Машина для нахождения абсолютно простых чисел

 

М 1957$

Класс 42п1, 36

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

Оп ИСННИ Е машины для нахождения простых чисел.

К патенту С. В. Шиманского, заявленному 20 апреля 1927 года (заяв. свид. № 14877).

0 выдаче патента опубликовано 28 февраля 1931 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 8 февраля 1931 года.

Предлагаемая автоматическая машина для нахождения простых чисел основана на том, что если в последовательном ряде чисел вычеркивать все числа, кратные всем простым числам, заключенным в пределах от 2 до некоторого числа А, то оставшиеся не вычеркнутыми числа в пределах натурального ряда до числа АЯ будут простыми числами. В зависимости от исходного числа машина представляется в двух вариантах: при небольшом числе, не превышающем 1000, в машине применяется си стема перфорированных лент или цепей, а при числах больших предлагается пользоваться вместо цепей и лент системой зубчатых счетных механизмов.

На чертеже изображена схема устройства предлагаемой машины.

На валах 1, сцепленных посредством зубчатой передачи 2 — 2, насажены зубчатые колеса 3 с одинаковым числом зубцов. Зубчатые колеса охватываются перфорированными лентами или цепями 4, противоположные ветви которых огибают свободно вращающиеся ролики 3 . Число отверстий на перфорированных лентах или звеньев в случае применения цепей равно последователь(о простым числам; на первой же ленте число отверстий равно произведению первых нескольких простых чисел, например, 2, 3 и 5. В том случае вторая лента имеет семь отверстий или звеньев,, третья — одиннадцать, четвертая — тринадцать и т. д. Каждая лента, начиная со второй, имеет. по одному контакту 5, укрепленному против последнего по порядку отверстия, т. е. во второй ленте— против седьмого отверстия, в третьей ленте — против одиннадцатого и т. д.

Первая лента имеет контакты против отверстий: 2, 3, 4, 5, б, 8, 9, 10, 12 и т. д., т. е. против номера отверстия, соответствующего тем простым числам, которые на ней нанесены, и кратным им. На продолжении вала находится зубчатая передача !9, сцепленная со счетным механизмом 20, который при каждом повороте вала на один зубец выкидывает на своем циферблате последовательно числа натурального ряда: 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10, 11... и т. д. Валы 1 посредством электромагнитного устройства поворачиваются отдельными толчками на часть окружности, соответствующую шагу зубцов колес 3, размещенных. на валах. Против каждого из этих колес расположены электрические контакты 6, дающие электрическое соединение с подвижными, упомянутыми выше контактами 5 при определенных положениях перфорированных лент на колесах. В начальный момент времени первые номе. ра: отверстий всех перфорированных лент 4 находятся против контактов б, а счетный механизм 20 показывает число 0000001. При повороте валов 1 на один зубец все ленты 4 продвинутся на один шаг, и контакт 5, расположенный в первой ленте против второго отверстия, замкнется со своим контак. том 6. результате электрическая цепь электромагнитного устройства будет замкнута, и последнее, придя в действие, произведет передвижение всех валов 1 на один зубец. Теперь против контакта б окажется контакт 5, соответствующий третьему номеру отверстия на первой ленте; тогда электромагнитное устройство снова придет в действие и произведет дальнейшее передвижение всех лент на один шаг и т. д. Когда счетный механизм 20 покажет число... 00007, войдет в соединение контакт 5 на второй ленте, на тринадцатом, например, повороте произойдет соединение контактов на четвертой ленте, на тридцать четвертом войдут в соединение одновременно один из контактов на первой ленте и контакт на пятой ленте со своими кон тактами б. Одним словом, автоматическое действие машины и непрерывное выкидывание последовательных чисел на счетном механизме будет продолжаться до тех пор, пока не будут пройдены машиной все первые числа, представленные на лентах, и промежуточные крат ные им. Машина остановится, как только встретится первое первоначальное

,число, не нанесенное на свою ленту. В момент остановки машины реле 12, питаемое в промежутках между прохождениями контактов током посредством контроллера 15, окажется без тока, и сердечник его 25, оттягиваемый пружиной /3, откроет затвор 22 объектива 21.

Этот объектив принадлежит фотографическому аппарату,: заряженному светочувствительной лентой наподобие кинематографического аппарата. Объектив аппарата установлен на щель счетного механизма 20; таким образом, с открытием затвора произойдет съемка на ленту числа, показываемого в этот момент счетным механизмом: это и будет первое найденное машиной первоначальное чис.ло. В последующий момент времени по<редством не показанных на схеме контактных приспособлений, расположенных в конце хода сердечников 25, приходит в действие реле 29, продвигая на одно деление ленту 2б и, таким образом, подготовляя свежий участок ленты для следующей съемки; одновременно на короткий промежуток времени замыкается главная электрическая цепь, что имеет своим последствием дальнейший пуск в ход машины. Машина продолжает работать непрерывно, не отмечая вовсе всех проходящих через счетный механизм чисел, пока не встретится новое первое число. Тогда описанным выше способом произойдет съемка числа на ленту и дальнейший автоматический пуск машины. Таким образом, машина будет автоматически прерывать свое вращение для съемки .встречаемых простых чисел, т. е. чисел, не кратных представленным на машине первым числам, и затем автоматически же продолжатьвращение до встречи ближайшего первого числа. Если машина заряжена при первоначальном пуске в ход первыми числами в пределах до некоторого числа А, то машина найдет и сфотографирует на ленту все первые числа в пределах от А до А2. Лишь при дальнейшем вращении машины за пределами числа А машина начнет ошибаться, показывая в качестве первых чисел также и произведения найденных уже первых чисел и степени их. Машина, конечно, может быть уже во время действия без труда подзаряжена дальнейшими первыми числами, что соответственно рас; ширяет пределы действия машины.

При конструктивном выполнении машины могут быть внесены следующие изменения по сравнению с приведенной схемой.

Валы 1 могут вращаться непрерывно, не делая остановок при каждом найденном первом числе. Контактные приспособления будут лишь- автоматически осуществлять съемку проходимых первых чисел на кинематографической ленте,,. так как в эти моменты реле 12 будет оказываться без тока, между тем как при прохождении установленных в мащине простых чисел и кратных им всегда будет замыкание тока, по крайней мере, на-одной паре контактов и кроме того, система лент или цепей 4 пригодна

- только для небольших чисел, примерно до 1000.

Для чисел больших предусматривает ся система счетных механизмов, показанная на чертеже под обозначениями от 30 до 35. Насаженные на вал колеса 30 приводят во вращение счетный механизм наподобие счетного механизма 20 с той разницей, что здесь рационально применить сотенную систему колес, т. е. при повороте на 100 делений низшего колеса высшее поворачивается на одно деление. В таком случае для . чисел до 9.999.999 достаточно будет системы трех колес. Нулевое положение и положение, соответствующее данному первому числу, отмечены на колесах системой контактных рычагов 31. Таким образом, например, число 2Q121 при предположении его первым числом, будет на счетном механизме отмечено системой контактов против цифры 21 на первом колесе, против 01 — на втором колесе и против 02 — на третьем колесе. Кроме того, подобными же контактными рычагами, но в другой плоскости, будут отмечены положения 00.00.00 на всех трех колесах. Когда вал 1 повернется на 20121 делений, все три контактных рычага 31 одновременно замкнут контакты 32, что будет равнозначно с прохождением контакта 5 на описанной выше системе перфорированных лент. Одновременйо, однако, с прохождением тока по данной цепи посредством реле 35 перекидывается счетный механизм на обратный ток, что можно осуществить различными способами, например, в виде перевода сцепления счетн6го механизма с валом, подобным валу 1 и параллельным ему, но вращающимся в обратную сторону.

В результате счетный механизм тотчас по достижении числа 20121 начнет вращаться назад и через 20121 делений придет в нулевое положение, отмеченное, как сказано выше, системой своих особых рычагов 31. Происходит опять замыкание цепи тока и, кроме того, переключение хода с обратного на прямой.

Устроенные в таком виде счетные механизмы в своем действии совершенно заменяют перфорированные ленты или цепи, будучи дешевле и проще для сколько-нибудь больших чисел.

Предмет патента.

1. Машина для нахождения простых чисел, отличающаяся применением перекинутых через зубчатые колеса 3, ролики 3 перфорированных лент или цепей 4, число перфораций или звеньев в которых равно последовательному ряду простых чисел и в которых последние по порядку перфорации или звенья снабжены контактами 5, причем в первой ленте или цепи 4 число перфораций или звеньев равно произведению первых нескольких простых чисел, напр., 2, 3, 5, и имеются контакты 5 против каждой перфорации или звена, каковые зубчатые колеса 3 сидят на валах 1, спецленрых, с одной стороны, между собою при помощи зубчатых передач 2 и, с другой стороны, при помощи зубчатых передач 19 — со счетчиком 20,. приводимых во вращение шаг за шагом электромагнитным механизмом при замыкании контактов 5 и б и несущих контроллер 15, управляющими электромагнитными механизмами для открывания затвора 22 поставленной против счетчика 20 фотографической камеры, с целью регистрации показаний счетчика в момент остановки вращения вала 1 при появлении на счетчике простого числа и последующего передвижения фотографической пленки 2би дальнейшего пуска в ход машины.

2. Видоизменение охарактеризованной. в и. 1 .машины, отличающееся тем, что, вместо перфорированных лент или цепей

4, применена система счетных механизмов

30 — 35, снабженных системою контактов