Реферати українською » Информатика, программирование » Рахункова машина Лейбніца Готфріда Вільгельма


Реферат Рахункова машина Лейбніца Готфріда Вільгельма

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОСВІТІ

Державне освітнє установа

вищого професійної освіти

«>АЛТАЙСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

Відділення зв'язку з громадськістю

Кафедра зв'язку з громадськістю

>СЧЕТНАЯ МАШИНАЛЕЙБНИЦАГОТФРИДАВИЛЬГЕЛЬМА

(реферат по «>Информатике»)

>Барнаул 2011


         Зміст

Запровадження

1. Біографія Лейбніца Готфріда Вільгельма

2. Наукова діяльність Лейбніца Готфріда Вільгельма

3. Рахункова машина

Укладання

Список використовуваної літератури


Запровадження

Багато бід принесла Німеччини перша половина XVII століття. Тридцятилітня війна спустошила безліч сіл та міст, привела в занепад торгівлю і ремесла; її зменшилося із 16-го до 6 мільйонів. Коли настав довгоочікуваний світ, "Німеччина виявилася поваленої - безпорадною, розтоптаної, роздертої, стікала кров'ю..."

Але - парадокс! - що ця нещаслива країна, що у науковому відношенні тоді являла собою глуху провінцію (вона мала одного вченого світового класу - Іоанна Кеплера), подарувала людству Готфріда Вільгельма Лейбніца, чий універсальний геній надав величезне впливом геть розвиток як німецької, але й європейської науки.

Ляйбніц Готфрід Вільгельм є німецьким філософом,математиком-физиком, юристом, дипломатом, економістом, лінгвістом, археологом і історіографом. Його заслуги великі. Він є одним із центральних фігур у розвитку логіки. Його логічне спадщина — разючий феномен історія думки. А його орієнтація на математизацію,алгебраизацию іаксиоматизацию логіки випередила час мінімум на півтора століття. Тому логічні ідеї пронизують майже всі інтелектуальне спадщина Лейбніца, однак, зачіпаються у всіх його роботах від ранньої дисертації до «>Монадологии» і «Нових дослідів про людському розумі».

Готфрід Вільгельм винайшов рахункову машину, що стали відкриттям XVII століття. Я дуже хочу докладніше розглянути механізм та послідовність роботи даного винаходи.

>лейбниц лічильний калькулятор


1. Біографія Готфріда Вільгельма Лейбніца (1646-1716)

Готфрід Вільгельм фон Ляйбніц (ньому.GottfriedWilhelmvonLeibniz) народився 21июня1646 м. Лейпцигу (Німеччина), у ній професора філософії моралі (етики) лейпцизького університету ФрідріхаЛейбнюца (ньому.FriedrichLeibntz) і КатериниШмук (ньому.CatherinaSchmuck).

Коли хлопчику було вісім років, його тато помер, залишивши по собі велику особисту бібліотеку. Вільний доступом до книгам іврожденний талант дозволили молодомуЛейбницу вже безпосередньо до 12 років самостійно вивчити латинь і розпочати вивчення грецької мови.

У 15-річному віці (1661) Готфрід Вільгельм сам вступив у хоча б Лейпцизький університет, де колись працював його тато. Під час перебування бутність студентом він познайомився із пусконалагоджувальними роботами Кеплера, Галілея та інших вчених. Через 2 року перетворюється наЙенский університет, де вивчає математику. Потім повертається уЛейпциг вивчати право, але отримати докторську ступінь там зірвалася. Засмучений відмовою, Ляйбніц пішов у Нюрнберзький університет уАльтдорфе, де успішно захищає дисертацію на надання ступеня доктора права. Дисертація присвячувалася розбору питання про заплутаних юридичних випадках. Захист відбулася 5 листопада 1666 року; ерудиція, ясність викладу і ораторський талант Лейбніца викликають загальне захоплення.

У цьому року він зробив перше зі своїх численних творів: «Прокомбинаторном мистецтві». Випередивши час навіки, 20-річний Ляйбніц задумав проект математизації логіки. Майбутню теорію (що він не завершив) він називає «загальна характеристика». Вона все логічні операції, властивості що їх ясно представляв.

Закінчивши навчання, він влаштовується радником курфюрстаМайнцского юридичних і торговим справам (1670). Робота вимагала постійних роз'їздів усією Європою; під час цих подорожей він заприятелював зГюйгенсом, котрий погодився навчати його математиці. Служба, проте, тривала недовго, на початку 1672 року Ляйбніц з важливою дипломатичної місією залишивМайнц, через рік курфюрст помер.

Потім із 1676 року й на все життя Ляйбніц протягом 40 років на службі приБраун-Люнебургском герцогському дворі.

Саме тоді Ляйбніц винаходить власну конструкцію арифмометра, набагато кращепаскалевской — він умів виконувати множення, розподіл й витягування коренів. Запропоновані їм ступінчастий валик і рухлива каретка стали основою усіх наступних арифмометрів.

Але в життя було чимало безрадісного. Оточений недовірою, презирством і недоброї славоюполуатеиста, великий філософ і видатний учений доживав останні роки, опиняючись іноді без платні і терплячи крайню потребу. Для англійців він був ненависний як противник Ньютона в суперечках про науковому пріоритеті, для німців він був далеким від і небезпечний як людина,перетолковивающий все загальноприйняте по-своєму. Горьким був і особиста підсумок життя та банківської діяльності Лейбніца: незрозумілий і зневажуваний, гноблений і гнаний неосвіченої придворної клікою, вона пережила катастрофа кращих своїх надій. Нехтування й "ворожнеча можновладців і церковників до великого мислителю переслідували його й по смерті.

Але сьогодні усіма визнано, щоЛейбницу були властиві виключно широкий кругозір і діапазон діяльності, одночасне розсуд різноманітних зв'язківразбираемих їм труднощів і цілеспрямоване дослідження внутрішнього їх істоти. Ляйбніц мав разючою стислістю і точністю стилю, творчої енергією й умінням підмітити найрізноманітніші слідства, які з висунутих їм положень.


2. Наукова діяльність Готфріда Вільгельма Лейбніца

Ляйбніц — одне з найважливіших представників новоєвропейської метафізики, центрі уваги якої — питання, що таке субстанція. Ляйбніц розвиває систему, що отримала назвусубстанциальний плюралізм чи монадологія.

Найважливішими науковими результатами Лейбніца є те, що Ляйбніц, незалежно від Ньютона, створив математичний аналіз — диференціальний і інтегральне літочислення й у 1684 публікує першу у світі велику роботу з диференціальному підрахунку: «Новий метод максимумів і мінімумів». У роботі Лейбніца викладаються основи диференціального обчислення, правила диференціювання висловів. Використовуючи геометричне тлумачення відносиниdy/dx, він коротко роз'яснює ознаки зростання і зменшення, максимуму і мінімуму, опуклості і увігнутості (отже, і достатні умовиекстремума для найпростішого випадку), і навіть точки перегину. Попутно без пояснень вводяться «різниціразностей» (кратні диференціали),обозначаемиеddv.

Також створивкомбинаторику як науку; тільки він в усій історії математики однаково вільно працював, як з безперервним, і з дискретним. Готфрід Вільгельм обгрунтував необхідність регулярно вимірювати в хворих температуру тіла. Задовго до Зігмунда Фрейда навів докази існування підсвідомості людини.

У 1686 Ляйбніц дає підрозділ речовинних чисел на алгебраїчні і трансцендентні; ще раніше він аналогічно класифікував криві лінії. Вперше у друку вводить символ інтеграла і вказує, що війни операціяобратна диференціюванню. На 1692 вводить загальне поняття облямовуєоднопараметрического сімейства кривих, виводить її рівняння.

Потім Ляйбніц розглядає питанняразрешимости лінійних систем; його результат фактично вводить поняття означника. Але це відкриття не викликало тоді інтересу, і лінійна алгебра виникла через півстоліття.

У 1695 Ляйбніц вводить показову функцію у найзагальнішому вигляді:uv. Трохи згодом, в 1702 що з Йоганном Бернуллі відкрив прийом розкладання раціональних дробів у сумі найпростіших. Це вирішує багато запитань інтегрування раціональних функцій.

Ляйбніц також описав двійкову систему числення з цифрами 0 і одну, де заснована сучасна комп'ютерна техніка.

У фізиці Ляйбніц і запровадив поняття «живої сили», пізніше що отримала назву кінетичною енергії.

3. Рахункова машина

Перша лічильна машина, що дозволяло виробляти множення і розподіл також легко, як складання і віднімання, була винайдено у Німеччині 1673 рокуГотфридом Вільгельмом Лейбніцем і називалась «>Калькулятор Лейбніца».

Ідея створити машину у Вільгельма Лейбніца з'явилася після ознайомлення з голландським астрономом і математикомХристианомГюйгенсом. Бачачи нескінченні обчислення, які астроному доводилося виробляти, обробляючи свої спостереження, Ляйбніц вирішив створити пристрій, яке прискорило і полегшило цю роботу.

Перше опис своєї машини Ляйбніц зробив у 1670 року. Два роки учений становив новеескизное опис, з урахуванням що його 1673 році збудував чинне арифметичне будова та продемонстрував їх у лютому 1673 року в засіданні Лондонського Королівського суспільства. На закінчення свого виступу він визнав, що пристрій не цілком, й пообіцяв його поліпшити.

У 1674 – 1676 роках Ляйбніц провів велику роботу з поліпшенню винаходу і привіз Лондон новий варіант калькулятора. Це буламалоразрядная модель лічильної машини, не придатна для практичного застосування. І лише 1694 року Ляйбніц сконструювавдвенадцатиразрядную модель. Згодом калькулятор кілька разів допрацьовувався. Останній варіант було створено 1710 року. За зразкомдвенадцатиразрядной лічильної машини Лейбніца в 1708 року професор Вагнер і майстер Левін створилишестнадцатиразрядную рахунковумашину.Работа над калькуляторомЛейбницу коштувала 24 000 талерів. Порівняйте, річна зарплата міністра ті часи становила 1 – 2 тисячі талерів.

Опис калькулятора Лейбніца ведеться з урахуванням одній з збережених моделей, що у музеї, у Ганновері. Це ящик близько метри довгою, 30 сантиметрів шириною і майже 25 сантиметрів заввишки.

Спочатку, Ляйбніц намагався лише поліпшити вже існуюче пристрій Паскаля, але він зрозумів, що така операція множення і розподілу вимагають принципово нового рішення, який би дозволяло вводитимножимое лише одне раз.

Про своєю машиною Ляйбніц писав: «Мені пощастило побудувати таку арифметичну машину, яка нескінченно відрізняється від машини Паскаля, оскільки моя машина дає можливість здійснювати множення і розподіл над величезними числами миттєво, притому не вдаючись до послідовному додаванню і віднімання».

Це було можливо, завдяки розробленого Лейбніцем циліндру, на бічний поверхні якого, паралельно котра утворює, розташовувалися зуби різної довжини. Цей циліндр отримав назву «>Ступенчатий валик».

Доступенчатому валику кріпиться зубчаста рейка. Ця рейка входить у зчеплення здесятизубим колесом №1, якого прикріплювався циферблат з цифрами від 0 до 10. Поворотом цього циферблата задається значення відповідного розрядумножимого. Наприклад, якщо другий розрядмножимого дорівнював 5, то циферблат, відповідальний за установку цього розряду, повертався у безвихідь 5. Через війнудесятизубое колесо № 1, з допомогою звичайною зубчастою рейки, такперемещало ступінчастий валик, що з повороті на 360 градусів він входить узацеплении здесятизубим колесом № 2 лише п'ятьма найбільш довгими ребрами. Відповідно,десятизубое колесо №2 поверталося п'ять частин повного обороту, стільки ж повертався і пов'язані з ним цифровий диск, відображає результуюче значення виконаною операції.

При наступному обороті валика на цифровий диск знову перенесеться п'ятірка. Якщо цифровий диск робив повний оборот, то результат переповнення переносився наступного року розряд.

Поворот східчастих валиків здійснювався з допомогою спеціальної ручки – головного приводного колеса.

Отже, і під час операції множення не вимагалося багаторазово вводитимножимое, а досить вести його раз і повернути ручку головного приводного колеса стільки разів замірялися вбити скільки потрібно зробити множення. Проте, якщо множник буде великий, то операція множення займе тривалий час. Аби вирішити цієї проблеми Ляйбніц використовував зрушеннямножимого, тобто. окремо відбувалося множення на одиниці, десятки, сотні мільйонів і таке інше множника. Для можливості зсувумножимого пристрій була розділена на частини - рухливу і нерухому. У нерухомій частини розміщався основний лічильник і ступінчасті валики устрою введеннямножимого.Установочная частина устрою введеннямножимого, допоміжний лічильник і,приводное колесо розташовуються на рухомий частини. Для зсуву восьмирозрядногомножимого використовувалося допоміжнеприводное колесо.

Також для полегшення множення і розподілу Ляйбніц розробив допоміжний лічильник, трійка частин.

Зовнішня частина допоміжного лічильника - нерухома. Тут завдані числа від 0 до 9 для відліку кількостісложениймножимого при творі операції множення. Між цифрами 0 і 9-те розташований упор, призначений зупинити обертання допоміжного лічильника, коли штифт досягне упора.

Середня частина допоміжного лічильника – рухлива, яка служить для відліку кількостісложений при множенні і вирахувань під час ділення. Тут є десять отворів, навпаки цифр зовнішньою і внутрішньою частин лічильника, у яких вставляється штифт обмеження обертання лічильника.

Внутрішня частина - нерухома, яка служить для звіту кількості вирахувань і під час операції розподілу. Тут завдані цифри від 0 до 9 у протилежному, щодо зовнішньої частини, порядку.

За повної повороті головного приводного колеса середня частина допоміжного лічильника повертається одне розподіл. Якщо попередньо вставити штифт, наприклад, в отвір навпаки цифри 4 зовнішньої частини допоміжного лічильника, то чотирьох оборотів головного приводного колеса цей штифт наштовхнеться на нерухомий упор і зупинить обертання головного приводного колеса.

Розглянемо принцип роботи калькулятора Лейбніца з прикладу множення 10456 на 472:

1. З допомогою циферблатів вводитьсямножимое (10456).

2. Встановлюється штифт в середню частина допоміжного лічильника, навпаки цифри 2, нанесеною на зовнішню частина допоміжного лічильника.

3.Поворачивают головнеприводное колесо по годинниковий стрілки, поки штифт, вставлений в допоміжний лічильник, не упреться впритул (два повороту).

4.Сдвигается рухлива частина калькулятора Лейбніца одне розподіл вліво, використовуючи допоміжнеприводное колесо.

5. Встановлюється штифт в середню частина допоміжного лічильника, навпаки цифри, відповідної кількості десяток множника (7).

6. Обертається головнеприводное колесо по годинниковий стрілки, поки штифт, вставлений в допоміжний лічильник, не упреться впритул (сім поворотів).

7. Рухлива частина калькулятора Лейбніца зсувається поки що не одне розподіл вліво.

8. Встановлюється штифт в середню частина допоміжного лічильника, навпаки цифри, відповідної кількості сотень множника (4).

9.Поворачивают головнеприводное колесо по годинниковий стрілки, поки штифт, вставлений в допоміжний лічильник, не упреться впритул (чотири повороту).

10. Кількість, які у віконцях відображення результату, – дані твір 10456 на 472 (10456 x 472 = 4 935 232).

При розподілі, спочатку,вкалькулятор Лейбніца вводиться подільне з допомогою циферблатів, і тільки раз повертається головнеприводное колесо по годинниковий стрілці. Потім, з допомогою циферблатів вводиться дільник, іприводное колесо починає обертатися проти годинниковий стрілки. У цьому результат розподілу – на цю кількість оборотів головного приводного колеса, а віконцях відображення результатівиндицировался залишок від розподілу.

Якщо подільне значно більше дільника, то тут для прискорення розподілу використовують зрушення дільника на необхідну кількість розрядів вліво з допомогою допоміжного приводного колеса. У цьому, під час підрахунку кількості оборотів головного приводного колеса, необхідно враховувати зрушення (один оборот головного приводного колеса при зсуві рухомий частини калькулятора Лейбніца однією позицію вліво дорівнює десяти оборотів головного приводного колеса).

Розглянемо принцип роботи калькулятора Лейбніца з прикладу розподілу 863 на 64:

1. З допомогою циферблатів вводимо подільне (863).

2.Поворачиваем ручку головного приводного колеса по годинниковий стрілки одного разу.

3. З допомогою циферблатів вводимо дільник (863).

4.Сдвигаем рухливу частина калькулятора Лейбніца однією позицію вліво з допомогою допоміжного приводного колеса.

5.Поворачиваем головнеприводное колесо одного разу проти годинниковий стрілки й одержуємо першу частина результату розподілу - кількість оборотів головного

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація