УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМНОЖЕНИЯ ДЕСЯТИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Полезная модель относится к области механических вычислительных устройств и может быть использована для перемножения десятичных чисел, в том числе гражданами с дефектами зрения (слепыми).
Известно вычислительное устройство, содержащее подвижную пластину с нанесенной на ее поверхности цифровой информацией о размере проката и его весе и корпус с пластинами, на которых изображены сечения основных профилей металлопроката с перфорированными прямоугольными отверстиями, размерными линиями и рисунками [1]. При совмещении подвижной пластины с рисунком проката через перфорированное прямоугольное отверстие визуально считывается информация о весе проката.
Недостаток известного вычислительного устройства состоит в его ограниченных вычислительных возможностях определять только вес проката и считывать информацию визуально.
Наиболее близким известным техническим решением к предлагаемому является вращающаяся таблица умножения/деления, которая содержит пластину, установленную между двумя неподвижно расположенными плоскостями с помощью шестеренок и горизонтальных осей вращения [2]. За, счет использования свойств симметрии четных и нечетных чисел сомножителей известное устройство позволяет наглядно изучать таблицу умножения и перемножать/делить одноразрядные числа с запоминанием старших разрядов результирующего произведения.
Недостаток прототипа состоит в том, что шестеренчатая передача вращающихся пластин (дисков) с цифровыми матрицами имеет низкую надежность работы, а вращающаяся таблица умножения имеет ограниченные вычислительные возможности перемножать только одноразрядные числа с визуальным считыванием произведения сквозь прозрачные стенки пластин.
Целью полезной модели является повышение надежности устройства для перемножения десятичных чисел за счет замены кинематических передач и вращающихся деталей одной пластиной с рисками и визирными нитями, а также целью полезной модели является расширение вычислительных свойств и функциональных возможностей механических вычислительных устройств перемножать десятичные числа большой разрядности лицам, имеющим дефекты зрения.
Сущность полезной модели заключается в том, что, кроме известной и общей пластины, предлагаемое устройство для перемножения десятичных чисел дополнительно содержит (m+n) визирных нитей разной толщины, шероховатости и цвета, при этом пластина выполнена прямоугольной формы с рисками, нанесенными в виде ячеек прямоугольной матрицы с m столбцами и n строками с возможностью взаимно перпендикулярного размещения визирных нитей разной толщины, шероховатости и цвета согласно цифре каждого разряда сомножителей m и n на поверхности пластины для подсчета числа взаимных пересечений визирных нитей на поверхности каждой ячейки прямоугольной матрицы, начиная с правой нижней ячейки, в качестве младшего разряда произведения, и далее для облегчения подсчета числа взаимных пересечений визирных нитей на поверхности ячеек прямоугольной матрицы, расположенных по диагонали, нанесены диагональные направляющие риски, завершая подсчет числа взаимных пересечений визирных нитей на поверхности левой верхней ячейки прямоугольной матрицы в качестве старшего разряда произведения, при этом пересечение визирных нитей определяет произведение разрядов сомножителей, которые они представляют, из всех подсчитанных произведений разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений визирных нитей последовательно считываются в качестве произведения сомножителей только младшие разряды, а старшие разряды переносятся для их подсчета в составе сумм произведения разрядов сомножителей по пересечению визирных нитей последующих диагоналей ячеек прямоугольной матрицы.
Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемое устройство для перемножения десятичных чисел дополнительно содержит (m+n) визирных нитей разной толщины, шероховатости и цвета, при этом пластина выполнена прямоугольной формы с рисками, нанесенными в виде ячеек прямоугольной матрицы с m столбцами и n строками с возможностью взаимно перпендикулярного размещения визирных нитей разной толщины, шероховатости и цвета согласно цифре каждого разряда сомножителей тип на поверхности пластины для подсчета числа взаимных пересечений визирных нитей на поверхности каждой ячейки прямоугольной матрицы, начиная с правой нижней ячейки, в качестве младшего разряда произведения, и далее для облегчения подсчета числа взаимных пересечений визирных нитей на поверхности ячеек прямоугольной матрицы, расположенных по диагонали, нанесены диагональные направляющие риски, завершая подсчет числа взаимных пересечений визирных нитей на поверхности левой верхней ячейки прямоугольной матрицы в качестве старшего разряда произведения, при этом пересечение визирных нитей определяет произведение разрядов сомножителей, которые они представляют, из всех подсчитанных произведений разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений визирных нитей последовательно считываются в качестве произведения сомножителей только младшие разряды, а старшие разряды переносятся для их подсчета в составе сумм произведения разрядов сомножителей по пересечению визирных нитей последующих диагоналей ячеек прямоугольной матрицы, что обеспечивает повышение надежности устройства для перемножения десятичных чисел и расширение вычислительных свойств и функциональных возможностей механических вычислительных устройств.
Внешний вид предлагаемого устройства изображен на чертеже, где обозначено: 1 - прямоугольная пластина с ячейками в виде прямоугольной матрицы размером m×n где m и n - число цифр с одним знаком для каждого сомножителя; 2 - разноцветные, разного диаметра и шероховатости визирные нити, каждый цвет, диаметр и шероховатость которых соответствует цифре 1, 2, 3,…,9; 3 - риски на поверхности прямоугольной пластины, нанесенные в виде прямоугольной матрицы размером m×n; 4 - диагональные направляющие риски.
В исходном положении на прямоугольной пластине 1 расположены в вертикальном и горизонтальном направлениях разноцветные, разной толщины и шероховатости визирные нити 2 между рисками 3, нанесенными на поверхности прямоугольной пластины 1 в виде ячеек прямоугольной матрицы размером m×n, по диагоналям которой нанесены диагональные направляющие риски 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Для зрячих лиц произведение десятичных чисел находится путем считывания числа взаимных пересечений визирных линий 2, начиная с нижней правой ячейки прямоугольной матрицы 1. Например, перемножаются числа 4302×321. В крайнем левом столбце матрицы 1 размещается самая широкая и шероховатая цветная визирная нить 2, соответствующая цифре 4 одного их сомножителей. Далее в следующем столбце матрицы 1 размещается менее широкая и с меньшими шероховатостями другого цвета визирная нить 2, соответствующая цифре 3. В следующем столбце матрицы 1 визирной нити 2 нет, т.к. цифра 0. В крайнем правом столбце матрицы 1 расположена визирная нить 2 с толщиной, шероховатостью и цветом, соответствующим цифре 2. Аналогично размещаются визирные нити 2 по строкам матрицы 1. Самая тонка, гладкая и серого цвета визирная нить 2 занимает самую нижнюю строку матрицы 1, что соответствует цифре 1 другого сомножителя. Далее вверх по строкам матрицы 1 размещаются визирные нити 2, толщина, шероховатость и цвет которых соответствуют цифрам 2 и 3 сомножителя 321.
Как упоминалось выше, считывание произведения сомножителей тип начинается с правой нижней ячейки матрицы 1 путем определения произведения разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений их представляющих визирных нитей 2 на поверхности этой ячейки матрицы 1. Произведение сомножителей по взаимным пересечениям визирных линий 2 в этой ячейке 1×2=2. Подсчитываем сумму произведений разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений визирных нитей 2 в следующих ячейках матрицы 1, расположенных по диагональной направляющей риски 4:0+2×2=4. В следующей диагонали матрицы 1, состоящей из трех ячеек, имеем сумму произведений разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений 1×3+0+3×2=9. Далее 1×4+2×3+0=10. Считываем только младший разряд 0 из суммы произведений по числу взаимных пересечений 10. Старший разряд 1 в числе 10 переносим для его подсчета в состав суммы произведения разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений визирных нитей 2 следующей диагонали ячеек матрицы 1, а именно: 1+(2×4+3×3)=18. Считываем только младший разряд 8 из суммы произведений разрядов сомножителей 18. Старший разряд 1 в числе 18 переносим для его подсчета в составе произведения разрядов сомножителей по числу взаимных пересечений визирных нитей 2 следующей ячейки матрицы 1, которой является левая верхняя ячейка с одним пересечением 3×4=12. Тогда имеем: 1+12=13. Считываем только младший разряд 3 из произведения разрядов сомножителей 13 по взаимным пересечениям визирных нитей 2. Старший разряд 1 в числе 13 переносим только для его считывания в качестве старшего разряда произведения, так как он находится за пределами матрицы 1. Результат считывания сумм произведений разрядов сомножителей m и n по числу взаимных пересечений визирных нитей 2 соответствует их произведению
1380942=4302×321.
Для лиц, имеющих дефекты зрения, работа предлагаемого устройства основана на подсчете числа ощупываемых взаимных пересечений визирных нитей 2 и определение по их числу сумм произведений разрядов сомножителей, которые отличаются друг от друга толщиной и шероховатостью, над поверхностью каждой ячейки прямоугольной матрицы 1. Ячейки прямоугольной матрицы 1 рельефно выделены рисками 3. Для удобства считывания взаимных пересечений визирных линий 2 по диагоналям прямоугольной матрицы 2 нанесены рельефные диагональные направляющие риски 4. Перед началом перемножения десятичных чисел необходимо разместить взаимно перпендикулярно по столбцам и строкам ячеек матрицы 1 визирные нити 2, толщина и шероховатость которых соответствует каждой цифре перемножаемых десятичных чисел.
Промышленная осуществимость заявляемой полезной модели обосновывается тем, что в ней использованы известные в аналоге и прототипе элементы по своему прямому функциональному назначению. Заявителем изготовлен опытный образец устройства в 2010 году.
Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что повышается надежность работы устройства для перемножения десятичных чисел за счет замены известных кинематических передач и каких-либо вращающихся элементов на предлагаемую одну пластину с рисками и с визирными нитями. Кроме того, расширяются вычислительные свойства и функциональные возможности устройства за счет конструктивного обеспечения условий перемножать сомножители десятичных чисел большой разрядностью, как зрячими лицами, так и лицами, имеющими дефекты зрения.
Источники информации:
1. Свидетельство на полезную модель 22571, Вычислительное устройство, МПК G06C 1/00, приоритет: 19.11.2001 г., заявитель и патентообладатель: ООО «Темекрон», автор: Кашафутдинов Ф.Г., (аналог).
2. Патент RU 2139574, Вращающаяся таблица умножения/деления размером (W·W), где W=3 (MOD 10) или W=7 (MOD 10), МПК G06C 1/00, G09B 19/02, приоритет: 09.02.1999 г., автор, заявитель и патентообладатель Творогов В.Б., (прототип).