Счетная машина Леонардо да Винчи
Историю механического этапа развития вычислительной техники можно начать вести с 1492 года, когда Леонардо да Винчи (1452-1519) разработал чертеж счетной машины и описал его в своих дневниках, ныне известных, как двухтомник «Мадридский Кодекс». Долгое время эти дневники пролежали в безызвестности в национальной Библиотеке Испании, пока 13-го февраля 1967 года не были найдены американскими исследователями.
Среди чертежей первого тома «Мадридского кодекса», почти полностью посвященного прикладной механике, ученые обнаружили эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами.
Основу счетной машины составляли стержни с двумя зубчатыми колесами, большое - с одной стороны и маленькое - с другой. Как видно из эскиза Леонардо да Винчи, эти стержни располагались так, чтобы маленькое колесо на одном стержне входило в сцепление с большим колесом на соседнем стержне. Таким образом десять оборотов первого стержня приводили к одному полному обороту второго стержня, а десять оборотов второго - к одному полному обороту третьего стержня и так далее. Вся система состояла из тринадцати стержней и приводилась в движение набором грузов.
Вероятно, при жизни Леонардо да Винчи счетная машина не была создана. Однако, в 1967 году доктор Роберто Гуателли, известный эксперт по Леонардо да Винчи, работающий по приглашению фирмы IBM с 1951 года над воссозданием машин великого мастера, исследуя эскизы счетной машины в «Мадридском кодексе», вспомнил, что видел подобный рисунок в "Атлантическом Кодексе".
Изучив оба рисунка, доктор Гуателли создал в 1968 году копию счетной машины. Модель поддерживала постоянное отношение десяти к одному в каждом из его 13 цифровых колес. После полного оборота первой ручки, колесо единиц немного поворачивалось, чтобы отметить новую цифру в пределах от ноля до девяти.
В соответствии с пропорцией десять к одному, десятый оборот первой ручки заставляет колесо единиц совершить полный оборот и стать на ноль, который в свою очередь сдвигает колесо десятков с ноля на единицу. Каждое последующее колесо, отмечающее сотни, тысячи и т.д., действует подобным же образом.
По сравнению с оригинальным эскизом Леонардо были внесены небольшие улучшения, чтобы дать зрителю более ясную картину того, как каждое из этих 13 колес может двигаться независимо и все же поддерживать пропорцию десять к одному.
Однако, в течение года относительно точности воспроизведения счетной машины появлялись возражения, и для установки подлинности механизма в университете Штата Массачусетс были проведены Академические испытания.
Оппоненты считали, что на эскизах Леонарда да Винчи изображен механизм пропорционирования, а не счетная машина, и один оборот первой оси вызывает 10 оборотов второй, 100 оборотов третьей и 10 в 13 - ой степени оборотов последней оси. Работа такого механизма, по мнению противников доктора Гуателли, не могла осуществляться из-за огромной силы трения, которую необходимо преодолевать для оборота всех стержней.
Своего рода модификацию абака предложил Леонардо да Винчи (1452-1519) в конце XV - начале XVI века. Он создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Чертежи данного устройства были найдены среди двухтомного собрания Леонардо по механике, известного как "Codex Madrid". Это устройство что-то вроде счетной машинки в основе которой находятся стержни, с одной стороны меньшее с другой большее, все стержни (всего 13) должны были располагаться таким образом, чтобы меньшее на одном стержне касалось большего на другом. Десять оборотов первого колеса должны были приводить к одному полному обороту второго, 10 второго к одному полному третьего и т.д.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Ручной этап развития вычислительной техники
Развитие механики в xvii в стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов использующих механический принцип вычислений такие.. комплекс холлерита машина.. машина поста..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Ручной этап развития вычислительной техники
Ручной этап развития ВТ начался на заре человеческой цивилизации - он охватывает период от 50 тысячелетия до н.э. и до XVII века. Фиксация результатов счета у разных народов на разных континентах п
Машина Шиккарда
Машина Шиккарда состояла из трех независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел. Сложение производилось последовательным вводом слагаемых посредством наборных дисков, а вычитание
Машина Паскаля
Первая действующая модель счетной суммирующей машины была создана в 1642
Машина Бэббиджа
Аналитическая машина Бэббиджа представляла собой единый комплекс специализированных блоков. По проекту она включала следующие устройства. Первое - устройство для хранения исходных данных и промежут
Машина Лейбница
Машина, созданная Лейбницем в 1694 г., давала возможность механического в
Другие машины
Во второй половине XIX века появилось целое поколение механических счетных машин. Здесь и "вычислительный снаряд" Слонимского, и оригинальные счетные машины Фельта, Берроуза, Боле, и ариф
Электромеханический этап развития вычислительной техники
Как ни блестящ был век механических арифмометров, но и он исчерпал свои возможности. Людям нужны были более энергичные помощники. Это заставило изобретателей искать пути совершенствования вычислите
Машина Тьюринга
Алан Мэтисон Тьюринг - выдающийся английский математик, совершивший грандиозное открытие, которое положило начало компьютерной эре. В свои неполные 24 года он мысленно сконструировал абстрактный ме
Принцип работы
Машина Поста состоит из каретки (или считывающей и записывающей головки) и разбитой на секции ленты, считающейся условно бесконечной в обе стороны. В каждой клетке может быть записан символ из фикс
Этап электронно-вычислительных машин
С начала 1990-х годов термин "компьютер" вытеснил термин "электронная вычислительная машина" (ЭВМ), которое, в свою очередь, в 1960-х годах заменило понятие "цифровая вычис
Персональный компьютер
Персональный компьютер - компьютер, специально созданный для работы в однопользоват
Поколение эвм и суперкомпьютеры
Сейчас ведутся интенсивные разработки ЭВМ V поколения. Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования опт
Суперкомпьютеры
Однако мощности будут продолжать расти. Это необходимо для решения глобальных задач, таких как расчет аэродинамики автомобилей и свойств разнообразных наноструктур, ЗD-моделирование. ЭВМ, имеющие м
«История средств вычислительной техники» - Эффективное видеотерминальное устройство общения. Основоположник компьютерной техники в СССР. Появление приборов. Рост использования компьютеров. Полупроводниковые машины на транзисторах. Открытие логарифмов. Интегральные схемы. Склад. Академик Сергей Алексеевич Лебедев. Настоящее время. Аналитическая машина. Суперкомпьютеры. Абак. Руководители Microsoft. Счетная машина. I поколение ЭВМ. ЭНИАК. Вычислительные системы.
«Тенденции развития вычислительной техники» - Древние люди. Первый программист. Первое поколение ЭВМ. Машина Шиккарда. Магнитная лента. Управление памятью. Энигма. Аналитическая машина Бэббиджа. Хранение данных на бумажной ленте. Абак. История развития вычислительной техники. Первые средства счета. Марк-I. Конрад Цузе. Поколения компьютеров. Усовершенствованный арифмометр. Механический калькулятор. Большая электронно-счетная машина. Арифмометр Лейбница.
«Счётные машины» - Изобретение механического калькулятора. Счетные машины. Идея создания аппарата. Как начинался счёт. Кассовый аппарат. Изобретение компьютера. Русские счеты. Римляне усовершенствовали конструкцию. Изобретение счёт. Цельные кукурузные початки. Аппарат фиксировал каждую торговую операцию. Работающий программируемый компьютер. Изобретение ККМ. Обсерватория. Паскаль. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка.
«История программного обеспечения» - Специальные программы, называемые языковыми процессорами. Деривационная семантика описывает последствия выполнения конструкций. Ада Лавлейс (1815-1852). Набор лексических, синтаксических и семантических правил. Классификация. Первый полностью объектно-ориентированный язык программирования. Лексика. История алгоритмических языков. Язык Кобол. Многоядерная структура ОС. Язык программирования Паскаль (Pascal) создан швейцарцем Н.Виртом.
«История вычислительной техники» - Начало счета. Говард Айкен. Характеристика поколений ЭВМ. Сотрудники лаборатории. Вид инструментального счета. Путешествие. Эра персональных компьютеров. Конрад Цузе. Вклад русских ученых. Вычислительные машины. Цифровые вычислительные устройства. Поколения ЭВМ. Первое поколение ЭВМ. Прошлое. Римский абак. Блез Паскаль. История вычислительной техники.
«История создания и развития ЭВМ» - В 1958 году Джон Килби впервые создал опытную интегральную схему. Машина Лейбница. Пафнутий Львович Чебышев сконструировал счетную машину. Доэлектронный период. Четвертое поколение. Аналитическая машина Беббиджа. Первая в мире ЭВМ – ENIAC. Американская фирма intel объявила о создании микропроцессора. Второе поколение ЭВМ. Пятое поколение. Табулятор. Паскалина. Первое поколение ЭВМ. В 60 – х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ.
В ХХІ веке человечество находится в водовороте огромного количества цифр: счета, зарплаты, налоги, дивиденды, кредиты и т.д. Неизбежным является и то, что мир без такого простого, казалось бы, вычислительного прибора, как калькулятор, двигался бы намного медленнее. Ведь, сколько нужных операций мы производим с помощью этого предмета, который был изобретен несколькими столетиями ранее.
Прообраз калькулятора Леонардо
Зимой 1967 американские ученые, работая над одним из проектов на базе национальной Библиотеки Испании, сделали удивительное открытие. Исследователи обнаружили две потерянные работы да Винчи, которые сейчас являются неотъемлемыми составляющими «Мадридского Кодекса». В этом артефакте находятся чертежи механизма, занимающегося счетными операциями, сделанного Леонардо в 1492 году.
Прообраз калькулятора базировался на основаниях с парой зазубренных колес: с одного бока – колесо большого размера, с другого – маленького. Исходя из оставленных чертежей да Винчи, можно понять, что основания были расположены таким образом, что большое колесо одной детали было сцеплено с маленьким колесом другой детали, а сами стержни были через один перевернуты. Механизм приводила в работу цепная реакция: первый стержень, делая десять оборотов, заставлял сделать один оборот второго стержня, соответственно десять оборотов третьего – к одному обороту четвертого. Всего в машине было 13 деталей, которые двигались, благодаря специальным грузам.
Считается, что Леонардо да Винчи не удалось при жизни осуществить этот проект.
Роберто Гуателли и Леонардо да Винчи
Роберто Гуателли был известным экспертом по биографии, творчеству и изобретениям Леонардо да Винчи. Начиная с 1951 года, совместно с организацией IBM он занимался воспроизведением великих работ Леонардо, изучая оставленные им чертежи и эскизы. Проводя исследования с работами по вычислительной машине в «Мадридском кодексе», Гуателли обнаружил, что есть сходства с эскизами в «Атлантическом Кодексе» - еще одном масштабном труде изобретателя.
На основании уже двух изображений в конце 60-х Роберто Гуателли воссоздал образец вычислительной машины. Аппарат работал по принципу десять к одному на каждой из 13 деталей. После того, как первая ручка делала полное вращение, колесико единиц начинало двигаться, и появлялось число от 0 до 9. После того, как десятое вращение первого рычага завершалось, механизм единиц повторял это же действие и возвращался на нулевую отметку, которую передвигал десятичный механизм на единицу. Соответственно, каждое следующее колесо отвечало за обозначение сотни, тысячи и т.д.
Гуателли внес кое-какие корректировки в чертеж Леонардо, с помощью которых перед зрителем открывалась более полная и детализированная картина происходящего.
Но уже после года существования репродукции вычислительной машины, возникли дискуссии касательно точного воспроизведения механизма. Поэтому для установления оригинальности данного изобретения была проведена группа академических исследований. Существовала гипотеза о том, что на чертежах Леонардо изображено устройство,занимающиеся проведением пропорций, а не вычислительная машина. Также существовало мнение, что в аппарате вращение первого основания приводило к десяти оборотам второго, ста оборотам третьего и 10 в 13-й степени вращениям последнего. Оппоненты полагали, что этот механизм не мог функционировать из-за слишком большой силы трения.
Компания IBM, не смотря на разногласия среди исследователей, решила убрать предмет дискуссий из коллекции.
Итак, первый прообраз калькулятора, не только смог принять материальную оболочку спустя несколько столетий, но и стал предметом полемик в научной среде.
Устройство Леонардо да Винчи
Своего рода модификацию абака предложил Леонардо да Винчи (1452-1519) в конце XV - начале XVI века. Он создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Чертежи данного устройства были найдены среди двухтомного собрания Леонардо по механике, известного как "Codex Madrid". Это устройство что-то вроде счетной машинки в основе которой находятся стержни, с одной стороны меньшее с другой большее, все стержни (всего 13) должны были располагаться таким образом, чтобы меньшее на одном стержне касалось большего на другом. Десять оборотов первого колеса должны были приводить к одному полному обороту второго, 10 второго к одному полному третьего и т. д.
ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ (Leonardo da Vinci) (15 апреля 1452, Винчи близ Флоренции - 2 мая 1519, замок Клу, близ Амбуаза, Турень, Франция), итальянский живописец, скульптор, архитектор, ученый, инженер.
Сочетая разработку новых средств художественного языка с теоретическими обобщениями, Леонардо да Винчи создал образ человека, отвечающий гуманистическим идеалам Высокого Возрождения. В росписи "Тайная вечеря " (1495-1497, в трапезной монастыря Санта-Мария делле Грацие в Милане) высокое этическое содержание выражено в строгих закономерностях композиции, ясной системе жестов и мимики персонажей. Гуманистический идеал женской красоты воплощен в портрете Моны Лизы ("Джоконда", около 1503). Многочисленные открытия, проекты, экспериментальные исследования в области математики, естественных наук, механики. Отстаивал решающее значение опыта в познании природы (записные книжки и рукописи, около 7 тысяч листов).
Леонардо родился в семье богатого нотариуса. Он сложился как мастер, обучаясь у Андреа дель Верроккьо в 1467-1472 годах. Методы работы во флорентийской мастерской того времени, где труд художника был тесно сопряжен с техническими экспериментами, а также знакомство с астрономом П. Тосканелли способствовали зарождению научных интересов юного Леонардо. В ранних произведениях (голова ангела в "Крещении" Верроккьо, после 1470, "Благовещение", около 1474, оба в Уффици, "Мадонна Бенуа", около 1478, Эрмитаж) обогащает традиции живописи кватроченто, подчеркивая плавную объемность форм мягкой светотенью, оживляя лица тонкой, едва уловимой улыбкой.
В "Поклонении волхвов" (1481-82, не закончена; подмалевок - в Уффици) превращает религиозный образ в зеркало разнообразных человеческих эмоций, разрабатывая новаторские методы рисунка. Фиксируя результаты бесчисленных наблюдений в набросках, эскизах и натурных штудиях (итальянский карандаш, серебряный карандаш, сангина, перо и другие техники), Леонардо добивается редкой остроты в передаче мимики лица (прибегая порой к гротеску и карикатуре), а строение и движения человеческого тела приводит в идеальное соответствие с драматургией композиции.
На службе у правителя Милана Лодовико Моро (с 1481) Леонардо выступает в роли военного инженера, гидротехника, организатора придворных празднеств. Свыше 10 лет он работает над монументом Франческо Сфорца, отца Лодовико Моро; исполненная пластической мощи глиняная модель памятника в натуральную величину не сохранилась (разрушена при взятии Милана французами в 1500) и известна лишь по подготовительным наброскам.
На этот период приходится творческий расцвет Леонардо-живописца. В "Мадонне в скалах" (1483-94, Лувр; второй вариант - 1487-1511, Национальная галерея, Лондон) излюбленная мастером тончайшая светотень ("сфумато") предстает новым ореолом, который идет на смену средневековым нимбам: это в равной мере и божественно-человеческое, и природное таинство, где скалистый грот, отражая геологические наблюдения Леонардо, играет не меньшую драматическую роль, чем фигуры святых на переднем плане.
"Тайная вечеря"
В трапезной монастыря Санта-Мария делле Грацие Леонардо создает роспись "Тайная вечеря" (1495-97; из-за рискованного эксперимента, на который пошел мастер, применив для фрески масло в смеси с темперой, работа дошла до нас в весьма поврежденном виде). Высокое религиозно-этическое содержание образа, где представлена бурная, разноречивая реакция учеников Христа на его слова о грядущем предательстве, выражено в четких математических закономерностях композиции, властно подчиняющей себе не только нарисованное, но и реальное архитектурное пространство. Ясная сценическая логика мимики и жестов, а также волнующе-парадоксальное, как всегда у Леонардо, сочетание строгой рациональности с неизъяснимой тайной сделали "Тайную вечерю" одним из самых значительных произведений в истории мирового искусства.
Занимаясь также архитектурой, Леонардо разрабатывает различные варианты "идеального города" и центрально-купольного храма. Последующие годы мастер проводит в непрестанных переездах (Флоренция - 1500-02, 1503-06, 1507; Мантуя и Венеция - 1500; Милан - 1506, 1507-13; Рим - 1513-16). С 1517 живет во Франции, куда был приглашен королем Франциском I.
"Битва при Ангьяри". Джоконда (Портрет Моны Лизы)
Во Флоренции Леонардо работает над росписью в Палаццо Веккьо ("Битва при Ангьяри", 1503-1506; не закончена и не сохранилась, известна по копиям с картона, а также по недавно обнаруженному эскизу - частное собрание, Япония), которая стоит у истоков батального жанра в искусстве нового времени; смертельная ярость войны воплощена тут в исступленной схватке всадников.
В наиболее известной картине Леонардо, портрете Моны Лизы (так называемой "Джоконды", около 1503, Лувр) образ богатой горожанки предстает таинственным олицетворением природы как таковой, не теряя при этом чисто женского лукавства; внутреннюю значительность композиции придает космически-величавый и в то же время тревожно-отчужденный пейзаж, тающий в холодной дымке.
Поздние картины
К поздним произведениям Леонардо принадлежат: проекты памятника маршалу Тривульцио (1508-1512), роспись "Святая Анна с Марией и младенцем Христом" (около 1500-1507, Лувр). В последней как бы подводится итог его поискам в области свето-воздушной перспективы, тонального колорита (с преобладанием прохладных, зеленоватых оттенков) и гармонической пирамидальной композиции; вместе с тем это гармония над бездной, поскольку группа святых персонажей, спаянных семейной близостью, представлена на краю пропасти. Последняя картина Леонардо, "Святой Иоанн Креститель" (около 1515-1517, там же) полна эротической двусмысленности: юный Предтеча выглядит тут не как святой аскет, но как полный чувственной прелести искуситель. В серии рисунков с изображением вселенской катастрофы (цикл с "Потопом", итальянский карандаш, перо, около 1514-1516, Королевская библиотека, Виндзор) раздумья о бренности и ничтожестве человека перед могуществом стихий сочетаются с рационалистическими, предвосхищающими "вихревую " космологию Р. Декарта представлениями о цикличности природных процессов.
"Трактат о живописи"
Важнейшим источником для изучения воззрений Леонардо да Винчи служат его записные книжки и рукописи (около 7 тысяч листов), написанные на разговорном итальянском языке . Сам мастер не оставил систематического изложения своих мыслей. "Трактат о живописи", подготовленный после смерти Леонардо его учеником Ф. Мельци и оказавший огромное влияние на теорию искусства, состоит из отрывков, во многом произвольно извлеченных из контекста его записок. Для самого Леонардо искусство и наука были связаны неразрывно. Отдавая в "споре искусств" пальму первенства живописи как наиболее интеллектуальному, по его убеждениям, виду творчества, мастер понимал ее как универсальный язык (подобный математике в сфере наук), который воплощает все многообразие мироздания посредством пропорций, перспективы и светотени. "Живопись, - пишет Леонардо, - наука и законная дочь природы..., родственница Бога". Изучая природу, совершенный художник-естествоиспытатель тем самым познает "божественный ум", скрытый под внешним обликом натуры. Вовлекаясь в творческое соревнование с этим божественно-разумным началом, художник тем самым утверждает свое подобие верховному Творцу. Поскольку он "имеет сначала в душе, а затем в руках" "все, что существует во вселенной", он тоже есть "некий бог".
Леонардо - ученый. Технические проекты
Как ученый и инженер Леонардо да Винчи обогатил проницательными наблюдениями и догадками почти все области знания того времени, рассматривая свои заметки и рисунки как наброски к гигантской натурфилософской энциклопедии. Он был ярким представителем нового, основанного на эксперименте естествознания. Особое внимание Леонардо уделял механике, называя ее "раем математических наук" и видя в ней ключ к тайнам мироздания; он попытался определить коэффициенты трения скольжения, изучал сопротивление материалов, увлеченно занимался гидравликой. Многочисленные гидротехнические эксперименты получили выражение в новаторских проектах каналов и ирригационных систем. Страсть к моделированию приводила Леонардо к поразительным техническим предвидениям, намного опережавшим эпоху: таковы наброски проектов металлургических печей и прокатных станов, ткацких станков, печатных, деревообрабатывающих и прочих машин, подводной лодки и танка, а также разработанные после тщательного изучения полета птиц конструкции летальных аппаратов и парашюта.
Собранные Леонардо наблюдения над влиянием прозрачных и полупрозрачных тел на окраску предметов, отраженные в его живописи, привели к утверждению в искусстве принципов воздушной перспективы. Универсальность оптических законов была связана для него с представлением об однородности Вселенной. Он был близок к созданию гелиоцентрической системы, считая Землю "точкой в мироздании". Изучал устройство человеческого глаза, высказав догадки о природе бинокулярного зрения.
Анатомия, ботаника, палеонтология
В анатомических исследованиях, обобщив результаты вскрытий трупов, в детализированных рисунках заложил основы современной научной иллюстрации. Изучая функции органов, рассматривал организм как образец "природной механики". Впервые описал ряд костей и нервов, особое внимание уделял проблемам эмбриологии и сравнительной анатомии, стремясь ввести экспериментальный метод и в биологию. Утвердив ботанику как самостоятельную дисциплину, дал классические описания листорасположения, гелио - и геотропизма, корневого давления и движения соков растений. Явился одним из основоположников палеонтологии, считая, что окаменелости, находимые на вершинах гор, опровергают представления о "всемирном потопе".
Явив собою идеал ренессансного "универсального человека", Леонардо да Винчи осмыслялся в последующей традиции как личность, наиболее ярко очертившая диапазон творческих исканий эпохи. В русской литературе портрет Леонардо создан в романе "Воскрешенные боги" (1899-1900)
