Арифмометр — механический счётный аппарат¶
Арифмометр — механический счётный аппарат для выполнения четырёх арифметических действий: сложения, вычитания, умножения и деления. Относится к классу счётных машин, предшественников электронных калькуляторов. Наиболее распространённый тип механического калькулятора в XIX — первой половине XX века.
¶История создания
Первый работоспособный арифмометр был создан французским математиком и изобретателем Шарлем Ксавье Тома де Кольмаром. Патент на изобретение получен в 1820 году, серийное производство началось в 1822 году. Аппарат Тома де Кольмара стал первым массово производимым счётным устройством: за период с 1822 по 1878 год было изготовлено около 1500 экземпляров.
Конструкция Тома де Кольмара легла в основу последующих поколений арифмометров. Принцип «движущегося кареточного счётчика» (mobile carriage) — сдвига регистров результата относительно регистров множителя — стал стандартным для механических калькуляторов на десятилетия вперёд.
¶Устройство и принцип работы
Основные узлы арифмометра:
- Счётный механизм — набор зубчатых колёс, формирующих десятичные регистры. Каждое колесо соответствует одному разряду числа.
- Регистр слагаемых (множимого) — фиксирует вводимое число.
- Регистр результата (произведения) — накапливает результат операции.
- Счётчик оборотов (делитель) — учитывает количество операций, используется при делении.
- Сдвигающаяся каретка — несёт регистры результата и счётчик оборотов и перемещается относительно регистров слагаемых, что позволяет выполнять операции с разными разрядами.
- Управляющие рукоятки и клавиши — ввод чисел и выбор операции.
Принцип действия основан на повторяющемся сложении при умножении и на повторяющемся вычитании при делении. Умножение на цифру d реализуется как d последовательных сложений, деление — как подбор множителя, при котором вычитание не превышает делимое. Сдвиг каретки на один разряд соответствует умножению или делению на 10.
¶Классификация
По типу счётного механизма арифмометры подразделяются:
| Тип | Описание |
|---|---|
| С зубчато-реечными передачами | Наиболее ранние конструкции, включая арифмометр Тома де Кольмара |
| С зубчатыми колёсами (цифровыми дисками) | Арифмометр «Триомо» Фридриха Готлоба |
| С кулачковыми механизмами | Аппараты поздних серий, повышенная надёжность |
По назначению и размерам выделяют настольные арифмометры (основная масса выпуска) и переносные компактные модели.
¶Арифмометры в России и СССР
В Российской империи арифмометры производились на Путиловском заводе в Санкт-Петербурге. Наиболее известной конструкцией стал арифмометр «Братья Томе», разработанный инженером Карлом Томе в 1877 году и запущенный в производство на Путиловском заводе в 1884 году. Аппарат был усовершенствован по сравнению с оригиналом Тома де Кольмара: введена система автоматического возврата регистров, улучшена надёжность механизма. Производство продолжалось до 1930-х годов, всего выпущено свыше 60 000 экземпляров.
В Советском Союзе арифмометр «Феликс» (модель 2А), разработанный на базе конструкции «братьев Томе», выпускался с 1930-х годов заводом «Красный пролетарий» в Москве. Модель 2А стала стандартным счётным аппаратом советских учреждений и производств на несколько десятилетий. Арифмометр «Феликс» массово применялся в бухгалтериях, конструкторских бюро, научных лабораториях и учебных заведениях. Производство продолжалось до конца 1970-х — начала 1980-х годов, пока его не вытеснили электромеханические и электронные настольные калькуляторы.
¶Применение
Арифмометр применялся для:
- арифметических операций в бухгалтерском учёте;
- инженерных и научных расчётов;
- статистической обработки данных;
- учебных целей — преподавания основ счётной техники.
Скорость работы опытного пользователя составляла до 500—600 операций в час при сложении и существенно меньше при умножении и делении.
¶Значение
Арифмометр стал первым массово применяемым механическим устройством для автоматизации арифметических вычислений. Его конструкция — в частности, принцип сдвигающейся каретки и десятичные счётные колёса — оказала влияние на развитие счётной техники вплоть до появления электронных калькуляторов в 1960-х годах. Арифмометры «Феликс» и «Братья Томе» остаются предметами коллекционирования и экспонатами музеев науки и техники.
¶Источники
- Башмакова И. Г., Славутин Е. И. «История счётных машин».
- Герцен И. Б. «Счётные машины и логические основы их построения».
- Encyclopædia Britannica: Mechanical calculator.
- Материалы Государственного музея истории Санкт-Петербурга (Путиловский завод).