|
گام به گام از چرتکه تا ماشین حساب
مفهوم عدد و فرآیند شمارش در تمام طول تاریخ به نوعی وجود داشته است . شاید قدیمی ترین راه نگه داشتن حساب نوعی روش ساده چوب خط بوده که در آن از اصل تناظر یک به یک استفاده می شده است . به عنوان مثال برای شمارش تعداد گوسفندان ، برای هر گوسفند یک انگشت تا می شده است . نگه داشتن حساب با دسته کردن سنگریزه یا چوب ، با کشیدن شیارهایی روی گل یا سنگ ، با کندن دنده هایی بریک قطعه چوب ، یا زدن گره هایی بر یک نخ نیز میسر بود . از این رو ، شاید بعدها ترکیبی از اصوات زبانی به عنوان یک چوب خط صوتی در اقبال شماره اشیای موجود در یک گره کوچک پدید آمده است و زبانی بعد تر با بهبود کار نوشتن ، ترکیبی از علائم برای نمایش این اعداد ، تکوین یافته اند. این سیر تکوین تخیلی را گزارشهای مطالعات انسان شناسان در اقوام بدوی امروزی تایید می کند.
اولین دستگاه شمارش احتمالا از سنگ ساخته شده بود . یک سنگ مساوی یک چیز بود . چندی بعد عده ای یک ماشین حساب ساختند که ساختمان آن 3 خط افقی بود که به طور موازی روی شن کشیده شده بود. پایین ترین خط برای شمردن اعداد 1 تا 9 بود. دومین خط برای دهگان و سومین خط صدگان بود . این در واقع اولین تصور کلی از ارزش مرتبه ای یکان ، دهگان و صدگان بود که ایده اولیه ی ساخت چرتکه را به بشر داد
چرتکه اولین ماشین پیشرفته برای کمک به انجام عملیات ریاضی است. نخستین چرتکه حدود 3 هزار سال پیش از میلاد از شخصی ناشناس ساخته شد . یک چرتکه مدلهای مختلفی داشت ؛ اما معمولترین آن چرتکه چینی بود . اسباب ساده ای برای محاسبه ، مرکب از مهره هایی که به سیمها یا میله هایی که در قابی جاگزین است . کشیده شده و هر دسته از مهره ها نماینده مرتبه ای از اعداد است . چرتکه ای که میان ایرانیان، ارامنه، عربها و ترکان رایج است، شباهتی به چرتکه چینی و چرتکه هایی که در اروپای غربی رایج بود، ندارد و احتمالا به وسیله ی محاسبان ایرانی یا عرب اختراع شده است و بعدها از ممالک اسلامی به روسیه وارد شده است .
برای محاسبه با یک چرتکه ، مهره های آن را که غالبا چوبی هستند به سمت بالا و پایین حرکت می دهند . چرتکه برای جمع و تفریق تقریبا وسیله ساده ای است ؛ اما برای ضرب فقط افراد ماهر و خبره می توانستند از آن استفاده کنند و برای تقسیم هم بسیار مشکل بود! پس از آن بسیاری از مردم برای کمک به انجام اعمال ضرب و تقسیم ، روی دستگاه های محاسبه پیچیده با چرخ دنده ها کار می کردند تا اینکه «جان نپر» اسکاتلندی با یک روش ساده تر و تقریبا موفق به میان آمد. وی قصد داشت یک محاسبه از اعداد بزرگ برای طراحی ماشینهای جنگی را انجام دهد . وی یک دستگاه ساده از میله ها طراحی کرده بود که عمل ضرب را انجام می داد . این ماشین بعدها به استخوان ، چوب و صفحات کاغذی مسطح ساخته شده بود . خط کش محاسبه که در سال 1620 از سوی « گانتر» ابداع شد. درسال 1622 به وسیله ی « ویلیام اوترد» تکمیل شد و هنوز هم برای به دست آوردن محاسبات تقریبی به کار می رود . در سال 1642 ، یک دانشمند فرانسوی به نام بلیس پاسکال ، اولین ماشین جمع و تفریق را اختراع کرد که در آن از چرخ دنده های دندانه دار استفاده می شد . این دستگاه با چرخاندن چند صفحه شماره گیر کار می کرد . پس از آن ، سالها این دستگاه در اداره ها و کارگاه ها مورد استفاده قرار می گرفت؛ اما بسیار کند عمل می کرد و همچنین قادر به انجام عملیات پیچیده و سنگین نبود . در سال 1671 لایب نیتز ، سازوکاری برای انجام دادن عمل ضرب به وسیله ی فرآیند جمعهای مکرر ابداع کرد . ماشینی که ساز و کار ابداعی لایب نیتز را به کار گرفت . اولین ماشینی بود که به تعداد تجارتی تولید شد و به کار افتاد و همین ماشین در سال 1820 چنان تعبیه شد که می توانست برای اعمال جمع ، تفریق ، ضرب یا تقسیم به کار رود . در سال 1902 فرانک ستیون ، بالدوین ، ماشینی اختراع کرد که سازو کار ماشین لایب نیتز به صورتی فشرده تر در آن وارد شده بود . بعد ها خود وی و یک مخترع امریکایی به نام جی منرو ، همین ماشین را به صورت کامل تری در آوردند. مقارن همین زمان در روسیه ماشینی مشابه با ماشین بالدوین ساخته شد. چارلز ببیج و ویلیام بوروز نیز سهم عمده ای در تکامل ماشین حساب داشته اند. در فاصله میان این سالها ماشینهای حساب گوناگون اختراع شد ؛ ولی جز 1 یا 2 استثنا اساس کار مابقی آنها چرخ دنده ها بود. چرخ دنده معمولی 10 برآمدگی (دنده) بر محیط خود دارد که مطابق ارقام 0 تا 9 است. درهر یک از این موضوعها می توان چرخ را در موقعی که نمی چرخد به وسیله کلیدهایی در محل خود نگاه داشت . چرخ را می توان هر چند بار که لازم باشد؛ چرخاند ولی چرخ در مکان نهایی خود باقی می ماند.
در دهه 1970 همه چیز تغییر کرد . دیگر هر کسی می توانست یک ماشین حساب الکترونیک جیبی همراه خود داشته باشد. این دستگاه ها قادرند عمل جمع ، تفریق ، ضرب و تقسیم را به محض فشاردادن دکمه ها انجام دهند. ماشین حسابهای پیشرفته تر بر حسب نیاز محاسبات مشکل تر را نیز انجام می دهند. امروزه ماشین حسابها در قالب های مختلف و برای محاسبات عددی استفاده می شوند و ممکن است مکانیکی الکترومکانیکی و الکترونیکی باشد. حسابگرهای الکترونی نیز ماشین های حساب هستند ؛ ولی اعمال دیگری را نیز انجام می دهند . ماشین حساب های الکترونیکی لزوما به باتری نیاز ندارند، بلکه بعضی با نور خورشید کار می کنند. بعضی از ماشین حسابهای الکترونیکی که مورد استفاده صندوقداران شرکتهاست . برای محاسبه قیمت کالاها به آنها کمک کرده و آنها را روی یک قطعه کاغذ بیرون می فرستند و باقیمانده پول را نیز حساب می کنند. در بعضی ماشین حسابها نیز نتیجه محاسبات روی نواری ثبت می شود مانند ماشین تحریردر بعضی دیگر نتیجه بر صفحه ای که به وسیله اشعه کاتودیک روشن می شود ؛ نمایان می گردد و در ضمن این ماشینها می توانند نتیجه اعمال را در ماشین ذخیره کرده بعدا به هنگام لزوم بازپس دهند. این دستگاه ها در حسابداری ، مهندسی و تجارت کاربرد بیشتری دارند . ماشین حسابهای الکترونیکی پیشرفته به علت سرعت عمل و کوچکی بر ماشینهای مکانیکی رجحان دارند. می بینید محاسباتی را که در چند ثانیه با این ماشین حسابها انجام می دهیم ، حتی حدود 5000 سال پیش هفته ها متمادی تعداد زیادی را به خود مشغول می کرد . |