Tato práce se věnuje (elektro)mechanickým kalkulátorům značky Nisa, které se
ve 20. století vyráběly na Liberecku. Práce obsahuje dvě části.
V první se podrobněji věnujeme numerickým výpočtům, které lze na kalkulátorech
realizovat. Kromě klasického sčítání, odečítání, násobení a dělení se zbytkem,
které jsou triviální, se věnujeme hlavně numerickému výpočtu odmocniny
z přirozeného, resp. kladného racionálního čísla. Podrobně vyložíme, jak
jednotlivé numerické metody fungují, jak spolu souvisejí a vybereme
metodu, která je pro výpočet na jednoduchém kalkulátoru nejvhodnější.
Ve druhé části práce se stručně věnujeme historii výroby. Popíšeme
tři odlišné varianty konstrukcí výpočetního mechanizmu, které se nám podařilo
dohledat.
Dále se pak v rámci jednotlivých konstrukčních variant soustředíme
na jednotlivé modely, modelové řady, barevné varianty atd., které se zde
v průběhu let vyráběly.
Anotace v angličtině
This work is focused to (electro)mechanical calculators Nisa that were
produced throughout the 20th century in Liberec region. The work consists
of two parts. To first part focused in detail to numerical calculator,
that are applicable on such calulcators. With the exception of trivial calulations,
such as addition, subtraction, multiplication and division with remainders,
we focus mainly on the numerical methods for the calculators the square-root of
a natural, or positive rational number. We explain in detail how these
methods work, how they relate to each other, and finally we propose the one, which
fits the best for such simple calulator.
In the other part, we briefly go through the history of the production. We describe
three construction variants of the computaional mechanism, that we were able
to identify. Further, we show which models, model lines, color variants,
etc. were produced within the individual construction variant
throughout the years.
Klíčová slova
numerický výpočet; druhá odmocnina; babylonská metoda; Newtonova metoda;
Taylorův polynom; (elektro)mechanický kalkulátor; kalkulátor Nisa;
výroba na Liberecku
Klíčová slova v angličtině
numerical computtion; square-root; Babylonian method; Newton's method;
Taylor's polynomial; (electro)mechanical calculator; calculator Nisa;
industry in Liberec region
Rozsah průvodní práce
59 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Tato práce se věnuje (elektro)mechanickým kalkulátorům značky Nisa, které se
ve 20. století vyráběly na Liberecku. Práce obsahuje dvě části.
V první se podrobněji věnujeme numerickým výpočtům, které lze na kalkulátorech
realizovat. Kromě klasického sčítání, odečítání, násobení a dělení se zbytkem,
které jsou triviální, se věnujeme hlavně numerickému výpočtu odmocniny
z přirozeného, resp. kladného racionálního čísla. Podrobně vyložíme, jak
jednotlivé numerické metody fungují, jak spolu souvisejí a vybereme
metodu, která je pro výpočet na jednoduchém kalkulátoru nejvhodnější.
Ve druhé části práce se stručně věnujeme historii výroby. Popíšeme
tři odlišné varianty konstrukcí výpočetního mechanizmu, které se nám podařilo
dohledat.
Dále se pak v rámci jednotlivých konstrukčních variant soustředíme
na jednotlivé modely, modelové řady, barevné varianty atd., které se zde
v průběhu let vyráběly.
Anotace v angličtině
This work is focused to (electro)mechanical calculators Nisa that were
produced throughout the 20th century in Liberec region. The work consists
of two parts. To first part focused in detail to numerical calculator,
that are applicable on such calulcators. With the exception of trivial calulations,
such as addition, subtraction, multiplication and division with remainders,
we focus mainly on the numerical methods for the calculators the square-root of
a natural, or positive rational number. We explain in detail how these
methods work, how they relate to each other, and finally we propose the one, which
fits the best for such simple calulator.
In the other part, we briefly go through the history of the production. We describe
three construction variants of the computaional mechanism, that we were able
to identify. Further, we show which models, model lines, color variants,
etc. were produced within the individual construction variant
throughout the years.
Klíčová slova
numerický výpočet; druhá odmocnina; babylonská metoda; Newtonova metoda;
Taylorův polynom; (elektro)mechanický kalkulátor; kalkulátor Nisa;
výroba na Liberecku
Klíčová slova v angličtině
numerical computtion; square-root; Babylonian method; Newton's method;
Taylor's polynomial; (electro)mechanical calculator; calculator Nisa;
industry in Liberec region
Zásady pro vypracování
Potřeba provádět velké množství matematických výpočtů, resp. elementárních operací podobného typu vzniká ruku v ruce s rozvojem matematiky a matematizace okolního světa. Přelom konec devatenáctého a začátek dvacátého století přinesl, ještě před nástupem elektronických počítačů, několik efektivních postupů, přesněji řečeno konstrukcí, jak takové výpočty zvládat čistě mechanickou cestou, později doplněnou elektrickým pohonem.
Do historie libereckého regionu se v tomto ohledu nejvýrazněji zapsal podnik Nisa vyrábějící převážně v druhé polovině 20. století stejnojmenné mechanické a elektromechanické kalkulátory. Cílem této bakalářské práce je zmapovat historii výroby jako takové, evoluci jednotlivých variant a typů kalkulátoru (mj. právě i z pohledu konstrukce funkčních prvků) a nakonec také možnosti jejich využití z pohledu ryze matematického. Mechanické kalkulátory zvládají čtyři základní aritmetické operace: sčítání, odečítání, násobení a přibližné dělení (resp. dělení se zbytkem), práce zde čtenáře seznámí zejména s tím, jak na takovém stroji provést výpočet druhé odmocniny.
Požadavky: Tato bakalářská práce zasahuje do oblastí elementární výpočetní matematiky, algoritmizace a informatiky, ale také regionální historie a okrajově též konstrukce mechanizmů. Student by se měl orientovat právě v základech matematiky a informatiky, zájem o historii je výhodou. Práce by měla být psaná v LaTeXu, bude-li to v možnostech studenta.
Zásady pro vypracování
Potřeba provádět velké množství matematických výpočtů, resp. elementárních operací podobného typu vzniká ruku v ruce s rozvojem matematiky a matematizace okolního světa. Přelom konec devatenáctého a začátek dvacátého století přinesl, ještě před nástupem elektronických počítačů, několik efektivních postupů, přesněji řečeno konstrukcí, jak takové výpočty zvládat čistě mechanickou cestou, později doplněnou elektrickým pohonem.
Do historie libereckého regionu se v tomto ohledu nejvýrazněji zapsal podnik Nisa vyrábějící převážně v druhé polovině 20. století stejnojmenné mechanické a elektromechanické kalkulátory. Cílem této bakalářské práce je zmapovat historii výroby jako takové, evoluci jednotlivých variant a typů kalkulátoru (mj. právě i z pohledu konstrukce funkčních prvků) a nakonec také možnosti jejich využití z pohledu ryze matematického. Mechanické kalkulátory zvládají čtyři základní aritmetické operace: sčítání, odečítání, násobení a přibližné dělení (resp. dělení se zbytkem), práce zde čtenáře seznámí zejména s tím, jak na takovém stroji provést výpočet druhé odmocniny.
Požadavky: Tato bakalářská práce zasahuje do oblastí elementární výpočetní matematiky, algoritmizace a informatiky, ale také regionální historie a okrajově též konstrukce mechanizmů. Student by se měl orientovat právě v základech matematiky a informatiky, zájem o historii je výhodou. Práce by měla být psaná v LaTeXu, bude-li to v možnostech studenta.
Seznam doporučené literatury
V. Elznic: Počítacie stroje v praxi, Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, SVTL, Bratislava, 1958.
N. J. Higham: Accuracy and stability of numerical algorithms. Second edition, SIAM, Philadelphia, 2002.
J. Klír: Matematické stroje, edice Technický výběr do kapsy, svazek 31, Práce, Praha, 1961.
K. Lenz: Die Rechenmaschinen und das Maschinenrechnen, edice Aus Natur und Geisteswelt, B\"andchen 490, B. G. Teubner, Leipzig und Berlin, 1915.
K. Lenz: Die Rechenmaschinen und das Maschinenrechnen, Springer Fachmedien, Wiesbaden, 1924.
http://www.springer.com/gp/book/9783663155041
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-663-16076-2
E. Martin: The Calculating Machines (Die Rechnenmaschinen), Their History and Development (transl. P. A. Kidwell, M. R. Williams), Volume 16 in the Charles Babbage Institute Reprint Series for the History of Computing, The MIT Press, Cambridge MA and London, and Tomash Publishers, Los Angeles and San Francisco, 1992.
V. Mrázek: Matematické stroje, edice Příruční učební texty -- kurs technických znalostí, svazek 92, Státní nakladatelství technické lieratury, SNTL, Praha, 1964.
W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery: Numerical recepies in C++. The arto of scientific omputing. Second edition, Cambridge University Press, Cambridge, 2005.
V. Ryšavý: O počítacích strojích, Jednota československých matematicků a fysiků v Praze, Praha 1928.
Rechenmaschinen Illustrated
http://www.rechenmaschinen-illustrated.com/
Rechnerlexikon
http://www.rechnerlexikon.de/artikel/Hauptseite
John Wolff's Web Museum, Calculating Machines
http://www.johnwolff.id.au/calculators/index.htm
Mechanická matematika
http://user.mendelu.cz/marik/mechmat/
Mechanical Caluclators
http://w-hasselo.nl/mechn/
Seznam doporučené literatury
V. Elznic: Počítacie stroje v praxi, Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, SVTL, Bratislava, 1958.
N. J. Higham: Accuracy and stability of numerical algorithms. Second edition, SIAM, Philadelphia, 2002.
J. Klír: Matematické stroje, edice Technický výběr do kapsy, svazek 31, Práce, Praha, 1961.
K. Lenz: Die Rechenmaschinen und das Maschinenrechnen, edice Aus Natur und Geisteswelt, B\"andchen 490, B. G. Teubner, Leipzig und Berlin, 1915.
K. Lenz: Die Rechenmaschinen und das Maschinenrechnen, Springer Fachmedien, Wiesbaden, 1924.
http://www.springer.com/gp/book/9783663155041
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-663-16076-2
E. Martin: The Calculating Machines (Die Rechnenmaschinen), Their History and Development (transl. P. A. Kidwell, M. R. Williams), Volume 16 in the Charles Babbage Institute Reprint Series for the History of Computing, The MIT Press, Cambridge MA and London, and Tomash Publishers, Los Angeles and San Francisco, 1992.
V. Mrázek: Matematické stroje, edice Příruční učební texty -- kurs technických znalostí, svazek 92, Státní nakladatelství technické lieratury, SNTL, Praha, 1964.
W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery: Numerical recepies in C++. The arto of scientific omputing. Second edition, Cambridge University Press, Cambridge, 2005.
V. Ryšavý: O počítacích strojích, Jednota československých matematicků a fysiků v Praze, Praha 1928.
Rechenmaschinen Illustrated
http://www.rechenmaschinen-illustrated.com/
Rechnerlexikon
http://www.rechnerlexikon.de/artikel/Hauptseite
John Wolff's Web Museum, Calculating Machines
http://www.johnwolff.id.au/calculators/index.htm
Mechanická matematika
http://user.mendelu.cz/marik/mechmat/
Mechanical Caluclators
http://w-hasselo.nl/mechn/