Các Soroban (算盤,そろばん, khay đếm) là một bàn tính phát triển ở Nhật Bản . Nó có nguồn gốc từ suanpan cổ của Trung Quốc , được du nhập vào Nhật Bản vào thế kỷ 14. Giống như suanpan, soroban vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, bất chấp sự gia tăng của các máy tính điện tử bỏ túi thực tế và giá cả phải chăng .
Soroban bao gồm một số cột hoặc thanh lẻ, mỗi cột có các hạt: một hạt riêng biệt có giá trị là năm, được gọi là go-dama (五 玉, ご だ ま, “năm hạt”) và bốn hạt mỗi hạt có một giá trị của một, được gọi là ichi-dama (一 玉, い ち だ ま, “một hạt”) . Mỗi bộ hạt của mỗi que được chia bởi một thanh được gọi là thanh tính. Số lượng và kích thước của các hạt trong mỗi que làm cho một chiếc soroban 13 que có kích thước tiêu chuẩn ít cồng kềnh hơn nhiều so với một chiếc soroban kích thước tiêu chuẩn có sức mạnh biểu đạt tương tự.
Số lượng thanh trong một soroban luôn là số lẻ và không bao giờ ít hơn chín. Các mô hình cơ bản thường có mười ba thanh, nhưng số lượng thanh trên các mô hình thực tế hoặc tiêu chuẩn thường tăng lên 21, 23, 27 hoặc thậm chí 31, do đó cho phép tính toán nhiều chữ số hơn hoặc biểu diễn một số số khác nhau cùng một lúc. Mỗi thanh biểu thị một chữ số và số lượng thanh lớn hơn cho phép biểu diễn nhiều chữ số hơn, ở dạng số ít hoặc trong các hoạt động.
Các hạt và que được làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau. Hầu hết soroban sản xuất tại Nhật Bản đều được làm bằng gỗ và có các thanh gỗ, kim loại, mây hoặc tre để các hạt trượt trên đó. Bản thân các hạt thường có hình lưỡng cực (hình nón kép). Chúng thường được làm bằng gỗ, mặc dù hạt của một số soroban, đặc biệt là những loại được sản xuất bên ngoài Nhật Bản, có thể là đá cẩm thạch , đá hoặc thậm chí là nhựa. Giá thành của một chiếc soroban tương xứng với vật liệu được sử dụng trong việc xây dựng nó.
Một tính năng độc đáo khiến soroban khác biệt với người anh em họ của Trung Quốc là một dấu chấm đánh dấu mỗi que thứ ba trong soroban. Đây là các thanh đơn vị và bất kỳ một trong số chúng được chỉ định để biểu thị chữ số cuối cùng của phần số nguyên của câu trả lời phép tính. Bất kỳ số nào được biểu diễn trên các thanh ở bên phải của thanh được chỉ định này là một phần của phần thập phân của câu trả lời, trừ khi số đó là một phần của phép tính chia hoặc nhân. Các thanh đơn vị ở bên trái của thanh được chỉ định cũng hỗ trợ giá trị vị trí bằng cách biểu thị các nhóm trong số (chẳng hạn như hàng nghìn, hàng triệu, v.v.). Suanpan thường không có tính năng này.
Biểu diễn số.
Soroban sử dụng hệ thống thập phân, trong đó mỗi thanh có thể đại diện cho một chữ số duy nhất từ 0 đến 9. Bằng cách di chuyển các hạt về phía thanh tính toán, chúng được đặt ở vị trí “bật”; tức là, họ giả định giá trị. Đối với “năm hạt”, điều này có nghĩa là nó được di chuyển xuống dưới, trong khi “một hạt” được di chuyển lên trên. Theo cách này, tất cả các chữ số từ 0 đến 9 có thể được biểu diễn bằng các cấu hình hạt khác nhau, như được hiển thị bên dưới:
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Các chữ số này sau đó có thể được sử dụng để biểu diễn các số có nhiều chữ số. Điều này được thực hiện theo cách tương tự như trong phương Tây, ký hiệu thập phân: chữ số ngoài cùng bên phải đại diện cho đơn vị, chữ số bên trái đại diện cho hàng chục, v.v. Ví dụ, số 8036 được biểu thị bằng cấu hình sau:
|
|
|
 |
| 8 | 0 | 3 | 6 |
Người dùng soroban có thể tự do chọn thanh được sử dụng cho các đơn vị; thông thường đây sẽ là một trong những thanh được đánh dấu bằng dấu chấm (xem 6 trong ví dụ trên). Bất kỳ chữ số nào ở bên phải của các đơn vị thể hiện số thập phân: phần mười, phần trăm, v.v. Ví dụ: để đổi 8036 thành 80,36 , người dùng đặt các chữ số theo cách sao cho số 0 rơi vào thanh có dấu chấm:
|
 |
|
|
| 8 | 0. | 3 | 6 |
Phương thức hoạt động.
Các phương pháp cộng và trừ trên một soroban về cơ bản giống như các phép toán tương đương trên một soanpan, với phép cộng và trừ cơ bản sử dụng một số bù để cộng hoặc trừ mười khi thực hiện.
Có nhiều phương pháp để thực hiện cả phép nhân và phép chia trên soroban, đặc biệt là các phương pháp của Trung Quốc đi kèm với việc nhập khẩu suanpan. Cơ quan tại Nhật Bản trên Soroban, các Ủy ban Abacus Nhật Bản , đã khuyến cáo cái gọi là phương pháp chuẩn cho cả nhân và chia mà chỉ cần sử dụng các bảng cửu chương . Các phương pháp này được lựa chọn vì hiệu quả và tốc độ trong tính toán.
Bởi vì soroban được phát triển thông qua việc giảm số lượng hạt từ bảy, xuống sáu, và sau đó là năm hạt hiện tại, những phương pháp này có thể được sử dụng trên suanpan cũng như trên soroban được sản xuất trước những năm 1930, có năm hạt “một” và một hạt “năm”.
Sử dụng hiện đại.
Một máy tính soroban kép, Sharp Elsi Mate EL-8048 Sorokaru, được sản xuất từ năm 1979
Bàn tính sử dụng thanh trượt màu thay vì hạt. Màu đỏ thể hiện giá trị 5; màu xanh lục biểu thị giá trị 1. Giá trị trong bàn tính là 4025.
Bàn tính Nhật Bản đã được dạy trong trường học hơn 500 năm, bắt nguồn sâu xa từ giá trị của việc học các nguyên tắc cơ bản như một loại hình nghệ thuật. Tuy nhiên, sự du nhập của phương Tây trong thời kỳ Minh Trị và sau đó một lần nữa sau Thế chiến II đã dần thay đổi hệ thống giáo dục Nhật Bản. Giờ đây, nỗ lực là để đạt được tốc độ và sản phẩm có thể phân phối được hơn là hiểu được sự phức tạp tinh vi của các khái niệm đằng sau sản phẩm. Kể từ đó, máy tính đã thay thế soroban và các trường tiểu học không còn bắt buộc phải dạy học sinh cách sử dụng soroban, mặc dù một số làm như vậy theo lựa chọn. Sự phổ biến ngày càng tăng của máy tính trong bối cảnh hiện đại hóa Nhật Bản đã thúc đẩy việc nghiên cứu soroban từ các trường công lập sang các lớp học tư thục sau giờ học. Nơi từng là môn học bắt buộc trong trường học đối với trẻ em từ lớp 2 đến lớp 6, luật hiện hành đã khiến việc giữ cho hình thức nghệ thuật này và quan điểm về toán học được thực hành trong các thế hệ trẻ được khoan dung hơn. Ngày nay, nó chuyển từ trò chơi cho sẵn sang một trò chơi mà người ta có thể tham gia kỳ thi của Phòng Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản để lấy chứng chỉ và giấy phép.
Có sáu cấp độ thành thạo, bắt đầu từ lớp sáu (rất thành thạo) cho đến lớp một (dành cho những người đã hoàn toàn thành thạo việc sử dụng soroban). Những người có ít nhất một chứng chỉ / giấy phép hạng ba đủ tiêu chuẩn để làm việc trong các tập đoàn công cộng.
Soroban vẫn được dạy ở một số trường tiểu học như một cách để hình dung và vật lộn với các khái niệm toán học. Thực hành soroban bao gồm giáo viên đọc thuộc lòng một chuỗi số (cộng, trừ, nhân và chia) theo cách giống như một bài hát, ở phần cuối, giáo viên đưa ra câu trả lời. Điều này giúp rèn luyện khả năng làm theo nhịp độ mà giáo viên đưa ra trong khi vẫn bình tĩnh và chính xác. Theo cách này, nó phản ánh một khía cạnh cơ bản của văn hóa Nhật Bản về việc thực hành thiền định trong mọi khía cạnh của cuộc sống. Học sinh tiểu học thường mang hai chiếc soroban đến lớp, một chiếc có cấu hình hiện đại và chiếc có cấu hình cũ hơn gồm một hạt trời và năm hạt đất.
Ngay sau khi bắt đầu các nghiên cứu soroban của một người, các bài tập để tăng cường khả năng tính toán bằng tinh thần, được gọi là anzan (暗算, “tính toán mù quáng”) trong tiếng Nhật được đưa vào. Học sinh được yêu cầu giải quyết vấn đề bằng cách hình dung chiếc soroban và tìm ra giải pháp bằng cách di chuyển các hạt theo lý thuyết trong tâm trí của một người. Việc thành thạo anzan là một lý do tại sao dù đã có máy tính cầm tay nhưng một số phụ huynh vẫn gửi con đến gia sư tư để học soroban.
Soroban cũng là cơ sở cho hai loại abaci được phát triển để sử dụng cho người mù. Một là loại bàn tính bật tắt, trong đó các công tắc lật được sử dụng thay vì hạt. Thứ hai là bàn tính Cranmer có các hạt tròn, que dài hơn và có lớp da bọc sau để các hạt không bị trượt khi sử dụng.
So sánh với máy tính điện.
Vào ngày 12 tháng 11 năm 1946, một cuộc thi được tổ chức tại Tokyo giữa chiếc soroban của Nhật Bản, được sử dụng bởi Kiyoshi Matsuzaki và một chiếc máy tính điện, do Binh nhì Thomas Nathan Wood của Quân đội Hoa Kỳ điều hành. Cơ sở để ghi điểm trong cuộc thi là tốc độ và độ chính xác của kết quả trong cả bốn phép tính số học cơ bản và một bài toán kết hợp cả bốn. Soroban thắng 4-1, với máy tính điện chiếm ưu thế trong phép nhân.
Về sự kiện này, tờ Nippon Times đã đưa tin rằng “Civilization… chao đảo” vào ngày hôm đó, trong khi tờ Stars and Stripes mô tả chiến thắng “quyết định” của soroban là một sự kiện trong đó “thời đại máy móc đã lùi một bước…. “.
Phân tích kết quả như sau:
- Năm bài toán cộng cho mỗi nhiệt, mỗi bài toán gồm 50 số có từ ba đến sáu chữ số. Soroban giành chiến thắng trong hai lần nóng liên tiếp.
- Năm bài toán về phép trừ cho mỗi nhiệt, mỗi bài toán có các giá trị nhỏ nhất có từ sáu đến tám chữ số. Soroban thắng trong lần phát nóng thứ nhất và thứ ba; cơn nóng thứ hai là một cuộc thi không có .
- Năm bài toán nhân, mỗi bài toán có thừa số từ năm đến 12 chữ số. Máy tính đã thắng trong lần nóng thứ nhất và thứ ba; soroban đã thắng vào thứ hai.
- Năm bài toán chia, mỗi bài toán có số chia và số cổ tức có từ năm đến 12 chữ số. Soroban thắng trong lần phát nóng thứ nhất và thứ ba; máy tính đã thắng trong ngày thứ hai.
- Một bài toán tổng hợp mà soroban đã trả lời đúng và thắng trong vòng này. Nó bao gồm:
- Một bài toán cộng liên quan đến 30 số có sáu chữ số
- Ba bài toán trừ, mỗi bài có hai số có sáu chữ số
- Ba bài toán nhân, mỗi bài toán có hai hình chứa tổng số từ năm đến mười hai chữ số
- Ba bài toán chia, mỗi bài có hai hình chứa tổng số từ năm đến mười hai chữ số
Ngay cả với sự cải tiến của công nghệ liên quan đến máy tính, sự kiện này vẫn chưa được nhân rộng chính thức.
