История развития вычислительной техники в эпоху Просвещения

Цель занятия: рассмотреть этапы развития вычислительной техники 17-18 в.в.

ХОД ЗАНЯТИЯ

Природа научных знаний такова,
что малопонятные и совершенно бесполезные
приобретения сегодняшнего дня становятся
популярной пищей для будущих поколений
Чарльз Бэббидж

Знание истории развития вычислительной техники как основы компьютерной информатики - необходимый составной элемент компьютерной культуры. Поэтому рассмотрим историю ее становления с точки зрения сегодняшнего дня. Основные этапы развития ВТ можно привязать к следующей хронологической шкале:

• ручной - до 17 века.
• механический - с середины 17 века.
• электромеханический - с 90 годов 19 века.
• электронный - с 40 годов 20 века.

Окинув взглядом вековую историю развития компьютеров, мы увидим множество совершенно непохожих друг на друга устройств: от громоздких ламповых компьютеров до современных крохотных ноутбуков. Возникает вопрос: как человечество пришло ко всему этому? Каким образом появился современный компьютер? Чтобы ответить на этот вопрос, надо устремить свой взгляд к самой заре цивилизации, когда люди только научились считать. Как же они считали?

Ручной период начался на заре человеческой цивилизации. Фиксация результатов счета у разных народов на разных континентах производилась разными способами: пальцевый счет, нанесение засечек, счетные палочки, узелки т.д. Наконец появление приборов, использующих вычисления по разрядам, как бы предполагали наличие некоторой позиционной системы счисления, десятичной, пятеричной, троичной и т.д. К таким приборам относятся абак, русские, японские, китайские счеты.

Но сегодня мы будем говорить об изобретениях в эпоху Просвещения.

Эпоха Просвещения — эпоха духовного развития европейского общества XVII—XVIII веков. Начавшись во Франции, Нидерландах, Германии и Англии это движение распространилось на всю Европу, включая Россию.

Как изобретались и совершенствовались вычислительные машины в эпоху Просвещения? Кто был изобретателем первых вычислительных машин? Что побудило человека к такому изобретению?

Учащимся предлагается лекция о развитии ВТ в 17-18 вв. в сопровождении электронной презентации

Но не всех изобретателей, и не все вычислительные машины они смогут увидеть.

История развития ВТ в 17 веке

Дело в том, что примерно в XVII веке активно развивались мореплавание и астрономия. Чтобы составить астрономическую таблицу привлекались десятки, а то и сотни человек, которые с утра до вечера занимались тем, что складывали, умножали, делили и извлекали корни. А если в вычисления одного из них вкрадывалась ошибка, то всё приходилось начинать сначала.

1614 год

Джон Непер - лорд, потомок старинного воинственного шотландского рода. Изучал логику, теологию, право, физику, математику, этику. Увлекался алхимией и астрологией. В 1590-х годах пришел к идее логарифмических вычислений и составил первые таблицы логарифмов. В 1614 году опубликовал свой знаменитый труд “Описание удивительных таблиц логарифмов”. В 1617 году, незадолго до своей смерти, Непер изобрел математический прибор (палочки Непера), призванный облегчить арифметические вычисления. Помимо умножения, бруски Непера позволяли выполнять деление и извлечение квадратного корня.

Таблицы логарифмов, позже были как бы встроены в устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления, - логарифмическую линейку.  

1623 год

Вильгельм Шиккард (1592-1636) – профессор университета немецкого города Тюбинген построил первую "суммирующую машину". 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, отправленном в 1623 году, он приводит рисунок машины и рассказывает, как она устроена.

Первая “считающая машина”, созданная Уильямом Шикардом, был громоздкий аппарат, который мог применять простые арифметические действия (сложение, вычитание) с 7-значными числами. К сожалению, данных о дальнейшей судьбе машины история не сохранила.

1630 год

Изобретателем первых логарифмических линеек является англичанин — математик и педагог УИЛЬЯМ ОТРЕД (05.03.1574 - 30.06.1660)

1642 год

Блез Паскаль (1623-1662) – французский математик, физик, литератор и философ. Паскаль был первоклассным математиком. В возрасте 16 лет он написал замечательный трактат о предмете проективной геометрии. В 1642 году Паскаль начал создание своей суммирующей машины “паскалины”.

Это устройство позволяло суммировать десятичные числа. Внешне оно представляло собой ящик с многочисленными шестеренками.

1673 год

“Недостойно одарённому человеку тратить,
подобно рабу, часы на вычисления, которые
можно было бы доверить любому лицу,
если при этом применить машину”.

Какому ученому и изобретателю принадлежат эти слова?

Первый арифмометр этот ученый изготовил в 1673 году. После чего более 20 лет занимался совершенствованием своей счетной машины. Полученная в результате напряженного поиска 8-разрядная модель могла складывать, вычитать, умножать, делить, возводить в степень. Результат умножения и деления имел 16 знаков.

В XVII веке, конечно же, не могло идти и речи о серийном производстве таких арифмометров. Однако выпущено их было не столь уж и мало. Так, например, одна из моделей досталась Петру I. Русский царь распорядился математической машиной весьма своеобразно: подарил ее китайскому императору в дипломатических целях.

1674 год

“Если джентльмены или иные лица, особенно леди, не имевшие ранее времени упражняться в цифрах, пожелают разобраться в своих оплатах или расходах, они смогут получить от мистера Хэмфри Адамсона, проживающего около Турнстайла в Хоулборне, ни с чем не сравнимые инструменты, которые покажут им, как выполнить сложение и вычитание фунтов, шиллингов, пенсов и целых чисел без пера, чернил и затрат памяти; эти инструменты являются изобретением достойнейшего человека, украшения своей страны, сэра Сэмюэла Морленда.”

История развития ВТ в 18 веке

1700 год

Названо это устройство так потому, что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны цифры, а Рабдологией - науку выполнения арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами.

1727 год

Якоб Лейпольд – родился в семье талантливого ремесленникамеханика. Из-за стесненных материальных обстоятельств Лейпольду не довелось много учиться: он слушал некоторое время лекции по математике в Йене, затем штудировал теологию в Виттенберге. Когда деньги, отпущенные ему семьей на обучение, подошли к концу, Лейпольд решил возвратиться в родной город, но, заехав по дороге в Лейпциг, он не удержался от искушения прослушать несколько лекций в университете и изменил свое решение: он снова будет учиться!

Позже он начинает изготавливать на продажу различные приборы и инструменты. Нужен был лишь толчок, чтобы Лейпольд изменил богословию и занялся тем, к чему звало его призвание. Таким толчком оказались слова некоего лиценциата Зелигмана, сказавшего однажды Якобу, что "Лейпциг имеет достаточно проповедников, но ни одного мастера, который поставил бы ремесло на математическую и физическую основу".

Лейпольд решает отказаться от карьеры священнослужителя и стать профессиональным механиком. Замечательный немецкий самоучка механик изобрел арифмометр, имевший совершенно новую для счетной техники круглую конструкцию.

1770 год

Механическая счетная машина Евно Якобсона создана... в России! Эта машина в настоящее время находится в коллекции научных инструментов Музея им.М.В.Ломоносова (Санкт-Петербург).

1774 год

Сельский пастор ФИЛИПП МАТТЕОС ГАН (25.11.1739-02.05.1790) разработал первую действующую счетную машину. Он сумел построить и, самое невероятное, продать небольшое количество счетных машин.

После просмотра презентации, учащиеся выполняют следующие задания.

Задание для учащихся:

Индивидуальная работа учащихся.

Пользуясь ресурсами Интернет найти на данных сайтах информацию по данной теме (каждый учащийся ищет информацию о двух изобретателях):

http://schools.keldysh.ru/sch444/museum

http://museum.comp-school.ru/

Заполнить таблицы, например:

Работа в парах. Сравнить полученные результаты.

Пользуясь заготовленными материалами в виде карточек (приложение) (имя изобретателя, его устройство, название устройства) на доске в хронологическом порядке выстроить цепочку развития ВТ 17-18 вв.

Для проверки правильности полученных результатов учащиеся просматривают презентацию 2 с восстановленными данными (автор, устройство, год изобретения) и сравнивают с результатами своей работы.