Sub-Zero: античный механический калькулятор. Как им пользоваться (с приветом из 18-го века)12.10.2018 17:48

Удивительно изящная машинка, дошедшая до нас из тех античных времён, когда не то что Интернета не было, — ещё даже компьютеров не было. Несколько характеристик Sub-Zero, на которые в своё время делали акцент продвигавшие его маркетологи: (1) работает с числами ± 999999; (2) складывает и вычитает за считанные секунды; (3) никогда не ошибается; (4) удивительно прост в использовании; (5) работает бесшумно; (6) изготовлен из высококачественных материалов, отвечающих германским стандартам; (7) не изнашивается. Создан, чтобы жить долго.

Так что же это за машинка? Каким образом она осуществляет вычисления? Какая у неё начинка? Как ей пользоваться для сложения и вычитания? И вообще, кто её придумал? Обо всём об этом читайте ниже.

У этого шедевра античной цифровой механики есть и другие преимущества, которыми он выгодно отличается от современной цифровой электроники: (1) вечный заряд батареи; (2) немерцающий экран; (3) не требует технического обслуживания; (4) запускается лёгким движением руки (автоматически, — сразу как только достаёшь его из футляра); (5) стопроцентная защита от хакеров. Шутка конечно, но как говорится в любой шутке есть доля шутки.

Ниже — подробно о том, из чего Sub-Zero состоит, и как он работает. Но перед тем как читать статью дальше, будет нелишним «поиграть» с флеш-версией аналогичного механического калькулятора (ссылка тут), правда там всё на немецком. Потому что когда описываешь принцип действия Sub-Zero на пальцах, то объяснение звучит довольно-таки сложно. Но когда c живым механическим калькулятором работаешь, то всё оказывается интуитивно понятным. Так что если у вас, уважаемый читатель, нет опыта работы с механическими калькуляторами подобного рода, будет полезным отложить на некоторое время чтение статьи и «поиграть» с флеш-версией калькулятора.

Какая у Sub-Zero начинка?

Sub-Zero состоит из трёх компонентов: 1) цельный металлический корпус с шестью подвижными зубчатыми полосками внутри; 2) карандаш, при помощи которого задаются числовые значения; 3) рукоятка для сброса регистров в 0.

• На корпусе Sub-Zero нарисованы цифры и предусмотрены отверстия для доступа к шести зубчатым металлическим полоскам и для просмотра содержимого двух регистров.
  
• Шесть зубчатых металлических полосок — это подвижные механические элементы калькулятора. На этих полосках нарисованы цифры. Посредством них задаются значения регистров и выполняются арифметические операции сложения и вычитания.
  
• В середине корпуса и у его основания расположены два набора из шести отверстий, через которые видны цифры, нанесённые на зубчатые полоски. В верхнем регистре (т.е. в том, что посередине) отображаются положительные значения, в нижнем — отрицательные.
• Верхняя часть калькулятора используется для сложения, а нижняя — для вычитания. Иногда в одном из регистров отображается стрелка. Это означает, что ответ нужно смотреть в другом регистре.

Каким образом Sub-Zero осуществляет вычисления?

• Через отверстия в корпусе калькулятора можно видеть зубчики металлических полосок (полосок с цифрами), окрашенные в белый и красный цвет. Если цифра, которую необходимо ввести находится напротив белой части зубчатой полоски, карандаш следует перемещать к среднему регистру; если же напротив красной — то карандаш нужно перемещать от среднего регистра.
• Вычисления осуществляются последовательно — по одному столбцу цифр за раз (т.е. по одной зубчатой полоске за раз). Первый столбец справа представляет собой «единицы». Второй — «десятки» и т.д. При необходимости можно придерживаться и других представлений: например, воспринимать два правых столбца как два знака после запятой.
• Перемещение зубчатых полосок вниз (используя карандаш) приводит к сложению;, а вверх — к вычитанию. Если результат сложения двух цифр оказывается меньше десяти (или результат вычитания одной цифры из другой оказывается больше нуля), то принцип действия Sub-Zero очевиден.
• Самое интересное начинается, когда при сложении двух цифр результат получается больше десяти (или при вычитании получается отрицательный результат). В этом случае Sub-Zero делает перенос в следующий разряд-столбец (тот, что слева). То, каким образом реализован механизм переноса в следующий разряд показано на рисунке ниже (см. зелёную стрелку).
  
• Здесь в средний регистр уже помещено число »6», а на рисунке зелёной стрелкой показывается, как к нему добавляется число »7».Карандаш здесь не просто вверх зубчатую полоску затягивает, а ещё и заворачивается по верхнему изгибу влево; благодаря этому завороту, карандаш зацепляет соседнюю левую зубчатую полоску, в результате чего происходит автоматическое добавление единицы к следующему столбцу. Корпус калькулятора устроен таким образом, что по такому принципу к левостоящему разряду можно добавлять только единицу. Не больше.

Сброс регистров калькулятора

• Чтобы сбросить регистры в ноль (это надо делать перед каждым новым вычислением), следует вытянуть металлическую рукоятку, расположенную вверху калькулятора, и затем вернуть её на место.
• Если после сброса в некоторых разрядах среднего регистра отображается «стрелка вниз» (так будет всегда, когда результат предыдущего вычисления отрицательный), — придётся дополнительно ещё карандашом поработать: вставить карандаш напротив единицы соответствующего столбца (в верхней части калькулятора), и протащить карандаш к нулю.
• Принцип действия сбрасывающей рукоятки приведён на следующем схематическом рисунке. Эта схема, правда, для другого механического калькулятора рисовалась, но в Sub-Zero сброс работает по такому же принципу.
  

Инструкция: сложение

• Рассмотрим следующий пример:»17 + 25». Для его решения мы сначала помещаем в средний регистр число 17, используя для этого верхнюю часть калькулятора. Здесь всё просто. Результат должен получиться как на рисунке.
  
• Направление движения карандаша (для добавления 25) зависит от цвета зубчиков на полоске, которая напротив нужной нам цифры нарисована. Если зубчик белый, тянем полоску к среднему регистру; если красный — от среднего регистра. Поскольку «двойка» находится напротив белого зубчика, мы тянем её полоску к среднему регистру. Регистр должен выглядеть как на рисунке (к исходному числу добавлено число 20).
  
• Идём дальше. Поскольку цифра «пять» находится напротив красного зубчика, карандаш нужно протянуть от среднего регистра — до упора, и с заворотом. Теперь мы видим, что значение регистра стало 42.
  
• После завершения вычисления следует вытянуть сбрасывающую рукоятку до упора, чтобы сбросить результат.

Инструкция: вычитание

• Рассмотрим следующий пример:»352 — 1071». Для его решения мы сначала помещаем в средний регистр число 352, используя для этого, опять же, верхнюю часть калькулятора.
• Затем помещаем в нижний регистр число –1000, используя для этого нижнюю часть калькулятора (задаём только тот разряд, что четвёртый справа). В итоге, регистры будут выглядеть как на рисунке ниже.
  
• Здесь уже сразу можно заметить два важных момента. (1) В верхнем регистре отображается «стрелка вниз». Она указывает на то, что итоговый результат содержится в нижнем регистре. (2) Значение нижнего регистра составляет »–648», т.е. 352 — 1000.
• Для завершения вычисления необходимы следующие шаги: 1) в столбце «сотен» ничего перемещать не надо, поскольку там у нас »0»; 2) вставить карандаш между зубчиками напротив «семёрки» и (поскольку семёрка находится в красной зоне), переместить карандаш вниз до упора, и с заворотом; 3) вставить карандаш между зубчиками напротив «единицы» и (поскольку единица находится в белой зоне) протащить полоску вверх до упора. В итоге, у нижнего регистра будет значение –719.
  
• После завершения вычисления следует вытянуть сбрасывающую рукоятку до упора, чтобы сбросить результат.

Кто изобрёл механические калькуляторы подобного рода, и когда они появились?

• По версии немцев этим человеком был их соотечественник, Карл Кубер (основоположник компании Addiator), в 30-х годах XX века.
  
• По их же версии, в основу аналогичного механического калькулятора, разработанного русскими инженерами (был выпущен в 1967 году к 50-летию Советского Союза), легли чертежи одной из машинок Additor«а, которые вошли в список трофеев, увезённых русскими из Германии после их победы во Второй мировой войне.
  
• По версии французов, первый механический калькулятор подобного рода был изобретён их соотечественником. Французом по фамилии Тронсет. В 1889 году.
• Однако, также существует версия, что «изобретение» Тронсета было переделкой гораздо более раннего прототипа, изготовленного в 1720 году. Так что похоже Sub-Zero уходит корнями в 18-й век.

Вот такая удивительная изящная машинка из античного технического прошлого. Коллеги, а у кого-нибудь Sub-Zero в хозяйстве водится? Или может быть аналогичная машинка? Поделитесь пожалуйста впечатлениями и примите участие в опросе.