ماشین حسابها، دستگاههایی هستند که چهار عمل اصلی جمع، تفریق، ضرب و تقسیم را انجام میدهند. بسیاری از ماشین حسابها میتوانند محاسبات پیچیدهتری را نیز انجام دهند. اینگونه ماشینها، بیشتر برای دانشجویان، مهندسین، حسابداران و هر کس که با اعداد و ارقام سر و کار دارد، قابل استفاده هستند.
یک زمانی ماشین حسابها مکانیکی بودند. یعنی برای انجام محاسبات از میلهها، اهرمها و چرخ دندهها استفاده میکردند. امروزه اکثر ماشینحسابها الکترونی هستند. یعنی با استفاده از مدارهای کوچکِ الکتریکی کار میکنند. آنها بسیار سریع هستند و اشتباه نمیکنند؛ مگر این که اعداد اشتباهی به آنها داده شود.
ماشین حساب چگونه محاسبه میکند؟
وقتی عدد 3 را از عدد 5 کم میکنید، در واقع عددی را پیدا میکنید که باید با عدد 3 جمع کنید تا عدد 5 به دست آید. همچنین بهجای این که عدد 5 را در عدد 3 ضرب کنید، میتوانید سه عدد 5 را با هم جمع کنید. طرز کار ماشینحسابها است. آنها با استفاده از عمل جمع و با روشی بسیار سریع، چهار عمل اصلی جمع، تفریق و ضرب و تقسیم را انجام میدهند. وقتی شما دکمۀ اعداد یک ماشینحساب را فشار میدهید، از اعداد معمولی صفر، 1، 2، 3، 4، 5،6، 7، 8 و 9 استفاده میکنید. اولین کاری که ماشین حساب انجام میدهد؛ تبدیل این ارقام به دوتایی (جفتی) میباشد. دوتایی، روشی برای حساب کردن است و فقط از 2 رقم استفاده میکند، صفر و یک، و این روش، کار ماشین حساب را ساده میکند؛ زیرا مدار آن میتواند در مقابل عدد صفر، خاموش و در مقابل عدد یک. روشن شود. ماشینحساب بر مبنای دوتایی، ابتدا اعداد را تشخیص میدهد؛ سپس آنها را دوباره تبدیل به اعداد معمولی کرده و روی صفحه نشان دهد.
👇 درون یک ماشین حساب جیبی، مدارهای منطقی،پشت لایۀ میانی قرار دارند. لایۀ پایینی باطری را نگه میدارد.
ماشین حسابهای الکترونیکی
ماشین حسابهای الکترونیکی در داخل خود، مدارهای کوچک منطقی دارند. این مدارها در واقع مغز ماشینحساب میباشند و با برق کار میکنند. آنها محاسبات را انجام داده؛ سپس جواب را روی صفحهای کوچک نشان میدهند. اکثر ماشینحسابهای الکترونیکی،حافظه دارند؛ بنابراین شما میتوانید جواب را به حافظه سپرده؛ بعد مجدداً از آن استفاده کنید. بعضی ماشینحسابهای الکترونیکی بیشتر شبیه کامپیوتر هستند. یعنی شما باید به آنها فهرستی از دستورات را که اصطلاحاً به آن «برنامه» میگویند، بدهید و برنامه، ماشین حساب را قادر میسازد تا یک سلسله محاسبات پیچیده را یکی بعد از دیگری انجام دهد. دو نوع ماشین حساب الکترونیکی وجود دارد: یکی ماشینحسابهای رومیزی که معمولاً با برق شهری کار میکنند و بعضی از آنها دارای نوار میباشند؛ بهطوریکه شما میتوانید محاسبات را روی کاغذ مشاهده کنید. دیگری، ماشین حسابهای قابل حمل که آنقدر کوچک هستند که در جیب، جا میگیرند. بعضی از آنها حتی به کوچکیکارت تلفن میباشند و بعضی دیگر کوچکترند و مانند ساعت مچیهای کامپیوتری میتوان آنها را روی مچ دست بست.
ماشینحسابهای جیبی، نیاز بسیار کمی به الکتریسیته دارند و باطریهای کوچک آنها سالها کار میکنند. بعضی انواع آنها هم اصلاً احتیاج به باطری ندارند؛ بلکه از سلولهای خورشیدی استفاده میکنند و نور را تبدیل به الکتریسیته مینمایند.
کاربرد ماشین حسابهای الکترونیکی
یک ماشینحساب ساده، برای بررسی صورتحسابها یا حل مسائل ریاضی در مدرسه بهکار میآید. اما برای بعضی کارهای خاص، ماشینحسابهای پیشرفته لازم است. اغلب اینگونه ماشینحسابها برای کارهای ویژهای طراحی شدهاند. حسابداران، دانشمندان و مهندسین از ماشین حسابهای مخصوصی استفاده میکنند. صندوقهای الکترونیکی سوپرمارکتها در واقع ماشین حسابهایی هستند که طراحی شدهاند تا صورتحسابهای مشتریان را حساب کنند. در بعضی از آنها حتی لازم نیست که شما شستیهایی را فشار دهید؛ بلکه قیمتها بهطور خودکار توسط اشعۀ لیزر خوانده میشوند.
👇ذخیره کردن اعداد بر مبنای دوتایی. در این جدول، هر عدد بهوسیلۀ یک ردیف از صفرها و یکها نشان داده میشود.
شمارش دوتایی
نگاهی به گذشته
احتمالاً اولین ماشینحساب، همان چُرتکه بوده که عبارت است از یک چهارچوب مستطیل شکل که دارای سیمهایی است و روی هر سیم مهرههایی قرار دارد. در چرتکههای چینی، روی هر سیم، هفت عدد مهره قرار دارد؛ دو عدد در قسمت بالا و پنج عدد در قسمت پایین تیرک افقی. هر مهرۀ بالایی نمایندۀ پنج واحد است و هر مهرۀ پایینی نماینده یک واحد. اولین ستون از سمت راست، نمایندۀ یکان است و ستون دوم نمایندۀ دهکان و همینطور تا به آخر که ستون سیزدهم، نمایندۀ تریلیونهاست.
برای عمل جمع، شما باید مهرهها را به تیرک افقی نزدیک کنید؛ و برای عمل تفریق، باید مهرهها را از تیرک افقی دور سازید. وقتی مهرههای پایینیِ یک سیم تمام شد، پنج مهره را تبدیل به یک مهرۀ بالایی میکنید و دو مهرۀ پنج واحدی را تبدیل به یک مهره از ستون بعدی مینمایید. از چُرتکه هنوز در کشور چین و ژاپن استفاده میشود. افراد ماهر میتوانند با چرتکه تقریباً به همان سرعت ماشین حساب کار کنند.
ماشین حسابهای مکانیکی
قبل از این که ماشین حسابهای الکترونیکی اختراع شود، فروشگاهها، ادارات و آزمایشگاهها از ماشینحسابهای مکانیکی استفاده میکردند. داخل این نوع ماشینحسابها، چرخ دندههایی وجود داشت که کار محاسبات را انجام میداد. ماشینحسابهای مکانیکی، به علت سنگینی و حجم زیاد، قابل حمل نبودند و کار کردن با آنها مشکل بود و به کُندی صورت میگرفت. برای مثال، اگر میخواستید عددی را در پنج ضرب کنید، بایستی دستۀ ماشین را پنجبار بگردانید.
بعدها چند نوع از این ماشین حسابها مجهز به موتور الکتریکی شدند که سرعت عمل آنها را بیشتر میکرد؛ اما هنوز به سرعت عمل ماشینحسابهای الکترونیکی نمیرسیدند.
اولین ماشین حساب مکانیکی توسط «ویلهم شیکارد» در سال1623و در آلمان ساخته شد. نوع مشهور آن توسط مردی فرانسوی بهنام «بلایس پاسکال» در سال 1642ساخته شد. اولین ماشینحسابی که برای فروش به بازار عرضه شد؛ «اَریتمومتر» نام داشت و در سال 1820 توسط «چارلز توماس» در فرانسه اختراع شد. در اواخر قرن 19 میلادی ،انواع و اقسام ماشین حسابهای مکانیکی تولید میشد.
👇حساب کردن با چُرتکه بهوسیلۀ غلتاندن مهرهها در طول سیمها صورت میگیرد. احتمالا چُرتکه اولین ماشین حساب بوده اما با دستهای ماهر میتوانتقریباً به همان سرعت ماشین حسابهای الکترونیکی حساب کرد.
اولین ماشینحسابِ الکترونیکی در سال 1963م توسط شرکت انگلیسی «بل پانچ» ساخته شد که به بزرگی یک صندوق پول شمار بود.
چهار سال بعد، شرکت «تکزاس اینسترومنِت»، نوع کوچکتر آن را تولید کرد که بزودی تبدیل شد به ماشینحسابهای الکترونیکی کوچک و ارزان قیمتی که امروزه از آن استفاده میکنیم.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 140-141