Исследовательская работа "От Абака до компьтера".

От абака до компьютера.

Ковальская А.С., преподаватель информатики

ГБПОУ Камчатского края «Камчатский медицинский колледж»,

Башлыкова Е.А., студентка

ГБПОУ Камчатского края «Камчатский медицинский колледж».

Сегодня в мире компьютерных технологий и гаджетов современному человеку трудно представить свой день без вычислительной техники. Каждый день мы обращаемся за помощью к нашим телефонам, компьютерам чтобы найти информацию, рассчитать какие то данные и т.д. Но так было не всегда. Вычислительная техника модернизуется, меняется с течением времени, те или иные предметы в самом начале, выглядели не так, как мы привыкли. Прогресс не только упрощает нашу жизнь, но и меняет привычные вещи до неузнаваемости. Так, когда и как появилась первая вычислительная техника? Когда и как появился счет? И почему сейчас не используют древние способы счета? Меня заинтересовали эти вопросы, и я решила провести исследовательскую работу.

Мы в своей исследовательской работе проследили путь от простейших счетных инструментов до современных вычислительных машин, эту тему считаем актуальной, так как она раскрывает историю происхождения современных компьютеров.

В начале работы над проектом мы провели опрос среди студентов I курсов и преподавателей медицинского колледжа. По результатам опроса стало понятно, что история развития инструментального счёта известна нам, нашим сверстникам и даже взрослым недостаточно хорошо. Поэтому я решила расширить свой кругозор и проследить этапы развития инструментальных вычислений.

Цель: повысить осведомлённость об истории развития инструментального счёта с древних времён до конца ХХ века.

Задачи исследования:

• провести исследование среди студентов I курсов и преподавателей на тему «История развития инструментального счёта»;

• разобраться в методах счёта на древних устройствах;

• собрать материал об изобретателях счётных машин в средние века;

• изготовить палочки Непера, освоить алгоритм работы с ними при умножении и делении больших чисел;

• подготовить обзор об ЭВМ середины ХХ века.

• Провести Час информатики «От абака до компьютера» для студентов I курса.

Девизом моей работы стали слова Иоганна Вольфганга фон ГЁТЕ «История науки и есть сама наука».

1. Древнейшие счеты.

Еще Беда Достопочтенный, живший в 7 веке сказал: «Мире есть много трудных вещей, но нет ничего труднее, чем четыре действия арифметики»

Самым древним счетным инструментом - является рука человека, затем камешки, косточки, зарубки, узелки на ремнях и веревках.

Для быстроты и легкости счета разрабатывались и применялись различные приспособления. Одним из таких первых устройств, считают древний счётный прибор под названием АБАК.

1. Абак

Одним из первых счетных устройств, принято считать абак – математическое счетное устройство в виде доски. Впервые абак появился, в Древнем Вавилоне около 3-х тыс. лет до н. э. Первоначально он представлял дощечку, покрытую слоем пыли. На ней острой палочкой проводились линии и в колонках размещались камешки или палочки.

Позже абак стал представлять собой доску со сделанными углублениями. По свидетельству древнегреческого историка Геродота абак являлся «походным инструментом греческих купцов». Значения камешков в различных колонках приравнивались соответственным денежным единицам.

В Древнем Риме абак назывался calculi или abaculi и изготовлялся из бронзы, камня, слоновой кости и стекла (приложение 1). Слово calculus означает «галька», «голыш». От этого слова произошло позднейшее латинское calculatore (вычислять) и наше – «калькуляция», «калькулятор». [1]

Китайцы заменили камешки бусинками, нанизанными на прутики, проволоки или веревки. Китайская разновидность абака – суаньпань – появилась в 6 веке н. э. (приложение 2). Современный тип этого счетного прибора был создан позднее, в 12 столетии.

Японский абак – соробан происходит от китайского суаньпаня, который был завезен в Японию в 15-16 веках. Соробан проще своего предшественника, у него на «небе» на один шарик меньше, чем у суаньпаня (приложение 3).

В Японии использование соробана является элементом школьной программы обучения счёту в младших классах. Счёт на соробане популярен как вид развлечения или своеобразный спорт.

Особую известность приобрёл «27-колонный абак Герберта».

Герберт Аврилакский, крупный учёный, мог легко перемножать и делить многозначные числа с помощью своего абака. Вместо камешков употреблялись жетоны с начертанными на них числовыми знаками.

В XV столетии появляется абак нового типа – счет на линиях. Счет на линиях представляет собой горизонтально разлинованную таблицу, на которой выкладываются специальные жетоны. Жетон, помещённый между линиями, означает 5 единиц ближайшего разряда нижней линии.

Наконец, на рубеже 16-17 веков появляется русский абак – счеты.

Современный вид русские счеты приобрели к началу XVIII века. Счеты в России использовались почти 300 лет. Сменили их только настольные электронные калькуляторы к концу ХХ века.

1. Логарифмическая шкала

Первые логарифмические линейки изобрели англичане в 1630 г. – математик-педагог Ульям Отред и учитель математики Ричард Деламейн. Логарифмические линейки широко использовались для выполнения инженерных расчётов примерно до начала 1980-х годов. На протяжении 20 лет разные математики меняли и вносили что-то новое в конструкцию логарифмической линейки и в 1954 г. Робертом Биссакером была предложена конструкция прямоугольной логарифмической линейки. Ее общий вид и сохранился до нашего времени.

1. Палочки Непера.

«Я всегда старался, насколько позволяли мои силы и способности, избавиться от трудности и скуки вычислений, докучливость которых обыкновенно отпугивает очень многих от математики». Джон Непер

В книге, изданной в 1617 году, Джон Непер описал способ умножения с помощью палочек, который в дальнейшем получил название «Палочки Непера».

Что сделал Непер?

• Таблицу умножения разрезал на 10 полосок.

• Числа разделил диагональю (сверху – десятки, снизу – единицы).

• Полоски наклеил на деревянные палочки.

1.5 Суммирующие машины

В 17 веке создана Суммирующая машина Паскаля, которая состояла из многочисленных шестерёнок, связанных между собой. До 1652 Паскаль построил около 50 вариантов своей машины. Датой создания первой счётной машины Паскаля считается 1642 год.

Покупали машины Паскаля в основном не для работы, а для развлечения, т.к. общество не было еще готово к использованию его изобретения.

Приблизительно в это же время создаются механические счётные машины другими изобретателями:

• машина Вильгельма Шиккарда;

• множительная машина Морленда;

• машина Готфрида Вильгельма Лейбница, основанная на принципе ступенчатого валика;

• в 18 веке – арифмометр Маттеуса Гана.

Замечательной исторической фигурой является инженер Однер. В 1890 году Однер организовал «Механический и медно-литейный завод» для производства арифмометров.

1.6 Машина Чарльза Беббиджа

Новая эра в создании вычислительных устройств связана с именем английского математика Чарльза Бэббиджа, который всю жизнь занимался разработкой аналитической машины. Предложенные Бэббиджем идеи легли в основу создания современных вычислительных машин. Нынешние специалисты признали, что вычислительная машина Беббиджа по своему устройству была лучше первых электронных машин XX века. [2]

1.7 Развитие ЭВМ

Постепенно из простых счетных приспособлений создавались более сложные устройства. Путем совершенствований различных счетных устройств, ученные разработали электронно-вычислительные машины. История развития ЭВМ насчитывает 5 поколений. Рассмотрим коротко 4 поколения ЭВМ в таблице 1 Поколения ЭВМ.

Таблица 1 Поколения ЭВМ

На основе таблицы мы можем сделать вывод, что развитие поколения ЭВМ было очень стремительным. За три десятка лет ЭВМ изменились не только в своих габаритах (от огромных шкафов до настольных или карманных), но и в возможностях выполнения различных задач.

ГЛАВА 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Исследовательская работа проводилась с 15 марта 2019 г. по 4 апреля 2019 г. 15 марта был составлен перспективный план.

Перспективный план исследовательской работы:

Для того чтобы понять насколько студенты I курсов и преподаватели медицинского колледжа знают о древних счетных инструментах и о том как появились современным компьютеры и счетные устройства, мы провели тестирование. Тест был составлен на основе теоретического материала и включает в себя 5 вопросов:

1. Происхождение слова «калькулятор»?

2. Что такое абак?

3. Что такое палочки Непера?

4. Что такое логарифмическая линейка?

5. Когда появились первые ЭВМ?

При подсчете ответов мы выяснили, что:

• происхождение слова калькулятор знают 43 человека;

• что такое абак? знают 38 человек;

• что такое палочки Непер? - 15 человек;

• что такое логарифмическая линейка? - 49 человек;

• когда появились первые ЭВМ? - 60 человек;

• ничего не знают? - 9 человек.

Диаграмма 1 Количественный анализ тестирования

Диаграмма 2 - Анализ в процентах

В результате тестирования и анализа данных мы сделали вывод, что не достаточно хорошо студенты и преподаватели знают историю счетных устройств и какие они бывают. Поэтому мы решили провести мероприятие Час информатики на тему «От абака до компьютера» (приложение 5). На этом мероприятии мы рассказали студентам об истории вычислительных машин, о древнем счете. Показали палочки Непера, научили их считать с помощью этих палочек. Для того чтобы понять, удобен ли такой способ счета в повседневной жизни, мы провели небольшое соревнование:

1. разделили студентов на команды;

2. дали задание. Одна команда считает с помощью палочек Непера, вторая команда с помощью калькулятора на компьютере.

После мы предложили студентам высказать свое мнение и ответить на несколько вопросов:

1. Удобен счет с помощью палочек Непера?

2. Будут применять его в повседневной жизни?

3. Понравился им такой способ?

И в завершении нашего мероприятия, для закрепления полученных знаний, мы предложили студентам решить кроссворд на тему: «Древние счетные устройства» Многие студенты ответили правильно на вопросы и разгадали кроссворд. Активно обсуждали новые и старые методы счета.

И это доказывает, что просветительская работа, а так же подобные мероприятия положительно влияют на интеллектуальное развитие студентов и расширяют кругозор.

Завершить нашу работу хочется Гёте:

«…есть ли что милей на свете,

Чем уноситься в дух иных столетий

И умозаключать из их работ,

Как далеко шагнули мы вперёд?»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. « От абака до компьютера» - М.: Знание, 1981 – 208 с.

2. Омельченко В.П.,. Демидова А.А «Информатика» - М.: Гэотар-Медиа, 2013 - 379 с.

3. http://all-ht.ru/inf/history/p_0_12.html

4. http://lubopitnie.ru/istoriya-chisel/#ixzz5jF1aEuNu

5. http://xn----dtbjalal8asil4g8c.xn--p1ai/priboryi/istoriya-logarifmicheskoy-lineyki.html

6. https://ru.wikipedia.org/wiki/

7. https://wiki.sc/wikipedia/%D0%90%D0%B1%D0%B0%D0%BA

8. https://yandex.ru/images/

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Римский абак

Приложение 2

Суаньпань

Приложение 3

Соробан

Приложение 4

Логарифмическая линейка

Приложение 5

План внеклассного мероприятия Час информатики на тему «От абака до компьютера».

Цель: Познакомить студентов медицинского колледжа с историей вычислительных устройств, с историей древнего счета. Вспомнить историю развития поколения ЭВМ.

I этап. Выступление преподавателя.

Здравствуйте! На прошлой неделе вы проходили опрос. Результаты опроса вы можете увидеть на экране. Проанализировав полученные данные, мы можем сделать вывод, что вы не достаточно осведомлены по данной теме. Поэтому мы приняли решение провести час информатики на тему «От абака до компьютера». Сегодня мы расскажем вам:

1. об истории древнего счета;

2. о древних вычислительных устройств ;

3. о Палочках Непера.

А также научим считать вас с помощью полочек Непера. И посмотрим, какой способ счета удобен и быстрее – современный или древний. А в завершении для закрепления полученных знаний, вы разгадаете кроссворд на тему «Древние счетные устройства»

II этап. Доклад: «От абака до компьютера» (Башлыкова Елизавета)

III этап. Счет на палочках Непера (Башлыкова Елизавета)

IV этап. Игра-соревнование.

V этап. Дискуссия: «С помощью чего удобнее и быстрее считать: компьютера или палочек Непера?» Вопросы для обсуждения:

1. Удобен счет с помощью палочек Непера?

2. Будут применять его в повседневной жизни?

3. Понравился им такой способ?

VI этап. Кроссворд «Древние счетные устройства» (приложение 6).

VII этап. Подведение итогов. Проверка кроссвордов.

Приложение 6

К россворд

Вопросы:

По горизонтали.

1. Как называется линейка, которая до 80ых годов широко использовалась для выполнения инженерных расчетов.

2. Китайская разновидность абака.

3. Кто создал в 17 веке суммирующую машину?

4. Кто создал палочки для счета, разрезав на полоски таблицу умножения?

По вертикали.

1. Древнейший «счетный инструмент».

2. С помощью чего считали на веревках и ремнях в древности?

3. Математическое счетное устройство в виде доски с камешками.

4. Как называется машина созданная Чарльзом Бэббиджем?

5. Японский абак.