Сумматор

Сумма́тор (англ. Voltage Summer, сумматор напряжений) — прецизионное электронно-механическое устройство, получающее на входе число и выдающее систему уравнений в виде сумм Тейлора или Фурье, решая которую, можно получить исходное число. Сумматоры делятся по выдаваемым результатам на:

1. Секансные
2. Косекансные
3. Фхтангенсные

По конструкции:

1. Ламповые
2. Механические
3. Лампово-механические
4. Комбинированные

И по принципу действия:

1. Гетеродинные
2. Супергетеродинные

Процесс заправки фтхангенсного сумматора ядерным топливом

История сумматоров

Как сообщают нам историки, попытки сконструировать сумматор предпринимались ещё задолго до наших дней. Первый рабочий сумматор был построен в 10`000 году до н.э.. Он мог суммировать песчинки, механически пересыпаемые из одной колбы в другую. Современники не поняли гениальности конструкции, и нашли ей другое применение ─ в качестве часов.

Поскольку эллины не хотели отставать от прогресса, в 2`000 году до н.э., на съезде правящей верхушки Греции было принято решение о создании сумматора. Главным конструктором первого греческого сумматора был назначен Архимед. Размах греков потряс всю Европу: было создано 13 новых КБ, привлечено огромнейшее количество инженеров, учёных, философов и пиломатериалов, в целом на проект было потрачено 2*10^7 у.е.. В результате напряжённых научных изысканий и тяжелейшей работы сумматор был построен за рекордно короткий срок ─ всего 12(!!!) лет. Эллины назвали свой сумматор Клепсидрой (по имени знаменитой древнеегипетской царицы тех времён). Впоследствии на основе сумматора Архимед создал и особый прибор для измерения сложных объёмов. Однако его конструкция была засекречена и не сохранилась, в настоящее время физики вынуждены использовать тыкометр по методу Монте-Карло.

Следующим конструктором и усовершенствованием сумматора выступил Леонардо да Винчи. Он существенно упростил конструкцию, применив паровую турбину в качестве основного движущегося элемента. К сожалению учёный работал исключительно на общественных началах, и из-за недостатка финансирования работы были свёрнуты. Когда Леонардо умер, чертежи были утеряны, а недостроенный сумматор заржавел и пришёл в полную негодность.

Затем было предпринято несколько попыток воссоздать уникальное изобретение: в промежутке с 1645 по 1768 года Лавуазье, а затем Ломоносов и Фурье пытались создать сумматор, отвечающий требованиям, предъявляемым к подобным конструкциям. В результате такого коллективного творчества были изобретены пылесос, кофеварка, самогонный аппарат, акустическая система "Кенвуд" и велосипед, но сумматор, увы, оказался невоплощённой конструкцией.

Подобное положение дел никого не устраивало, и в 1876 году Тейлор впервые построил сумматор, конструктивными единицами которого являлись храповые колёса, приводимые в движение дизельным двигателем.

Первый сумматор оперировал только в диапазоне целых чисел от нуля до девяти, но по тем временам это считалось волшебством. Уже через 2 часа после изобретения котировки акций компании, возглавляемой Тейлором подскочили на 90 пунктов. Небезызвестное агентство Скотланд-ярда заключило с Тейлором контракт на поставку сумматоров, которые оно использовало для учёта преступников. Сумматор, поставляемый Тейлором был колоссальной конструкцией — он занимал четырёхэтажное здание, для его охлаждения требовалось обязательное наличие близкого источника проточной воды (до изобретения водопровода все сумматоры строились исключительно по берегам Темзы), а для зарядки, заправки, наладки и обслуживания — 150 инженеров и 200 молдаван, которые в случае нехватки горючего начинали крутить шестерни вручную.

Современные сумматоры, как правило используют те же принципы, что и сумматор Тейлора, разница состоит только в потребляемой мощности и создаваемом шуме. Самые мощные супергетеродинные комбинированные сумматоры сочетают в себе принципы механических конструкций и вычислительную мощность ламповых устройств, выдавая на-гора 200 сумм/сек при тактовой частоте до 20`000 Гц.

Конструкция простейшего сумматора

Простейший дискретный сумматор легко изготовить из майонезной баночки и нескольких (лучше однотипных) объектов, например канцелярских скрепок. Подлежащие суммированию объекты по очереди кладутся в баночку, после чего пересчитываются.

Простейший аналоговый сумматор изготавливается из двух майонезных баночек с нанесёнными делениями. Рабочая среда (любая нетоксичная жидкость) отмеряется одной из баночек в объёме, соответствующем каждому из слагаемых и наливается в другую баночку (аккумулятор) с которой и считывается окончательный результат.