От абака до компьютера

      430031

Республика Мордовия

г.о.Саранск

ул. Лихачева, 40

МОУ «Средняя общеобразовательная школа

с углубленным изучением отдельных предметов № 32»

тел.:55-62-24

        От абака до компьютера

Авторы работы: Немчинова Полина и Горбунова Анастасия, ученицы 7А класса

Руководитель: Курлаева Н.А.

Нас заинтересовала эта тема, потому что, современный уровень жизни и быстрый темп развития техники заставляет всех задуматься о том, что было до нас, т.к. без знания прошлого, нет настоящего. В своей работе мы попытались раскрыть исторические аспекты возникновения счетных машин, показать роль ученых, а также влияние науки математики на развитие техники, начиная с древних времен и по настоящее время. 
     Актуальность темы, на наш взгляд, состоит в том что, несмотря на то, что разные народы говорят на разных языках, пользуются разными алфавитами, но развитие науки и техники движется одновременно и заставляет нас задуматься о единстве решения проблем всеми народами мира. 
Главное состоит в том, что все они имеют возможность говорить на одном языке – это язык математики, который не знает национальности.

Прослеживая путь развития счетных машин от абака до компьютера, можно сделать выводы: область их применения обширна, они находят широкое применение в промышленности, в управлении  хозяйством, в быту, обучении. ЭВМ помогают составлять географические карты определять залежи полезных ископаемых, рассчитывать прогнозы погоды, переводить книги с одного языка на другие, расшифровывать древние тексты, управлять самолётами, ракетами, электростанциями, рассчитывать полёты космических кораблей.

Во главе всего этого стоит человек. Чтобы делать всё это, человек должен много знать, уметь считать - считать точно и быстро.

Мы также выяснили, что за последнее столетие в мире выполнено столько вычислений, сколько их не было сделано за все предшествующие тысячелетия существования человека.

Мы считаем, что современная математика – результат деятельности человеческого гения в течение многих веков. Она, пройдя через многие тысячелетия, выработала собственный язык, сложилась в обширную научную дисциплину, и это находит своё приложение в многочисленных областях человеческих знаний и практических делах. Математика проникла в химию, биологию, медицину, языкознание, психологию, литературоведение и историю. Математика помогла этим наукам в их развитии. В наше время и наука, и техника тесно взаимосвязаны, они не могут обходиться без вычислительных машин. Они заменяют труд многих тысяч работников и не только считают, но и управляют различными процессами.

Какими станут вычислительные машины завтра, сказать невозможно. Мы предполагаем, что в своём стремительном развитии, они станут ещё нужнее людям, будут распространять своё воздействие на многие отрасли знаний и производства всё глубже и шире. И наша задача в будущем - создать новые технологии для дальнейших исследований.

Авторы работы:

Руководитель:

Содержание

1) Введение

2) Простейшие вычислительные приборы.

3) Первые механические счётные машины и их

первооткрыватели.

4) Влияние машин на труд человека.

5) Заключение.

6) Литература.

Практическая значимость данной работы:

   Эта работа увлечёт тех, кто интересуется происхождением компьютера. Материалы работы могут быть использованы на уроках внеклассного чтения по алгебре, на внеклассных мероприятиях. Нами был проведен опрос среди 6-ых, 7-ых классов.

     На вопрос: «Знаете ли вы что такое абак?» из опрошенных нами людей, 33%  ответило, что знают, 67 % ответило, что не знают.

    На вопрос: «Хотели бы вы узнать какими были первые вычислительные приборы?» 78%  хотят узнать, 22%  не хотят узнать.

     На вопрос: «Знаете ли вы кто и когда изобрёл компьютер?» 21% знают, 79% не знают. Это подтверждает актуальность выбранной нами темы.

Введение

Нас заинтересовала эта тема, потому что, современный уровень жизни и быстрый темп развития техники заставляет всех задуматься о том, что было до нас, т.к. без знания прошлого, нет настоящего. В своей работе мы попытались раскрыть исторические аспекты возникновения счетных машин, показать роль ученых, а также влияние науки математики на развитие техники, начиная с древних времен и по настоящее время. 
Актуальность темы, на наш взгляд, состоит в том что, несмотря на то, что разные народы говорят на разных языках, пользуются разными алфавитами, но развитие науки и техники движется одновременно и заставляет нас задуматься о единстве решения проблем всеми народами мира. 
Главное состоит в том, что все они имеют возможность говорить на одном языке – это язык математики, который не знает национальности.

Цели исследования:

1. Выяснить исторические аспекты возникновения первых счётных машин и их дальнейшего совершенствования.
2. Организовать поиск информации и изучить литературу о развитии счётных машин.
3.  Провести исследование в развитии счётных машин на примерах деятельности учёных разных эпох.

Задачи:

1. Раскрыть обозначенную темой проблему на основе использования работ учёных-изобретателей.
2. Показать практическую значимость науки математики, влияющей на развитие техники и прогресса.

Объект исследования:

Первые счётные машины, современная вычислительная  техника.

Простейшие вычислительные приборы

С древних времен математика все время совершенствуется, проникает во многие другие разделы наук, способствует их развитию, тем самым происходит увеличение скорости развития вычислительных машин.

Суан - пан  — китайская семикосточковая разновидность абака.

Впервые упоминается в книге «Шушу цзии» Сюй Юэ (190 год). Современный тип этого счётного прибора был создан позднее, по-видимому, в XII столетии. Суан - пан представляет собой прямоугольную раму, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки или верёвки числом от девяти и более. Перпендикулярно этому направлению суан -пан перегорожен на две неравные части. В большом отделении («земля») на каждой проволоке нанизано по пять шариков (косточек), в меньшем («небо») — по два. Проволоки соответствуют десятичным разрядам.

Суан -пан изготовлялись всевозможных размеров, вплоть до самых миниатюрных - в коллекции Перельмана имелся привезённый из Китая экземпляр в 17 мм длины и 8 мм ширины.

Китайцы разработали изощрённую технику работы на счётной доске. Их методы позволяли быстро производить над числами все 4 арифметические операции, а также извлекать квадратные и кубические корни.

Соробан — традиционные счёты. Широко использовались в Японии начиная с XVI века, попав туда из Китая. Прямоугольная рама содержит до 23—27 вертикальных палочек. На каждой палочке по пять косточек, разделённых поперечной полосой — над полосой одна косточка, под полосой — четыре. Существует так же вариант соробана с 5 косточками под полосой. Соробан является самым быстрым механическим счётным устройством в мире и неотъемлемой частью японской культуры.

Русские счёты  — простое механическое устройство для произведения арифметических расчётов, являются одним из первых вычислительных устройств. Счёты представляют собой раму с нанизанными на спицы костяшками, обычно по 10 штук.

Логарифмическая линейка — аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб) и вычисление квадратных и кубических корней, вычисление логарифмов, тригонометрических функций и другие операции.

Первые механические счётные машины и их первооткрыватели

На протяжении сотен лет устройства, создававшиеся для облегчения выполнения вычислительных операций, по принципу действия были так же просты, как счеты. Однако в начале 17 века, когда математика стала играть ключевую роль в науке, специалисты в области физики и астрономии столкнулись с необходимостью произведения сложных и громоздких вычислений. Потребность в более совершенных вычислительных инструментах становилась все более очевидной.

Требовались машины, которые были бы способны выполнять большой объем вычислений с высокой точностью и за малое время. Другими словами, это должны были быть машины, делающие процесс вычислений достаточно простым и экономящим время. 

С 1642 года начинается история развития механических вычислительных устройств.

Блез Паскаль (1623—1662) — французский математик, физик, литератор и философ. Классик французской литературы, один из основателей математического анализа, теории вероятностей и проективной геометрии, создатель первых образцов счётной техники, автор основного закона гидростатики.

Суммирующая машина Паска́ля («Паскали́на») — арифметическая машина, изобретённая французским учёным Блезом Паскалем (1623—1662) в 1642 году. Она автоматически производила переносы единиц в следующий десятичный разряд, выполняя работу, которую мог раньше делать только человек.

Формой своей машина напоминала длинный сундучок. Она была достаточно громоздка, имела несколько специальных рукояток, при помощи которых осуществлялось управление, ряд маленьких колес с зубьями.

Готфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646 - 1716) — немецкий философ, логик, математик, механик, физик, юрист, историк, дипломат, изобретатель и языковед. Основатель и первый президент Берлинской Академии наук, иностранный член Французской Академии наук.

В 1673 году, Лейбниц создал механический калькулятор (арифмометр), выполняющий сложение, вычитание, умножение и деление чисел. В отличие от Паскаля Лейбниц стал использовать цилиндры, а не колесики и приводы. На цилиндры были нанесены цифры. Каждый цилиндр имел 9 рядов выступов или зубцов. При этом первый ряд содержал 1 выступ, второй - 2 и так вплоть до 9-го ряда, который содержал 9 выступов. Цилиндры были подвижными и приводились в определенное положение оператором. Этот цилиндр впоследствии получил название «ступенчатого валика».

Жозеф Мари Жаккар

(1752-1834) –

французский ткач и механик. 

 В 1802 г. создал первый образец машины, управляемой введением в нее информации.

Чарльз Беббидж (1791-1871) — английский математик, изобретатель первой аналитической вычислительной машины. Иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге. Труды по теории функций, механизации счёта в экономике.

Бэббидж, является первым автором идеи создания вычислительной машины, которая в наши дни называется компьютером.

Аналитическую машину Бэббиджа построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей и весит три тонны. Правда, пользоваться ею очень тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен (а то и тысяч) раз крутить ручку автомата. Числа записываются (набираются) на дисках, расположенных по вертикали и установленных в положения от 0 до 9. Двигатель приводится в действие последовательностью перфокарт, содержащих инструкции (программу).

Влияние машин на труд человека

Во главе всего стоит человек. Труд и разум сделали человека великим и сильным, потому что он открывает законы природы, изобретает различные механизмы, строит машины, здания, корабли, летательные аппараты. Современная техника немыслима без математических обоснований и расчётов. Мы убеждены, что математика, вооруженная электронной техникой, ещё никогда не была столь могущественной и необходимой в жизни человека, как в настоящее время.

В настоящее время, пожалуй, нет такой деятельности, где компьютер не нашел бы применения. И каждый раз там, где он применяется, происходит настоящий переворот: резко поднимается производительность труда и принципиально совершенствуется технология.

К созданию компьютера человечество шло 5 тысяч долгих лет. История его развития начинается с цифр, изобретенных в Месопотамии. Прошло много лет, прежде чем были придуманы радио, телефон, телевизор, которые создали основу компьютерной техники (заметим, что слово «компьютер» английского происхождения и означает «вычислитель»).

Заключение

Прослеживая путь развития счетных машин от абака до компьютера, можно сделать выводы: область их применения обширна, они находят широкое применение в промышленности, в управлении  хозяйством, в быту, обучении. ЭВМ помогают составлять географические карты определять залежи полезных ископаемых, рассчитывать прогнозы погоды, переводить книги с одного языка на другие, расшифровывать древние тексты, управлять самолётами, ракетами, электростанциями, рассчитывать полёты космических кораблей.

Во главе всего этого стоит человек. Чтобы делать всё это, человек должен много знать, уметь считать - считать точно и быстро.

Мы также выяснили, что за последнее столетие в мире выполнено столько вычислений, сколько их не было сделано за все предшествующие тысячелетия существования человека.

Мы считаем, что современная математика – результат деятельности человеческого гения в течение многих веков. Она, пройдя через многие тысячелетия, выработала собственный язык, сложилась в обширную научную дисциплину, и это находит своё приложение в многочисленных областях человеческих знаний и практических делах. Математика проникла в химию, биологию, медицину, языкознание, психологию, литературоведение и историю. Математика помогла этим наукам в их развитии. В наше время и наука, и техника тесно взаимосвязаны, они не могут обходиться без вычислительных машин. Они заменяют труд многих тысяч работников и не только считают, но и управляют различными процессами.

Какими станут вычислительные машины завтра, сказать невозможно. Мы предполагаем, что в своём стремительном развитии, они станут ещё нужнее людям, будут распространять своё воздействие на многие отрасли знаний и производства всё глубже и шире. И наша задача в будущем - создать новые технологии для дальнейших исследований.

Литература

1. А.Свечников «Путешествие в историю математики, или как люди учились считать» М. «Педагогика-Пресс» 1995
2. Большой энциклопедический словарь «Математика» М. 2000
3. Р.С. Гутер, Ю.Л. Полунов «От абака до компьютера» 1981
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/

    (История вычислительной техники)

5. http://www.informatika.edusite.ru/lezione8_06a.htm