Fino a un certo punto del suo sviluppo, quando contava gli oggetti, l'umanità si accontentava di un "calcolatore" naturale: i dati dalla nascita con dieci dita. Quando non bastavano, dovevano inventarsi vari strumenti primitivi: contare pietre, bastoni, abaco, suan-pan cinese, soroban giapponese, abaco russo. Il design di questi strumenti è primitivo, ma gestirli richiede una buona dose di abilità. Quindi, ad esempio, per una persona moderna nata nell'era dei calcolatori, è estremamente difficile padroneggiare la moltiplicazione e la divisione nell'abaco. Tali miracoli di equilibrio "osseo" ora, forse, solo un microprogrammatore, iniziato ai segreti del microprocessore Intel, può farlo.
Una svolta nella meccanizzazione del conteggio è arrivata quando i matematici europei hanno iniziato a correre per inventare l'aggiunta di metri. Tuttavia, vale la pena iniziare la recensione con una classe di calcolatrici fondamentalmente diversa.
Ramo senza uscita
Nel 1614, il barone scozzese John Napier (1550-1617) pubblicò un brillante trattato "Descrizione della straordinaria tavola dei logaritmi", che introdusse nell'uso matematico un metodo di calcolo rivoluzionario. Sulla base della legge logaritmica, condizionalmente parlando, "sostituendo" moltiplicazione e divisione per addizione e sottrazione, sono state compilate tabelle per facilitare il lavoro, prima di tutto, degli astronomi che operano con grandi matrici di numeri.
Dopo un po', il gallese Edmund Gunter (1581-1626) propose un dispositivo meccanico che utilizzava una scala logaritmica per facilitare i calcoli. A più scale, graduate secondo la legge esponenziale, erano attaccati due compassi di misura, che dovevano essere azionati contemporaneamente, determinando la somma o la differenza dei segmenti di scala, che consentivano di trovare il prodotto o il quoziente. Queste manipolazioni richiedevano maggiore attenzione.
Nel 1632, i matematici inglesi William Oughtred (1575-1660) e Richard Delamain (1600-1644) inventarono il regolo calcolatore, in cui le scale sono spostate l'una rispetto all'altra, e quindi, durante il calcolo, non era necessario utilizzare tale un peso come bussole. Inoltre, gli inglesi proposero due disegni: rettangolare e rotondo, in cui le scale logaritmiche erano tracciate su due anelli concentrici che ruotavano l'uno rispetto all'altro.
Il modello "canonico" del regolo calcolatore è apparso nel 1654 ed è stato utilizzato in tutto il mondo fino all'inizio dell'era dei calcolatori elettronici.Il suo autore è stato l'inglese Robert Bissaker. Ha preso tre barre graduate lunghe 60 centimetri, ha fissato le due esterne con telai metallici e quella centrale è stata utilizzata come scivolo tra di loro. Ecco solo un dispositivo di scorrimento, che ha registrato il risultato dell'operazione eseguita, che un tale progetto non ha fornito. La necessità di questo elemento indubbiamente utile fu espressa nel 1675 dal grande Sir Isaac Newton (1643-1727), sempre inglese. Tuttavia, il suo desiderio assolutamente giusto si è realizzato solo un secolo dopo.
Va notato che il metodo di calcolo logaritmico si basa sul principio analogico, quando i numeri vengono "sostituiti" dai loro omologhi, in questo caso dalle lunghezze dei segmenti. Tale analogo non è discreto, non viene incrementato di una delle cifre meno significative del numero. Questo è un valore continuo, che, sfortunatamente, ha sia un certo errore che sorge nella sua misurazione sia una bassa precisione di rappresentazione. Affinché un regolo calcolatore elabori, ad esempio, numeri a 10 cifre, la sua lunghezza deve raggiungere diverse decine di metri. È abbastanza chiaro che l'attuazione di un tale progetto è assolutamente inutile.
Sulla base dello stesso principio ideologico del regolo calcolatore, nel ventesimo secolo sono stati creati i computer analogici (ABM, computer analogici). In essi, il valore calcolato è stato rappresentato da un potenziale elettrico e il processo di calcolo è stato modellato utilizzando un circuito elettrico. Tali dispositivi erano abbastanza versatili e consentivano di risolvere molti problemi importanti. Il vantaggio indiscutibile di AVM rispetto alle macchine digitali dell'epoca era la sua alta velocità. Un inconveniente altrettanto innegabile è la scarsa accuratezza dei risultati ottenuti. Quando negli anni '80 sono comparsi potenti sistemi informatici, il problema delle prestazioni è diventato meno acuto e gli AVM sono gradualmente sbiaditi nell'ombra, sebbene non siano scomparsi dalla faccia della terra.
Aritmetica frastagliata
A uno sguardo superficiale, può sembrare che la corte della storia si sia occupata ancora più spietatamente di un altro tipo di meccanismo di calcolo: le calcolatrici. Infatti, ora possono essere trovati solo nel museo. Ad esempio, nel nostro Politecnico, o nel Museo tedesco di Monaco (Deutches Museum), o nel Museo dell'informatica ad Hannover (Ponton Computer-Museum). Tuttavia, questo è fondamentalmente sbagliato. Sulla base del principio di funzionamento delle macchine addizionatrici (addizione bit per bit e spostamento della somma dei prodotti parziali), sono stati creati dispositivi aritmetici elettronici, la "testa" di un computer. Successivamente, sono stati ricoperti da un dispositivo di controllo, memoria, periferiche e, alla fine, sono stati "incorporati" nel microprocessore.
Una delle prime calcolatrici, più precisamente la "sommatrice", fu inventata da Leonardo da Vinci (1452-1519) intorno al 1500. È vero, nessuno ha saputo delle sue idee per quasi quattro secoli. Il disegno di questo dispositivo è stato scoperto solo nel 1967 e da esso la società IBM ha ricreato un sommatore a 13 bit perfettamente funzionante, che utilizza il principio delle ruote a 10 denti.Dieci anni prima, a seguito di ricerche storiche in Germania, furono scoperti dei disegni e una descrizione della macchina addizionatrice, realizzati nel 1623 da Wilhelm Schickard (1592-1636), professore di matematica all'Università di Tubinga. Era una macchina a 6 bit molto "avanzata", che consisteva di tre unità: un dispositivo di addizione-sottrazione, un moltiplicatore e un blocco per la registrazione dei risultati intermedi. Se il sommatore veniva realizzato su ruote dentate tradizionali che avevano camme per trasferire l'unità di trasferimento alla cifra adiacente, allora il moltiplicatore era costruito in modo molto sofisticato. In esso, il professore tedesco applicava il metodo del "reticolo", quando con l'aiuto di una "tavola pitagorica" dentata montata sugli alberi, ogni cifra del primo fattore viene moltiplicata per ogni cifra del secondo, dopo di che tutti questi prodotti parziali vengono aggiunti con uno spostamento.
Questo modello si è rivelato funzionante, come è stato dimostrato nel 1957, quando è stato ricreato in Germania. Tuttavia, non è noto se lo stesso Shikkard sia stato in grado di costruire la propria calcolatrice. Ci sono prove dalla sua corrispondenza con l'astronomo Johannes Kepler (1571-1630) che il modello incompiuto morì in un incendio in un incendio in officina. Inoltre, l'autore, che presto morì di colera, non riuscì a introdurre informazioni sulla sua invenzione nell'uso scientifico, e si seppe di lui solo a metà del ventesimo secolo.
Pertanto, Blaise Pascal (1623-1662), che fu il primo non solo a progettare, ma anche a costruire una calcolatrice funzionante, partì, come si suol dire, da zero. Un brillante scienziato francese, uno dei fondatori della teoria della probabilità, autore di diversi importanti teoremi matematici, un naturalista che scoprì la pressione atmosferica e determinò la massa dell'atmosfera terrestre e un eccezionale pensatore che lasciò scritti come Pensieri e Lettere al provinciale", era in Vita di ogni giorno il figlio amorevole del presidente dell'assemblea reale. Da ragazzo di diciannove anni, nel 1642, volendo aiutare il padre, che impiegava molto tempo e fatica, nella stesura di bilanci, costruì una macchina che poteva addizionare e sottrarre numeri.
Il primo campione si scomponeva costantemente e due anni dopo Pascal realizzò un modello più perfetto. Era una macchina puramente finanziaria: aveva sei decimali e due aggiuntivi: uno diviso in 20 parti, l'altro in 12, che corrispondeva al rapporto delle unità monetarie allora (1 soldi = 1/20 livre, 1 denari = 1/12 soldi). Ad ogni categoria era associata una ruota con un determinato numero di denti.
Durante la sua breve vita, Blaise Pascal, che ha vissuto solo 39 anni, è riuscito a realizzare una cinquantina di macchine calcolatrici con un'ampia varietà di materiali: rame, vari tipi di legno, avorio. Lo scienziato ne presentò uno al Cancelliere Seguier (Pier Seguier, 1588-1672), vendette alcuni modelli, ne dimostrò alcuni durante le lezioni sulle ultime conquiste della scienza matematica. 8 copie sono sopravvissute fino ad oggi.
È Pascal che possiede il primo brevetto per la "Ruota Pascal", rilasciato nel 1649 dal re di Francia. In omaggio ai suoi meriti nel campo della "scienza computazionale", uno dei moderni linguaggi di programmazione si chiama Pascal.
Modernizzatori
È abbastanza comprensibile che la "Ruota Pascal" abbia spinto gli inventori a migliorare la sommatrice. Una soluzione molto originale fu proposta da Claude Perrault (1613-1688), fratello del narratore di fama mondiale, uomo dai più ampi interessi e dalle capacità uniche: medico, architetto, fisico, naturalista, traduttore, archeologo, disegnatore, meccanico e poeta. L'eredità creativa di Claude Perrault contiene disegni datati 1670 per una macchina sommatrice, in cui vengono utilizzate rastrelliere con denti al posto delle ruote. Quando si spostano in avanti, ruotano il contatore della somma.
La prossima parola di design - e cosa! - disse Gottfried Leibniz (1646-1716), l'elenco dei meriti e delle occupazioni può essere sostituito da due capienti parole "grande pensatore". Fece così tanto in matematica che il "padre della cibernetica" Norbert Wiener (1894-1964) propose di canonizzare lo scienziato tedesco e di "nominare" i santi patroni dei creatori di computer.
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Nel XVII secolo, ovviamente, non si trattava di una produzione in serie delle macchine addizionatrici di Leibniz. Tuttavia, non ne furono rilasciati così pochi. Quindi, ad esempio, uno dei modelli è andato a Peter I. Lo zar russo si sbarazzò della macchina matematica in un modo molto particolare: la presentò all'imperatore cinese per scopi diplomatici.
Una panoramica delle idee costruttive relative al miglioramento delle macchine calcolatrici meccaniche sarebbe incompleta senza menzionare il matematico italiano Giovanni Poleni (1683-1761). Ha iniziato la sua carriera scientifica come professore di astronomia all'Università di Padova. Poi si trasferì al Dipartimento di Fisica. E presto diresse il dipartimento di matematica, sostituendo Nicholaus Bernoulli in questo incarico (1695-1726). I suoi hobby erano l'architettura, l'archeologia e la costruzione di ingegnosi meccanismi. Nel 1709 Poleni dimostrò una macchina addizionatrice che utilizzava il principio progressivo del "numero variabile di ruote dentate". In essa veniva utilizzata anche un'innovazione fondamentale: la macchina era azionata dalla forza di un peso in caduta legato all'estremità libera della fune. Questo è stato il primo tentativo nella storia della "macchina sommatrice" di sostituire l'azionamento manuale con una fonte di alimentazione esterna.
E negli anni venti dell'Ottocento, il matematico inglese Charles Babbage (1791-1871) inventò la macchina delle differenze e iniziò a costruirla. Durante la vita di Babbage, questo apparato non fu mai costruito, ma, cosa più importante, quando i fondi per il progetto si esaurirono, il matematico elaborò un "Motore Analitico" per calcoli generali e per la prima volta ne formalizzava e descriveva la logica ... di un calcolatore. Ma, tuttavia, questa è una storia leggermente diversa.
Grande lotto
Nel XIX secolo, quando la tecnologia della lavorazione di precisione dei metalli ottenne un notevole successo, divenne possibile introdurre una macchina additiva in un'ampia varietà di settori dell'attività umana, in cui, come è ormai consuetudine dire, è necessario elaborare grandi quantità di dati. L'alsaziano Charles-Xavier Thomas de Colmar (1785-1870) divenne il pioniere della produzione in serie di macchine calcolatrici. Dopo aver introdotto una serie di miglioramenti operativi al modello di Leibniz, nel 1821 iniziò a produrre macchine addizionatrici a 16 cifre nel suo laboratorio di Parigi, che divenne noto come "macchine di Thomas". All'inizio non erano economici: 400 franchi. E sono stati rilasciati in quantità non così grandi - fino a 100 copie all'anno. Ma entro la fine del secolo compaiono nuovi produttori, sorge la concorrenza, i prezzi scendono e il numero di acquirenti aumenta.
Vari designer, sia nel Vecchio che nel Nuovo Mondo, brevettano i loro modelli, che differiscono dal modello classico di Leibniz solo per l'introduzione di una maggiore facilità d'uso. Viene visualizzato un campanello che segnala errori come la sottrazione di un numero maggiore da un numero minore. Le leve del quadrante sono sostituite da chiavi. Una maniglia è fissata per trasportare la calcolatrice da un posto all'altro. Le prestazioni ergonomiche sono migliorate. Il design è in fase di miglioramento.
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Nel 1875, Odner progettò la sua prima calcolatrice, i cui diritti di produzione trasferì allo stabilimento di costruzione di macchine "Ludwig Nobel". 15 anni dopo, diventato il proprietario dell'officina, Wilgodt Teofilovich sta organizzando a San Pietroburgo il rilascio di un nuovo modello di calcolatrice, che si confronta favorevolmente con le macchine calcolatrici che esistevano a quel tempo in compattezza, affidabilità, facilità di utilizzo e alta produttività.
Tre anni dopo, l'officina diventa un potente stabilimento, producendo più di 5mila macchine addizionatrici all'anno. Il prodotto con il marchio "Impianto meccanico VT Odner, San Pietroburgo" inizia a guadagnare popolarità in tutto il mondo, riceve i più alti riconoscimenti alle fiere industriali di Chicago, Bruxelles, Stoccolma, Parigi. All'inizio del XX secolo, la calcolatrice Odner inizia a dominare il mercato mondiale.
Dopo l'improvvisa morte di "Russian Bill Gates" nel 1905, l'attività di Odner fu continuata dai suoi parenti e amici. La rivoluzione pose fine alla gloriosa storia dell'azienda: Stabilimento meccanico V.T. Odner è stato trasformato in un impianto di riparazione.
Tuttavia, a metà degli anni '20, la produzione di calcolatrici in Russia fu ripresa. Il modello più popolare, chiamato "Felix", è stato prodotto nello stabilimento. Dzerzhinsky fino alla fine degli anni '60. Parallelamente a "Felix" in Unione Sovietica, è stata lanciata la produzione di macchine calcolatrici elettromeccaniche della serie "VK", in cui gli sforzi muscolari sono stati sostituiti da un azionamento elettrico. Questo tipo di calcolatrici è stato creato a immagine e somiglianza dell'auto tedesca "Mercedes". Le macchine elettromeccaniche, rispetto alle addizionatrici, avevano una produttività significativamente maggiore. Tuttavia, il rombo che hanno creato è stato come sparare da una mitragliatrice. Se in sala operatoria c'erano una dozzina di "Mercedes", allora in termini di rumore, sembrava una feroce battaglia.
Negli anni '70, quando iniziarono ad apparire i calcolatori elettronici - prima a tubo, poi a transistor - tutto lo splendore meccanico sopra descritto iniziò a trasferirsi rapidamente nei musei, dove risiede ancora.
Macchina sommatrice(dal greco αριθμός - "numero", "conteggio" e dal greco. μέτρον - "misura", "metro") - calcolatrice meccanica da tavolo (o portatile) progettata per moltiplicazioni e divisioni accurate, nonché per addizione e sottrazione.
Desktop o portatile: Molto spesso, le calcolatrici erano desktop o "azionate al ginocchio" (come i laptop moderni), occasionalmente venivano trovati modelli tascabili. In questo differivano dai grandi computer da pavimento come i tabulatori (T-5M) o i computer meccanici (Z-1, Difference Engine di Charles Babbage).
Meccanico: I numeri vengono inseriti nella calcolatrice, convertiti e trasmessi all'utente (visualizzati nelle finestre dei contatori o stampati sul nastro) utilizzando solo dispositivi meccanici. In questo caso la calcolatrice può utilizzare esclusivamente un azionamento meccanico oppure eseguire parte delle operazioni utilizzando un motore elettrico (Le calcolatrici più avanzate sono le calcolatrici, ad esempio "Facit CA1-13", quasi tutte le operazioni utilizzano un motore elettrico ).
Calcolo esatto: Le calcolatrici sono dispositivi digitali (non analogici, come i regoli calcolatori). Pertanto, il risultato del calcolo non dipende dall'errore di lettura ed è assolutamente accurato.
Moltiplicazione e divisione: Le addizionatrici sono progettate principalmente per la moltiplicazione e la divisione. Pertanto, quasi tutte le macchine addizionatrici dispongono di un dispositivo che visualizza il numero di addizioni e sottrazioni: un contagiri (poiché la moltiplicazione e la divisione sono spesso implementate come addizione e sottrazione sequenziale; vedere sotto per maggiori dettagli).
Addizione e sottrazione: Le macchine addizionatrici possono eseguire addizioni e sottrazioni. Ma sui modelli a leva primitivi (ad esempio, su "Felix") queste operazioni vengono eseguite molto lentamente, più velocemente della moltiplicazione e della divisione, ma notevolmente più lente rispetto alle macchine sommatrici più semplici o anche manualmente.
Non programmabile: Quando si lavora sulla calcolatrice, l'ordine delle azioni viene sempre impostato manualmente: appena prima di ogni operazione, premere il tasto corrispondente o ruotare la leva corrispondente. Questa caratteristica della macchina addizionatrice non è inclusa nella definizione, poiché non esistevano praticamente analoghi programmabili della macchina addizionatrice.
La macchina delle differenze di Charles Babbage
Figura 9. Macchina delle differenze di Charles Babbage
Storia della creazione
Charles Babbage, mentre si trovava in Francia, conobbe le opere di Gaspard de Prony, che servì come capo dell'ufficio del censimento del governo francese dal 1790 al 1800. Prony, incaricato di verificare e migliorare le tavole trigonometriche logaritmiche in vista dell'introduzione del sistema metrico, propose di suddividere il lavoro in tre livelli. Al livello più alto, un gruppo di eminenti matematici era impegnato nella derivazione di espressioni matematiche adatte a calcoli numerici. Il secondo gruppo ha calcolato i valori delle funzioni per gli argomenti distanziati di cinque o dieci intervalli. I valori calcolati sono stati inseriti nella tabella come valori di riferimento. Successivamente, le formule venivano inviate al terzo gruppo, più numeroso, i cui membri eseguivano calcoli di routine e venivano chiamati "calcolatori". Dovevano solo sommare e sottrarre con attenzione nella sequenza determinata dalle formule ottenute dal secondo gruppo.
Il lavoro di De Prony (mai completato a causa dell'epoca rivoluzionaria) ha portato Babbage a pensare alla possibilità di creare una macchina che potesse sostituire il terzo gruppo - le calcolatrici. Nel 1822, Babbage pubblicò un articolo che descriveva una macchina del genere e presto iniziò a crearla in pratica. Come matematico, Babbage era noto per il metodo di approssimazione delle funzioni mediante polinomi e per il calcolo delle differenze finite. Per automatizzare questo processo, iniziò a progettare una macchina che si chiamava così - differenziale... Questa macchina doveva essere in grado di calcolare i valori dei polinomi fino al sesto grado con una precisione fino alla 18a cifra decimale.
Nello stesso 1822, Babbage costruì un modello di macchina della differenza, composta da rulli e ingranaggi, ruotati manualmente mediante una leva speciale. Con il sostegno della Royal Society, che considerava il suo lavoro "altamente degno di sostegno pubblico", Babbage si avvicinò al governo del Regno Unito per finanziare lo sviluppo su vasta scala. Nel 1823, il governo britannico gli concesse un sussidio di £ 1.500 (l'importo totale dei sussidi governativi ricevuti da Babbage per il progetto finì per essere £ 17.000).
Durante lo sviluppo dell'auto, Babbage non immaginava tutte le difficoltà associate alla sua attuazione e non solo non ha rispettato i tre anni promessi, ma nove anni dopo è stato costretto a sospendere il suo lavoro. Tuttavia, una parte della macchina ha comunque iniziato a funzionare ed ha eseguito calcoli con una precisione ancora maggiore del previsto.
Figura 10. Motore differenziale numero 2
Il design della macchina delle differenze si basava sull'uso di un sistema di numeri decimali. Il meccanismo era azionato da maniglie speciali. Quando i fondi per la macchina delle differenze diminuirono, Babbage iniziò a progettare un progetto molto più generale motore analitico, ma poi è ancora tornato al design originale. Fu chiamato un progetto migliorato a cui lavorò tra il 1847 e il 1849 "Differenza motore numero 2"(ing. Differenza Motore #. 2 ).
Sulla base del lavoro e dei consigli di Babbage, l'editore, inventore e traduttore svedese Georg Schutz (Svedese Georg Scheutz) a partire dal 1854 riuscì a costruire diverse macchine differenti e riuscì persino a venderne una alla cancelleria del governo britannico nel 1859. Nel 1855, la macchina differenziale di Schutz ricevette la medaglia d'oro all'Esposizione mondiale di Parigi. Qualche tempo dopo, un altro inventore, Martin Vibreg (svedese Martin Wiberg), migliorò il design della macchina Schutz e la usò per calcolare e pubblicare tavole logaritmiche stampate.
Tra il 1989 e il 1991, in occasione del bicentenario della nascita di Charles Babbage, è stata raccolta una copia funzionante della sua opera originale al Science Museum di Londra Motore differenziale n. 2... Nel 2000, lo stesso museo si è guadagnato una stampante, inventata anche da Babbage per la sua macchina. Dopo aver eliminato le piccole imprecisioni di progettazione trovate nei vecchi disegni, entrambi i progetti hanno funzionato perfettamente. Questi esperimenti hanno posto fine a un lungo dibattito sulla praticabilità di principio dei progetti di Charles Babbage (alcuni ricercatori ritengono che Babbage abbia deliberatamente impreciso i suoi progetti nel tentativo di proteggere le sue creazioni da copie non autorizzate).
(dal greco αριθμός - "numero", "conteggio" e dal greco. μέτρον - "misura", "metro") - calcolatrice meccanica da tavolo (o portatile) progettata per moltiplicazioni e divisioni accurate, nonché per addizione e sottrazione.
Desktop o portatile: molto spesso, le calcolatrici erano desktop o "knee" (come i laptop moderni), a volte c'erano modelli tascabili (Curta). In questo differivano dai grandi computer da pavimento come i tabulatori (T-5M) o i computer meccanici (Z-1, Difference Engine di Charles Babbage).
Meccanico: i numeri vengono inseriti in una calcolatrice, convertiti e trasmessi all'utente (visualizzati in finestre da banco o stampati su nastro) utilizzando solo dispositivi meccanici. In questo caso la calcolatrice può utilizzare esclusivamente un azionamento meccanico (cioè per lavorare su di esse è necessario ruotare costantemente la manopola. Questa versione primitiva è utilizzata, ad esempio, in "Felix") oppure eseguire alcune operazioni utilizzando un motore elettrico motore (Le calcolatrici più avanzate sono le calcolatrici, ad esempio "Facit CA1-13", quasi tutte le operazioni utilizzano un motore elettrico).
Calcolo preciso: le addizionatrici sono dispositivi digitali (non analogici come il regolo calcolatore). Pertanto, il risultato del calcolo non dipende dall'errore di lettura ed è assolutamente accurato.
Moltiplicazione e divisione: gli aritmometri sono progettati principalmente per moltiplicazioni e divisioni. Pertanto, quasi tutte le macchine addizionatrici dispongono di un dispositivo che visualizza il numero di addizioni e sottrazioni: un contagiri (poiché la moltiplicazione e la divisione sono spesso implementate come addizione e sottrazione sequenziale; vedere sotto per maggiori dettagli).
Addizione e sottrazione: le macchine addizionatrici possono eseguire addizioni e sottrazioni. Ma sui modelli a leva primitivi (ad esempio, su "Felix") queste operazioni vengono eseguite molto lentamente, più velocemente della moltiplicazione e della divisione, ma notevolmente più lente rispetto alle macchine sommatrici più semplici o anche manualmente.
Non programmabile: quando si lavora sulla calcolatrice, l'ordine delle azioni è sempre impostato manualmente - appena prima di ogni operazione, premere il tasto corrispondente o ruotare la leva corrispondente. Questa caratteristica della macchina addizionatrice non è inclusa nella definizione, poiché non esistevano praticamente analoghi programmabili della macchina addizionatrice.
Storia
Intorno al V - VI secolo a.C.
L'aspetto dell'abaco (Egitto, Babilonia)
Intorno al VI secolo d.C.
Vengono visualizzati i conti cinesi.
1623 gr.
Prima macchina calcolatrice (Germania, Wilhelm Schickard). Consiste di dispositivi separati: somma, moltiplicatore e registrazione. Fino al 1957 non si sapeva quasi nulla di questo dispositivo, quindi non ha avuto un impatto significativo sullo sviluppo della costruzione di macchine calcolatrici.
1642 gr.
Il sommatore a otto bit di Blaise Pascal. A differenza della macchina di Schickard, la macchina di Pascal ha guadagnato una popolarità relativamente ampia in Europa e fino a poco tempo fa era considerata la prima macchina calcolatrice al mondo. In totale, sono state prodotte diverse dozzine di auto.
1672-1694
Nasce la prima calcolatrice (Gottfried Leibniz, Germania). Nel 1672 apparve una macchina a due cifre e nel 1694 una macchina a dodici cifre. L'invenzione di Leibniz è estremamente importante da un punto di vista teorico (in primo luogo, creò l'architettura standard della macchina addizionatrice che fu utilizzata fino agli anni '70; in secondo luogo creò il "rullo Leibniz", sulla base del quale la macchina addizionatrice Thomas è fatto), ma non è praticamente diffuso ricevuto, poiché era troppo difficile e costoso per l'epoca.
1820 gr.
La prima calcolatrice commerciale di serie, cioè non veniva utilizzata per la dimostrazione alla comunità scientifica, ma per la vendita e la successiva applicazione pratica. (prodotto da K. Sh. K. Thomas). In generale, questa calcolatrice era simile alla calcolatrice Leibniz, ma presentava una serie di differenze di progettazione. Macchine simili sono state prodotte fino agli anni '20 e un design simile, dotato di tastiera, fino agli anni '70.
Un tipico esempio di calcolatore a leva Thomas è quello presentato sul sito web Bunzel-Delton.
1846 gr.
Numeratore di Kummer (Impero russo, Polonia). È simile all'auto Slonimsky (1842, Impero russo), ma più compatta. È stato ampiamente utilizzato in tutto il mondo fino agli anni '70 come analogo tascabile economico della banconota.
1873 - 1890
La calcolatrice di Odner (1873 - modello sperimentale, 1890 - inizio della produzione in serie). Le calcolatrici di Odner sono state prodotte praticamente invariate fino agli anni '70 (forse anche fino agli anni '80).
La tipica calcolatrice di Odner è Felix, la più comune calcolatrice sovietica.
1876 - 1881
La calcolatrice di Chebyshev (1876 - una calcolatrice, 1881 - un prefisso moltiplicatore-divisore). Nella calcolatrice Chebyshev, per la prima volta, la moltiplicazione automatica è stata implementata mediante il metodo di addizione sequenziale e movimento del carrello, nonché un metodo altamente affidabile per trasferire le decine utilizzando un meccanismo planetario. Tuttavia, questa calcolatrice non ha ricevuto una distribuzione pratica, poiché era scomoda da usare.
1885 gr.
Burroughs (USA, W. Burroughs) La prima addizionatrice a due tempi con input full-key e dispositivo di stampa.
1887 gr.
Comptometr (USA, Dorra Felt) - la prima macchina seriale a chiave intera a un periodo. Comptometri con piccole modifiche sono stati prodotti fino agli anni '60 (anni '70?). Non erano adatti per sottrazioni, moltiplicazioni e divisioni, ma l'aggiunta di numeri non molto lunghi su di essi veniva eseguita più velocemente che su qualsiasi altra macchina (inclusi, probabilmente, i calcolatori moderni).
1893 gr.
Millionaire (Millionaire) - La prima (e forse l'unica) duplicatrice prodotta in serie. Per la moltiplicazione, ho usato piatti di "tavole pitagoriche", la moltiplicazione per qualsiasi numero è stata eseguita con un giro di manopola. Le macchine da riproduzione furono prodotte fino agli anni '30, quando furono soppiantate da macchine calcolatrici più comode e versatili (anche se più lente).
1910 (secondo alcune fonti - 1905)
Mercedes-Euklid, Modello I, Germania - la prima addizionatrice con dispositivo di trasferimento sul principio delle "barre proporzionali". Le macchine su barre proporzionali si distinguono per la loro affidabilità di trasferimento, la capacità di lavorare ad alta velocità e basso livello di rumorosità durante il funzionamento (nel caso in cui anche altri dispositivi siano silenziosi). È su questo principio che vengono costruite le macchine addizionatrici più veloci: Marchant Silent Speed (Merchant).
Contemporaneamente Mercedes-Euklid (Mercedes-Euclid), modello I" è la prima (o almeno una delle prime) addizionatrici con divisione semiautomatica (la macchina è in grado di calcolare automaticamente la cifra attuale del quoziente).
1913 gr.
Mercedes-Euklid (Mercedes-Euclid), modello IV, Germania - apparentemente la prima calcolatrice comune con una tastiera a tasti completi. La prima calcolatrice a chiave intera è stata rilasciata da Monroe (1911), ma praticamente non è entrata nel mercato fino al 1914.
MADAS (abbreviazione: Moltiplicazione, Divisione Automatica, Addizione e Sottrazione) è stata la prima addizionatrice con divisione completamente automatica. Forse non fu pubblicato nel 1913, ma nel 1908.
1919 gr.
Mercedes-Euklid (Mercedes-Euclid), modello VII, Germania - apparentemente la prima macchina calcolatrice al mondo.
1925 gr.
Hamann Manus, mod. A (Hamann Manus, Germania) - l'emergere di macchine addizionatrici basate su una ruota con un fermo di commutazione. Queste macchine addizionatrici erano complesse, ma la massa delle parti rotanti al loro interno era piccola, quindi potevano funzionare a una velocità relativamente elevata.
1932 gr.
Facit T (Fatsit T, Svezia) - la prima calcolatrice al mondo con una tastiera a dieci tasti. La tastiera a dieci tasti è più piccola della tastiera a tasti completi, ma ha un design più complesso e funziona più lentamente. Successivamente, sulla base del modello Facit TK, fu rilasciata la popolare calcolatrice sovietica VK-1.
anni '50
Il fiorire delle calcolatrici e delle calcolatrici semiautomatiche. Fu in quel momento che furono rilasciati la maggior parte dei modelli di computer elettrici.
1962 - 1964
L'apparizione dei primi calcolatori elettronici (1962 - serie sperimentale ANITA MK VII (Inghilterra), entro la fine del 1964 i calcolatori elettronici furono prodotti da molti paesi sviluppati, tra cui l'URSS (VEGA KZSM)). Inizia una feroce competizione tra i calcolatori elettronici e le macchine calcolatrici più potenti. Ma l'apparizione delle calcolatrici non ha avuto quasi alcun effetto sulla produzione di macchine addizionatrici piccole ed economiche (principalmente quelle non automatiche e manuali).
1968 anno
Inizia la produzione della Contex-55, probabilmente l'ultima addizionatrice altamente automatizzata.
1969 anno
Il picco di produzione di macchine addizionatrici in URSS. Ha prodotto circa 300 mila "Felix" e VK-1.
1978 anno
In questo periodo, la produzione di macchine addizionatrici Felix-M è stata interrotta. Forse era l'ultimo tipo di calcolatrice prodotta al mondo.
Il calcolatore prototipo, la calcolatrice, esiste da oltre 300 anni. Al giorno d'oggi, calcoli matematici complessi possono essere eseguiti facilmente premendo silenziosamente i tasti della stessa calcolatrice o computer, telefono cellulare, smartphone (su cui sono installate le applicazioni corrispondenti). In precedenza, questa procedura richiedeva molto tempo e non era conveniente. Tuttavia, l'apparizione del primo dispositivo di calcolo ha permesso di risparmiare sui costi del lavoro mentale e ha anche spinto ulteriori progressi. Pertanto, è interessante sapere chi ha inventato la calcolatrice e quando è successo.
L'avvento della calcolatrice
Chi ha inventato per primo la calcolatrice? Questa persona era lo scienziato tedesco Gottfried Leibniz. Il grande filosofo e matematico progettò un dispositivo che consisteva in un carrello mobile e un rullo a gradini. G. Leibniz presentato al mondo nel 1673.
Le sue idee furono adottate dall'ingegnere francese Thomas Xavier. Ha inventato una macchina calcolatrice per eseguire i quattro passaggi dell'aritmetica. L'impostazione dei numeri è stata effettuata spostando l'ingranaggio lungo l'asse fino a quando i numeri desiderati non compaiono nella fessura, con ogni rullo di passaggio corrispondente a una cifra di numeri. Il dispositivo era azionato ruotando una leva manuale, che a sua volta muoveva gli ingranaggi e i pignoni per produrre il risultato desiderato. È stata la prima addizionatrice alla produzione di massa.
Modifiche al dispositivo
L'inglese J. Edmondson fu colui che inventò la calcolatrice con meccanismo circolare (il carrello compie un'azione in un cerchio). Questo dispositivo è stato creato nel 1889 sulla base dell'apparato di Thomas Xavier. Tuttavia, non ci sono stati cambiamenti speciali nel design del dispositivo e questo dispositivo si è rivelato ingombrante e scomodo come i suoi predecessori. Analoghi successivi del dispositivo erano colpevoli dello stesso.
È noto chi ha inventato la calcolatrice a tastierino numerico. Era l'americano F. Baldwin. Nel 1911, ha introdotto un dispositivo di conteggio in cui è stata fatta una serie di numeri in cifre verticali contenenti 9 cifre.
La produzione di tali dispositivi di calcolo in Europa è stata stabilita dall'ingegnere Karl Lindström, che ha creato un dispositivo di dimensioni più compatte e design originale. Qui, i rulli a gradini erano già posizionati verticalmente, non orizzontalmente e, inoltre, questi elementi erano sfalsati.
Sul territorio dell'Unione Sovietica, la prima calcolatrice è stata creata nello stabilimento Schetmash che prende il nome Dzerzhinsky a Mosca nel 1935. Si chiamava tastiera (KSM). La loro produzione continuò fino al 1961 per poi riprendere sotto forma di nuovi modelli di macchine semiautomatiche.
Negli stessi anni furono creati dispositivi automatici, come "VMM-2" e "Zoemtron-214", che furono utilizzati in vari campi, mentre il lavoro era caratterizzato da grande rumore e disagi, ma questo era l'unico dispositivo in quel tempo che ha aiutato a far fronte a un grande volume di calcoli.
Ora questi dispositivi sono considerati una rarità, possono essere trovati solo come una mostra museale o nella collezione degli amanti della vecchia tecnologia. Abbiamo considerato la domanda su chi ha inventato la calcolatrice e abbiamo anche fornito informazioni sulla storia dello sviluppo tecnico di questo apparato e speriamo che queste informazioni siano utili ai lettori.
Progettato per moltiplicazioni e divisioni accurate, nonché per addizioni e sottrazioni. Un computer meccanico che registra automaticamente i numeri elaborati e i risultati su un nastro speciale - aritmografo.
tipi
Desktop o portatile : Molto spesso, le calcolatrici erano desktop o "knee" (come i laptop moderni), occasionalmente c'erano modelli tascabili (Curta). In questo differivano dai grandi computer da pavimento come i tabulatori (T-5M) o i computer meccanici (Z-1, Difference Engine di Charles Babbage).Meccanico: I numeri vengono inseriti nella calcolatrice, convertiti e trasmessi all'utente (visualizzati nelle finestre dei contatori o stampati sul nastro) utilizzando solo dispositivi meccanici. In questo caso la calcolatrice può utilizzare esclusivamente un azionamento meccanico (cioè per lavorare su di esse è necessario ruotare costantemente la manopola. Questa versione primitiva è utilizzata, ad esempio, in "Felix") oppure eseguire alcune operazioni utilizzando un motore elettrico motore (Le calcolatrici più avanzate sono le calcolatrici, ad esempio "Facit CA1-13", quasi tutte le operazioni utilizzano un motore elettrico).
Calcolo esatto: Le calcolatrici sono dispositivi digitali (non analogici, come i regoli calcolatori). Pertanto, il risultato del calcolo non dipende dall'errore di lettura ed è assolutamente accurato.
Moltiplicazione e divisione: Le addizionatrici erano destinate principalmente alla moltiplicazione e alla divisione. Pertanto, quasi tutte le macchine addizionatrici dispongono di un dispositivo che visualizza il numero di addizioni e sottrazioni: un contagiri (poiché la moltiplicazione e la divisione sono spesso implementate come addizione e sottrazione sequenziale; vedere sotto per maggiori dettagli).
Addizione e sottrazione: Le macchine addizionatrici possono eseguire addizioni e sottrazioni. Ma su modelli a leva primitivi (ad esempio, sulla calcolatrice Felix) queste operazioni venivano eseguite molto lentamente, più velocemente della moltiplicazione e della divisione, ma notevolmente più lente rispetto alle macchine sommatrici più semplici o addirittura manualmente.
Non programmabile: Quando si lavora sulla calcolatrice, l'ordine delle azioni viene sempre impostato manualmente: appena prima di ogni operazione, premere il tasto corrispondente o ruotare la leva corrispondente. Questa caratteristica della macchina addizionatrice non è inclusa nella definizione, poiché non esistevano praticamente analoghi programmabili della macchina addizionatrice.
Gli eventi più importanti nella storia dello sviluppo
Intorno al V - VI secolo a.C.L'aspetto dell'abaco (Egitto, Babilonia)
Intorno al VI secolo d.C.
Vengono visualizzati i conti cinesi.
1893 gr.
Millionaire (Millionaire) - La prima (e forse l'unica) duplicatrice prodotta in serie. Per la moltiplicazione, ho usato piatti di "tavole pitagoriche", la moltiplicazione per qualsiasi numero è stata eseguita con un giro di manopola. Le macchine da riproduzione furono prodotte fino agli anni '30, quando furono soppiantate da macchine calcolatrici più convenienti e versatili (anche se più lente).
1910 gr.(secondo alcune fonti - 1905)
Mercedes-Euklid, Modello I, Germania - la prima addizionatrice con dispositivo di trasferimento sul principio delle "barre proporzionali". Le macchine su barre proporzionali si distinguono per la loro affidabilità di trasferimento, la capacità di lavorare ad alta velocità e basso livello di rumorosità durante il funzionamento (nel caso in cui anche altri dispositivi siano silenziosi). È su questo principio che vengono costruite le macchine addizionatrici più veloci: Marchant Silent Speed (Merchant).
Contemporaneamente Mercedes-Euklid (Mercedes-Euclid), modello I" è la prima (o almeno una delle prime) addizionatrici con divisione semiautomatica (la macchina è in grado di calcolare automaticamente la cifra attuale del quoziente).
1913 gr.
Mercedes-Euklid (Mercedes-Euclid), modello IV, Germania - apparentemente la prima calcolatrice comune con una tastiera a tasti completi. La prima calcolatrice a chiave intera è stata rilasciata da Monroe (1911), ma praticamente non è entrata nel mercato fino al 1914.
MADAS (abbreviazione: Moltiplicazione, Divisione Automatica, Addizione e Sottrazione) è stata la prima addizionatrice con divisione completamente automatica. Forse non fu pubblicato nel 1913, ma nel 1908.
1919 gr.
Mercedes-Euklid (Mercedes-Euclid), modello VII, Germania - apparentemente la prima macchina calcolatrice al mondo.
1925 gr.
Hamann Manus, mod. A (Hamann Manus, Germania) - l'emergere di macchine addizionatrici basate su una ruota con un fermo di commutazione. Queste macchine addizionatrici erano complesse, ma la massa delle parti rotanti al loro interno era piccola, quindi potevano funzionare a una velocità relativamente elevata.
1932 gr.
Facit T (Fatsit T, Svezia) - la prima calcolatrice al mondo con una tastiera a dieci tasti. La tastiera a dieci tasti è più piccola della tastiera a tasti completi, ma ha un design più complesso e funziona più lentamente. Successivamente, sulla base del modello Facit TK, fu rilasciata la popolare calcolatrice sovietica VK-1.
anni '50
Il fiorire delle calcolatrici e delle calcolatrici semiautomatiche. Fu in quel momento che furono rilasciati la maggior parte dei modelli di computer elettrici.
1962 - 1964
L'apparizione dei primi calcolatori elettronici (1962 - serie sperimentale ANITA MK VII (Inghilterra), entro la fine del 1964 i calcolatori elettronici furono prodotti da molti paesi sviluppati, tra cui l'URSS (VEGA KZSM)). Inizia una feroce competizione tra i calcolatori elettronici e le macchine calcolatrici più potenti. Ma l'apparizione delle calcolatrici non ha avuto quasi alcun effetto sulla produzione di macchine addizionatrici piccole ed economiche (principalmente quelle non automatiche e manuali).
1968 anno
Inizia la produzione della Contex-55, probabilmente l'ultima addizionatrice altamente automatizzata.
1969 anno
Il picco di produzione di macchine addizionatrici in URSS. Ha prodotto circa 300 mila "Felix" e VK-1.
1978 anno
In questo periodo, la produzione di macchine addizionatrici Felix-M è stata interrotta. Forse era l'ultimo tipo di calcolatrice prodotta al mondo.
1988 anno
L'ultima data di rilascio affidabile di un computer meccanico: il registratore di cassa Oka.
1995-2002
I registratori di cassa meccanici (KKM) "Oka" (modelli 4400, 4401, 4600) sono esclusi dal registro di stato della Federazione Russa. Apparentemente, l'ultima area di applicazione di computer meccanici complessi è scomparsa sul territorio della Russia.
2008 r.
In alcuni negozi di Mosca c'erano ancora le bollette ...
