайомився зі складними, трудомісткими розрахунками, з якими Гюйгенсу доводилося мати справу, ученому прийшла ідея створити механізм, який зміг би полегшити процес обчислення.
У 70-х роках Лейбніц наводить перший опис свого винаходу. У 1672 року дослідник створив вдосконалений ескіз апарату, а ще через рік представив громадськості новий механізм. Лейбніц, говорячи свою промову, зазначив, що апарат ще не досконалий, проте він і далі займатиметься його модернізацією.
З 1674 під 1676 велася робота над поліпшенням апарату, і в Лондоні пройшла презентація оновленої версії. Існуючий варіант був лише макетом потрібного механізму і поки що не міг працювати на повну потужність. "Калькулятор Лейбніца" в тому сенсі, в якому про нього говорить історія, вже був розроблений у середині 90-х років. Це був дванадцятирозрядний механізм, який згодом все одно піддався змінам. Останній і остаточний варіант апарату було зроблено 1710 року. На свій винахід учений витратив 24 000 талерів, тоді як зарплата міністра за рік на той час була небільше ніж 2000 талерів.
"Калькулятор Лейбніца" - що це?
Спочатку Лейбніц хотів лише вдосконалити пристрій Паскаля, проте ознайомившись із механізмом детальніше, зрозумів, що слід створювати щось зовсім нове.
Сам автор цього механізму завжди зазначав, що його винахід кардинально відрізняється від механізму Паскаля, так як він може ділити і множити величезні числа в лічені хвилини, не використовуючи метод послідовного складання та віднімання. Така кардинальна відмінність виникла завдяки спеціальному циліндру, збоку якого знаходилися зубці різного розміру. Незабаром ця деталь стала називатися "ступінчастим валиком". За допомогою цього нововведення при процесі множення не потрібно було кілька разів набирати множинне, слід було набрати число один раз і провернути ручку, що знаходилася на основному приводному колесі, на стільки обертів, скільки потрібно помножити число. Якщо число при множенні було занадто велике, то операція займала трохи більше часу. Лейбніц придумав пересувати множинне, тобто можна було множити на одиницю, десяток, сотню тощо.
Також щоб механізм працював більш злагоджено і швидко, вчений створив додатковий лічильник, який був розділений на три частини. На зовнішній частині знаходилися числа від нуля до дев'яти, призначені для того, щоб можна було порахувати кількість додавань множини при множенні. Ця частина лічильника була статичною.
За допомогою середньої частини додаткового механізму можна було розрахувати кількість проведених операцій додавання при множенні та кількість операцій віднімання при розподілі. Ця частина була рухливою.
Внутрішній механізм також служить для підрахунку кількості разів операцій віднімання під час поділу.
Хоча про «калькулятор Лейбниця» було відомоу всій Європі, цей апарат не був досить поширений через високу ціну та ряд помилок, що з'являються при зрушенні розряду. Однак такі нововведення, як ступінчастий валик та перенесення множника зробили свій внесок у розвиток обчислювальної техніки.
Лейбніц Готфрід Вільгельм
Лейбніц Готфрід Вільгельм – це одна з провідних постатей у Європі ХVII століття, що сприяє розвитку науки. Свою дослідницьку діяльність майбутній вчений розпочинає під час служби при герцогському дворі, де створює новий механізм арифмометра, який у кілька разів за своїми здібностями перевершував паскалівський варіант. Апарат з легкістю виробляє операції множення, поділу, а також здатний добувати коріння з чисел.
Лейбниця має цілу низку наукових досягнень, які несуть певну цінність. Одним із найбільш значних вкладів у дослідницьку діяльність стало створення математичного аналізу, без раніше викладених основ Ньютона. Діяльність «Новий метод максимумів і мінімумів» Вільгельм викладає принципи обчислення з допомогою диференціалів.
Наприкінці 80-х ХVII століття вчений класифікує речове число на алгебраїчне та трансцендентне, а кількома роками раніше робить ту ж операцію з кривими лініями. Також завдяки Лейбніцу з'являється такий символ як інтеграл, який дослідник визначає як операцію протилежну диференціюванню.
Також Вільгельм досліджує питання лінійних систем і фактично завдяки йому з'являється значення визначника. Однак у той час це досягнення не викликало інтересу в науковій сфері, тому лінійна алгебра розпочала своє існування лише понад 50 років.
Система, яка лежить в основі сучасної комп'ютерної техніки, зобов'язана винаходу Лейбніца, який створив двійкову системуобчислення від нуля до одного. Лейбніц зробив величезний внесок у розвиток різних галузей науки, що призвело Німеччину до великого стрибка вперед після занепаду, в якому перебувала Німеччина після 30-річної війни.