Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
172
ме счисления; они имеют разряды и в каждом разряде число состояний, равное основанию счисления. Все это совершенно ясно видно на конструкции конторских счет. Тот же принцип лежит в осно-ве механических счетных машин.
Вводя число в арифмометр или откладывая его на счетах, мы делаем, по существу, то же, что и при записи
т
Рис, 7.5. Конторские счеты.
числа цифрами на бумаге. Только те же действия мы выражаем другими символами в другом физическом алфавите.
Вычисляя на бумаге, производя, например, сложение, мы по двум записанным столбиком цифрам, пользуясь «таблицей сложения», выученной наизусть в школе, определяем третью и записываем ее в столбик под слагаемыми. Если нужно, мы переносим единицу в разряд слева. Буквально то же самое делается и в арифмометре с той лишь разницей, что «таблица сложения» уже содержится в конструкции колес арифмометра вместе с правилом переноса единицы в старший разряд. Алгоритм сложения мы не должны держать в голове и применять его по очереди к каждому разряду; он автоматически выполняется арифмометром при повороте ручки, так как он заложен в конструкцию арифмометра. Это возможно потому, что арифмометр имеет дискретный ряд состояний, изменения которых связаны друг с другом так же, как связаны символы в разрядах складываемых чисел.
Хотя принципиально здесь все представляется предельно простым, изобретение механического сумматора явилось в свое время выдающимся достижением человеческой мыс-
173
Ли и сослужило неоценимую службу развитию техники и науки.
Инженерные задачи создания счетных машин сводятся в настоящее время не к поискам принципов осуществления алгоритмов арифметических действий, а к наилучшему воплощению этих принципов и созданию наилучших (простых, удобных, дешевых) конструкций.
Рис. 7.6. Суммирующий механизм арифмометра („колесо Однера*). /—выдвижные вубцы; 2—спица для установки числа; ?—прорезь, выводящая зубцы/ вверх при повороте спицы 2; 4—вал; 5—ручка; б— счетчик (при повороте ручки 5 счетчик 6 поворачивается иа такое число зубцов, которое соответствует числу выведенных вверх зубцов / колеса; при многократном повороте в счетчике откладывается сумма); 7—рукоятка сброса (установка счетчика ия нуль); 5—дополнительный зубец д.ля передачи единицы в соседний слева разряд при переполнении
счетчика.
В настоящее время механические счетные машины автоматически суммируют и вычитают, множат, делят и печатают на ленте результаты вычислений. Вычислитель, работающий на машине, не обязан больше помнить таблицы сложения и умножения; их однажды заложил разработчик в конструкцию машины. В обязанности вычислителя входит теперь только вводить в машину исходные данные, включать нужные операции, фиксировать результаты вычислений и вводить их снова, соблюдая общую программу решения задачи.
174
Рис. 7.7. Клавишные вычислительные машины.
а) арифмометр; 0) автоматическая вычислительная машина.
175
Счетно-аналитические машины
Ввод данных в машину и передача их из одной машины в другую могут быть также автоматизированы. Чаще всего это делается с помощью перфорированных карточек или лент. Перфокарта представляет собой кусок тонкого картона стандартной формы, на котором пробиты одинаковые, но различно расположенные отверстия. Отверстия пробиваются только в определенных точках карточки, расположенных в виде правильной прямоугольной сетки по строкам и столбцам. Наличие или отсутствие пробивки на данном месте карты может условно обозначать ту или иную цифру, букву или другой символ. Пробивки на карточках представляют собой, таким образом, сигнал, несущий ту или иную информацию в соответствии с принятым кодом, а сама перфокарта со всеми возможными пробивками представляет собой дискретный алфавит.
Вычислительные устройства, работающие с перфокартами, носят общее название «счетно-аналитических машин». В число их входят машины различного назначения:
«перфоратор» — для нанесения вручную перфораций на карты,
«сортировка» (сортировочная машина) — раскладывающая группу карт по различным карманам в зависимости от наличия пробивок в тех или иных местах карты,
«контролышк» — для проверки пробивок,
«интерпретер» — расшифровщик, печатающий текст с перфокарты,
«табулятор» — осуществляющий подсчет карт, сложение и вычитание данных, пробитых на картах, и пробивку результатов,
множительный и вычислительный перфораторы — выполняющие сложение, умножение, вычитание и деление данных, пробитых на картах, и пробивающие результаты и т. д.
Существует много типов таких машин с различными особенностями конструкции, различной скоростью и для различных операций. Во многих машинах изменением внутренних соединений — переключением на коммутационной доске — изменяется их схема и функции, которые они выполняют.
Работа машин основана на том, что пробивки на введенной в машину карте оказывают на механизмы машины такое же действие, как нажатие клавиша или включение контакта. При прохождении карточки в машине сквозь
