Механические вычислительные устройства

24.03.2023


Механические вычислительные устройства — устройства для автоматизации вычислений, которые состоят из механических компонентов, таких как рычаги и шестерни, а не на основе электронных компонентов. Наиболее распространенными примерами являются арифмометры и механические счётчики, которые используют повороты шестерёнок для сложения чисел. Более сложные примеры могут выполнять умножение и деление, и даже дифференциальный анализ (правда, большинство таких устройств использовали аналоговые методы) См. также Интегратор.

История

Механические вычислительные устройства достигли своего апогея во время Второй Мировой войны; они легли в основу комплекса бомбовых прицелов, включая прицел Нордена, в ПУАЗО, а также аналогичных устройств для судовых вычислений (например, Torpedo Data Computer).

Также заслуживают внимания механические пилотажные приборы для первых космических кораблей, которые обеспечивали компьютерный вывод не в виде цифр, а смещением индикатора поверхностей. Начиная от первого пилотируемого космического полета Юрия Гагарина и до 2002 года, каждый из советских и российских космических кораблей «Восток», «Восход» и «Союз» был оснащен прибором Глобус , который с помощью часового механизма показывал текущее положение корабля над Землёй.

Механические вычислительные устройства продолжали использоваться в 1960-х годах, но в скором времени были заменены на электронные калькуляторы с дисплеями на электронных лампах-индикаторах, которые появились в середине 1960-х годов. Эволюция завершилась в 1970-х годах с введением дешевых карманных электронных калькуляторов. Механические вычислительные устройства были полностью вытеснены электронными в 1980-х годах.

Примеры

  • Антикитерский механизм, ок. 100 до н. э.
  • Суммирующая машина Паскаля, 1642 — арифметическая машина Блеза Паскаля, которая могла непосредственно складывать и вычитать два числа, а также умножать и делить повторением действий.
  • Арифмометр Лейбница, 1672 — механический калькулятор Готфрида Вильгельма Лейбница который мог складывать, вычитать, умножать и делить.
  • Разностная машина Чарльза Бэббиджа, 1822 и 1837 — механические устройства Чарльза Бэббиджа.
  • Ball-and-disk integrator, 1886 — использовался Уильямом Томсоном для измерения высоты прилива путём вычисления коэффициентов ряда Фурье.
  • Marchant calculator, 1918 — самый сложный механический калькулятор.
  • Z1, 1938 — Конрад Цузе
  • Калькулятор Курта, 1948
  • MONIAC, 1949 — аналоговый компьютер, который использовался для моделирования экономики Великобритании.
  • Digi-Comp I, 1963 — 3-разрядный цифровой механический компьютер
  • Dr. Nim — середина 1960-х, механический компьютер, который умел играть в игру «ним»
  • Digi-Comp II, середина 1960-х, цифровой механический компьютер
  • Автомат — механические устройства, которые могут хранить данные, производить вычисления, а также выполнять некоторые другие задачи.

Электромеханические компьютеры

Первые электрические компьютеры, построенные на переключателях и реле, а не на вакуумных трубках (лампах) или транзисторах, классифицируются как электро-механические компьютеры. Например:

  • Z2, 1939
  • Z3, 1941 — разработан Конрадом Цузе.
  • Марк I (компьютер), 1944 построен в IBM.
  • Гарвардский Марк II, 1947 («электромагнитные реле»)
  • «Binary Arithmetic Relay Calculator» (BARK), 1950
  • Симон (компьютер), 1950
  • BESK, 1953
  • Релейный компьютер Гарри Портера, Университет штата Орегон в Портленде, 2005