L'ora esatta dell'invenzione dei computer è molto difficile da determinare. I loro predecessori - i computer meccanici, come l'abaco, furono inventati dall'uomo molto prima della nostra era. Tuttavia, il termine stesso "computer" è molto più recente ed è apparso solo nel XX secolo.

Insieme alle macchine con schede perforate IBM 601 (1935), le prime invenzioni dello scienziato tedesco Konrad Zuse hanno svolto un ruolo importante nella storia dello sviluppo della tecnologia informatica. Oggi, molti credono che ci siano diversi primi computer inventati nello stesso periodo.

1936: Konrad Zuse e Z1

Nel 1936 Konrad Zuse iniziò a sviluppare la prima calcolatrice programmabile, che fu completata nel 1938. Z1 è stato il primo computer con codice binario e ha funzionato con nastro perforato. Ma sfortunatamente, le parti meccaniche della calcolatrice erano molto inaffidabili. Una replica della Z1 si trova al Museo della Tecnologia di Berlino.

1941: Konrad Zuse e Z3

Lo Z3 è il successore dello Z1 ed è stato il primo computer liberamente programmabile che poteva essere utilizzato per qualcosa di diverso dall'informatica. Molti storici ritengono che lo Z3 sia il primo computer mainframe funzionante al mondo.

1946: Sistemi di elaborazione dati di prima generazione

ENIAC

Nel 1946, i ricercatori Eckert e Mauchly inventarono il primo computer completamente elettronico ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer (integratore digitale elettronico e computer). È stato utilizzato dall'esercito degli Stati Uniti per calcolare le tabelle balistiche. ENIAC conosceva le operazioni matematiche di base e poteva calcolare le radici quadrate.

1956-1980: Sistemi di elaborazione dati dalla 2a alla 5a generazione

Durante questi anni sono stati sviluppati linguaggi di programmazione di livello superiore, così come i principi del funzionamento della memoria virtuale, sono comparsi i primi computer compatibili, database e sistemi multiprocessore. Olivetti ha creato il primo computer desktop liberamente programmabile al mondo. Nel 1965, la macchina elettronica Programma 101 divenne disponibile per l'acquisto per $ 3.200.

1970-1974: Rivoluzione informatica

I microprocessori sono diventati più economici e durante questo periodo di tempo sono state immesse sul mercato molte apparecchiature informatiche. Il ruolo principale qui è stato svolto, prima di tutto, da Intel e Fairchild. Durante questi anni Intel creò il primo microcomputer: il 15 novembre 1971 fu introdotto il processore Intel 4004 a 4 bit. Nel 1973 uscì lo Xerox Alto, il primo computer con interfaccia utente grafica (monitor), mouse e costruito -nella scheda Ethernet.

1976-1979: microcomputer

I microcomputer divennero popolari, apparvero nuovi sistemi operativi e unità floppy. Microsoft si è affermata nel mercato. Apparvero i primi giochi per computer e nomi di programmi standard. Nel 1978 entra nel mercato il primo computer a 32 bit della DEC.

IBM ha sviluppato l'IBM 5100, il primo "portatile" del peso di 25 chilogrammi. Aveva 16 kilobyte di RAM, un display 16x64 e costava oltre $ 9.000. Era un prezzo così alto che non permetteva al computer di imporsi sul mercato.

1980-1984: Il primo PC "reale".

Gli anni '80 videro l'ascesa dei "computer domestici" come i computer Commodore VC20, Atari XL o Amiga. IBM ha avuto un grande impatto sulle future generazioni di PC con l'introduzione del PC IBM nel 1981. La classe di hardware designata da IBM è ancora valida oggi: i processori x86 si basano su sviluppi successivi del design IBM originale.

C'erano molti dispositivi tecnici e produttori alla fine degli anni '70, ma IBM divenne il fornitore dominante di hardware per computer. Nel 1980, la società ha rilasciato il primo computer "reale": ha stabilito la direzione per lo sviluppo della tecnologia informatica fino ad oggi. Nel 1982, IBM ha introdotto sul mercato anche Word, NetWare e altre applicazioni che conosciamo fino ad oggi.

Nel 1983 apparve il primo Apple Macintosh, incentrato sulla comodità dell'utente. Nel 1984 iniziò la produzione in serie di PC in URSS. Il primo computer domestico entrato in produzione si chiamava "AGAT".

1985/1986: ulteriore sviluppo della tecnologia informatica

Nel 1985 uscì la 520ST. Era un computer Atari estremamente potente per l'epoca. Negli stessi anni fu rilasciato il primo minicomputer MicroVAX II. Nel 1986, IBM ha introdotto sul mercato un nuovo sistema operativo (OS/2).

1990: Emersione di Windows

Il 22 maggio 1990 è apparso Windows 3.0, che è stata una grande svolta per Microsoft in quegli anni. Solo nei primi sei mesi sono state vendute circa tre milioni di copie. sistema operativo. cominciò a essere visto come un mezzo di comunicazione globale.

1991-1995: Windows e Linux

Come risultato dei progressi, i computer inizialmente molto costosi sono diventati più convenienti. Le applicazioni Word, Excel e PowerPoint sono state finalmente unite nel pacchetto Office. Nel 1991, lo sviluppatore finlandese Linus Torvalds iniziò a lavorare su Linux.

In molte aziende, Ethernet è diventata lo standard di trasmissione dati. Grazie alla possibilità di connettere i computer tra loro, il modello client-server è diventato sempre più popolare, consentendo di lavorare in rete.

1996-2000: Internet cresce di importanza

Durante questi anni, lo scienziato del software Tim Berners Lee ha sviluppato il linguaggio di markup HTML, il protocollo di trasferimento HTTP e l'Uniform Resource Locator (URL) per assegnare un nome a ciascun sito e trasferire il contenuto dal server Web al browser. Dal 1995 sono disponibili molti editor web, che consentono a molte persone di creare i propri siti web.

XXI secolo: ulteriore sviluppo

Nel 2003, Apple ha rilasciato il PowerMac G5. È stato il primo computer con un processore a 64 bit. Nel 2005 Intel ha creato i primi processori dual-core.

Negli anni successivi, il principale corso di sviluppo è stato indirizzato verso lo sviluppo di processori multi-core, calcoli su chip grafici e anche tablet computer. Dal 2005 hanno iniziato a tenere conto degli aspetti ambientali nell'ulteriore sviluppo della tecnologia informatica.

L'ultima tecnologia: computer quantistico

Oggi gli scienziati stanno lavorando su computer quantistici. Queste macchine sono basate su qubit. Come funzionano esattamente i computer quantistici, abbiamo detto nella nostra rivista e in.

Molti ricordano ancora come una volta a scuola impararono a contare sull'abaco di legno, e poi potevano aggiungere e sottrarre da una colonna. Ma non tutti sapevano e ora sanno che esisteva un tale calcolatore meccanico Curta.

Questo dispositivo è stato utilizzato fino al momento in cui sono apparsi i computer elettronici. Nonostante somigliasse più a un piccolo macinacaffè, era la calcolatrice tascabile più comoda e compatta. La cosa fantastica era che non richiedeva batterie per funzionare. Facendo calcoli, bastava girare la manopola.

L'inventore di questo dispositivo è Kurt Herzshtark, figlio di un uomo d'affari viennese che gestiva un'impresa che produceva dispositivi meccanici di alta precisione. Fu lì che il giovane inventore imparò il lavoro di meccanica. Poi c'erano già calcolatrici meccaniche tascabili, su cui si poteva solo sottrarre e aggiungere. Kurt voleva anche creare un dispositivo in grado di eseguire tutte e quattro le azioni con i numeri. Riuscì a realizzare la sua prima invenzione nel 1938, ma la produzione in serie non fu mai stabilita, poiché lo scoppio della guerra lo impedì.

Nel 1943 Kurt fu arrestato per aver aiutato gli ebrei. È in una prigione, poi in un'altra, finché non viene trasferito nel campo di concentramento di Buchenwald. Il capo del campo viene informato che colui che ha inventato il calcolatore meccanico è venuto da loro e decide che sarebbe bello regalare un dispositivo del genere al Fuhrer.

Kurt Hertzstark ricevette un tavolo da disegno e gli fu ordinato di ricordare il disegno della calcolatrice. Riuscì a ricrearlo a memoria, ma non riuscì a realizzare il dispositivo, poiché grazie alle truppe americane nel 1945 furono rilasciati tutti i prigionieri del campo di Buchenwald.

Dal momento che Kurt è stato rilasciato con una serie di disegni già pronti, già nel 1947 è riuscito a iniziare la produzione in serie di una calcolatrice meccanica. All'inizio, il dispositivo si chiamava "Lilliput", ma non per molto. Il nome Curta è stato dato alla calcolatrice nel 1948, dopo una fiera, in cui uno dei suoi partecipanti ha richiamato l'attenzione sul fatto che questa macchina per il signor Herzshtark è come una figlia e il nome Curta le sta molto bene. Dal momento che il padre-creatore è Kurt, allora lascia che la "figlia" sia Curta.

Curta è la calcolatrice tascabile meccanica più compatta mai realizzata. 100 grammi è il peso del dispositivo. Non solo può aggiungere, sottrarre, moltiplicare e dividere, ma lavora anche con radici quadrate. Furono rilasciati due tipi di calcolatrici meccaniche Curta: Curta I (11 bit) e Curta II (15 bit), la cui comparsa divenne possibile nel 1954.

La calcolatrice di Kurt Herzstark utilizzava un "tamburo a gradini aggiuntivo" (inventato da lui stesso), mentre altri dispositivi simili utilizzavano un tamburo a gradini convenzionale o una ruota della lanterna. Il "tamburo a gradini aggiuntivo" è stato in grado di eseguire varie operazioni aritmetiche utilizzando un algoritmo, mentre il funzionamento del dispositivo è stato notevolmente semplificato. Ad esempio, la sottrazione potrebbe essere trasformata in addizione.

Naturalmente, sorge la domanda, come questo accade? Si scopre che è molto semplice. Diciamo che dobbiamo scoprire quale numero otteniamo sottraendo 5847 da 465702.

Se prendiamo il modello Curta I, avremo quanto segue:

• 00 000 465702 - valore decrescente,
• 00 000 005847 è il valore da sottrarre.

Ora ogni cifra nel valore sottratto deve essere riempita a nove - 99.999 994152 (più in dettaglio: 99.999 994152 + 00.000 005847 = 99.999.999.999).

Ora, al valore che abbiamo ottenuto, aggiungiamo il valore decrescente: 99 999 994152 + 00 000 465702 = 100 000 459 854

La cifra 1, che non rientra nell'intervallo di 11 cifre, viene tagliata. Il risultato è una cifra più corta, quindi il valore della cifra più bassa viene aumentato aggiungendo uno: 00 000459 854 + 00 000 000 001 = 00000459 855 - questo è il numero di risposta.

A proposito, nei moderni calcolatori elettronici, la sottrazione avviene esattamente secondo lo stesso algoritmo, ma usano un sistema numerico binario.

Tutti dovevano usare una calcolatrice. È già diventato un oggetto di uso quotidiano, non sorprende. Ma qual è la storia del suo sviluppo? Chi ha inventato la prima calcolatrice? Come appariva e funzionava il dispositivo medievale?

Strumenti informatici antichi

Con l'avvento del commercio e dello scambio, le persone hanno iniziato a sentire il bisogno di un conto. A tale scopo, hanno usato dita delle mani e dei piedi, grani, pietre. Intorno al 500 a.C. e. apparvero le prime banconote. L'abaco sembrava una tavola piatta, sulla quale piccoli oggetti erano disposti in scanalature. Questo tipo di calcolo si diffuse in Grecia e Roma.

I cinesi usavano come base per contare 5 invece di 10. Suan-pan è una cornice rettangolare per i calcoli, su cui i fili sono tesi verticalmente. Il progetto è stato suddiviso condizionatamente in 2 parti: la "Terra" inferiore e il "Cielo" superiore. Le palle in basso erano uno e le palle in alto erano dieci.

Gli slavi seguirono le orme dei loro vicini orientali, cambiando solo leggermente il dispositivo. Un dispositivo di conteggio delle tavole apparve nel XV secolo. La differenza dal cinese suan-pan è che le corde erano disposte orizzontalmente e veniva utilizzato il sistema decimale.

Il primo dispositivo meccanico

Il matematico e astronomo tedesco, nel 1623, riuscì a realizzare il suo sogno e divenne l'autore di un dispositivo basato su un meccanismo di orologio. L'orologio di conteggio potrebbe eseguire semplici operazioni matematiche. Ma poiché il dispositivo era complesso e grande, non era ampiamente utilizzato. Johannes Keppler divenne il primo utilizzatore del meccanismo, sebbene credesse che i calcoli fossero più facili da eseguire nella mente. Da questo momento inizia la storia della calcolatrice e le trasformazioni nel design e nelle funzioni del dispositivo lo porteranno gradualmente alla sua forma moderna.

Il fisico e filosofo francese Pascal, 20 anni dopo, propose un dispositivo che conta usando gli ingranaggi. Per eseguire addizioni o sottrazioni, era necessario girare la ruota il numero di volte richiesto.

Nel 1673, il dispositivo migliorato dal matematico tedesco Gottfried Leibniz divenne il primo calcolatore - in seguito il nome fu fissato nella storia. Con esso, è diventato possibile eseguire moltiplicazioni e divisioni. Tuttavia, il costo del meccanismo era elevato, quindi era impossibile rendere il dispositivo disponibile per l'uso.

Produzione di massa

È noto da tempo chi ha inventato la calcolatrice: Pietro il Grande acquisì persino il meccanismo di Leibniz, Wagner e Levin usarono le sue idee. Dopo la morte dell'inventore, un dispositivo simile fu costruito da Burckhardt, Muller e Knutzen furono impegnati in un ulteriore miglioramento.

Per scopi commerciali, il dispositivo iniziò ad utilizzare il francese Charles Xavier Thomas de Colmar. L'imprenditore organizzò la produzione in serie nel 1820, la sua macchina quasi non differiva dalla prima calcolatrice. Chi l'ha inventato da questi due scienziati, ci sono state controversie, il francese è stato persino accusato di appropriarsi del risultato di qualcun altro, ma il design della macchina calcolatrice a Colmar era ancora diverso.

Nella Russia zarista, la prima macchina addizionatrice è il risultato del lavoro dello scienziato Chernyshov. Ha creato il dispositivo negli anni '50 del XIX secolo, ma il nome è stato brevettato nel 1873 da Frank Baldwin. Il principio di funzionamento di una calcolatrice meccanica si basa su cilindri e ingranaggi.

A cavallo tra il XIX e il XX secolo, in Russia iniziò la produzione in serie di calcolatrici. In Unione Sovietica, un dispositivo chiamato "Felix" si è diffuso negli anni '30 del secolo scorso ed è stato utilizzato fino alla fine degli anni '70.

Calcolatrici elettroniche

Il primo calcolatore elettronico è stato inventato dai fratelli Cassio. Nel 1957 iniziò l'era del rapido sviluppo dell'industria dei computer. Il dispositivo Casio 14-A pesava fino a 140 kg, aveva un relè elettrico e 10 pulsanti. I numeri sono stati visualizzati e il risultato è stato visualizzato. Nel 1965, il peso era sceso a 17 kg.

Il calcolatore elettronico domestico è merito degli scienziati dell'Università di Leningrado, che lo svilupparono nel 1961. Il modello EKVM-1 è entrato in produzione commerciale già nel 1964. Tre anni dopo, il dispositivo è stato migliorato, poteva funzionare con funzioni trigonometriche. La calcolatrice ingegneristica è stata inventata per la prima volta da Hewlett Packard nel 1972.

La fase successiva di sviluppo sono i microcircuiti. Chi ha inventato le calcolatrici di questa generazione in URSS? Lo sviluppo ha coinvolto 27 ingegneri. Trascorsero circa 15 anni fino a quando la calcolatrice ingegneristica "Electronics B3-18" fu messa in vendita nel 1975. Radici quadrate, gradi, logaritmi e un microprocessore a transistor hanno ottenuto il riconoscimento popolare, ma il costo del dispositivo era di 200 rubli e non tutti potevano permetterselo.

Una svolta nella tecnologia sovietica fu il microcalcolatore VZ-34. Al costo di 85 rubli, è diventato il primo computer domestico domestico. Il software ha permesso di installare non solo l'ingegneria, ma anche i programmi di gioco.

L'MK-90 è diventato il capolavoro del secolo scorso. All'epoca il dispositivo non aveva analoghi: display grafico, RAM non volatile e programmazione BASIC.

La storia dello sviluppo di un tale meccanismo di calcolo come un calcolatore inizia nel XVII secolo e i primi prototipi di questo apparato esistevano nel VI secolo a.C. La stessa parola “calcolatrice” deriva dal latino “calculo”, che significa “io conto”, “io conto”. Ma uno studio più dettagliato dell'etimologia di questo concetto mostra che inizialmente dovremmo parlare della parola "calcolo", che si traduce come "ciottolo". Dopotutto, inizialmente erano i ciottoli che venivano usati come attributo per il conteggio.

La calcolatrice è uno dei meccanismi più semplici e utilizzati nella vita di tutti i giorni, ma questa invenzione ha una lunga storia e una preziosa esperienza per lo sviluppo della scienza.

Meccanismo di Antikythera

Il primo prototipo del calcolatore è considerato il meccanismo di Antikythera, scoperto all'inizio del XX secolo vicino all'isola di Antikythera su una nave affondata che apparteneva all'Italia. Gli scienziati ritengono che il meccanismo possa essere datato al II secolo a.C.

Il dispositivo aveva lo scopo di calcolare il movimento di pianeti e satelliti. Il meccanismo di Antikythera potrebbe anche aggiungere, sottrarre e dividere.

Abaco

Mentre le relazioni commerciali tra Asia ed Europa iniziavano a migliorare, la necessità di varie operazioni contabili diventava sempre più forte. Ecco perché nel VI secolo fu inventato il primo prototipo della macchina calcolatrice: Abacus.

Un abaco è una piccola tavola di legno con scanalature su di essa. In questi piccoli recessi giacciono il più delle volte ciottoli o gettoni che denotano numeri.

Il meccanismo funzionava secondo il principio del racconto babilonese, che era basato sul sistema sessagesimale. Qualsiasi cifra del numero era composta da 60 unità e, in base a dove si trovava il numero, ogni scanalatura corrispondeva al numero di unità, decine, ecc. A causa del fatto che era piuttosto scomodo contenere 60 ciottoli in ciascuna rientranza, le rientranze erano divise in 2 parti: in una - ciottoli che denotavano decine (non più di 5), nella seconda - ciottoli che denotavano unità (non più di 9 ). Allo stesso tempo, nel primo scomparto, i ciottoli corrispondevano a unità, nel secondo scomparto - a decine, ecc. Se in una delle scanalature il numero richiesto durante l'operazione superava il numero 59, una delle pietre veniva trasferita alla riga successiva.

L'abaco fu popolare fino al XVIII secolo e subì molte modifiche.

Calcolatrice Leonardo da Vinci

Nei diari di Leonardo da Vinci si potevano vedere i disegni della prima macchina calcolatrice, che furono chiamati il ​​"Codice di Madrid".

Il dispositivo consisteva in diverse aste con ruote di diverse dimensioni. Ogni ruota aveva dei denti alla base, grazie ai quali il meccanismo poteva funzionare. Dieci rotazioni del primo asse hanno provocato una rotazione del secondo e dieci rotazioni del secondo asse hanno provocato una rotazione completa del terzo.

Molto probabilmente, durante la sua vita, Leonardo non è mai stato in grado di trasferire le sue idee nel mondo materiale, quindi è consuetudine credere che nella seconda metà del XIX secolo sia apparso il primo modello di macchina calcolatrice, creato dal Dr. Roberto Guatelli.

I bastoncini di Napier

Il ricercatore scozzese John Napier in uno dei suoi libri, pubblicato nel 1617, delineò il principio della moltiplicazione usando bastoncini di legno. Presto un metodo simile fu chiamato bastoncini di Napier. Questo meccanismo era basato sull'allora popolare metodo di moltiplicazione reticolare.

I bastoncini di Napier sono una serie di bastoncini di legno, la maggior parte dei quali erano contrassegnati da una tabellina, così come un bastoncino contrassegnato da numeri da uno a nove.

Per eseguire l'operazione di moltiplicazione, era necessario disporre dei bastoncini che corrispondessero al valore della cifra del moltiplicando, e la riga superiore di ogni tavola doveva formare il moltiplicatore. In ogni riga, i numeri sono stati sommati, quindi è stato sommato il risultato dopo l'operazione.

L'orologio informatico di Shikkard

Sono passati più di 150 anni da quando Leonardo da Vinci inventò la sua macchina calcolatrice, quando il professore tedesco Wilhelm Schickard scrisse della sua invenzione in una delle sue lettere a Johannes Kepler nel 1623. Secondo Shikkard, l'apparato potrebbe eseguire addizioni e sottrazioni, nonché moltiplicazioni e divisioni.

Questa invenzione passò alla storia come uno dei prototipi della calcolatrice e ricevette il nome di "orologio meccanico" per via del principio di funzionamento del meccanismo, che si basava sull'uso di stelle e ingranaggi.

L'orologio di calcolo di Shikkard è il primo dispositivo meccanico in grado di eseguire 4 operazioni aritmetiche.

Due copie del dispositivo furono bruciate durante un incendio e i disegni del loro creatore furono trovati solo nel 1935.

La macchina calcolatrice di Blaise Pascal

Nel 1642 Blaise Pascal iniziò a sviluppare una nuova macchina calcolatrice all'età di 19 anni. Il padre di Pascal, riscuotendo le tasse, era costretto a fare conti con calcoli continui, così suo figlio decise di creare un apparato che potesse facilitare tale lavoro.

La macchina calcolatrice di Blaise Pascal è una piccola scatola contenente molti ingranaggi collegati tra loro. I numeri necessari per eseguire una qualsiasi delle quattro operazioni aritmetiche venivano inseriti utilizzando i giri delle ruote, che corrispondevano alla cifra decimale del numero.

In 10 anni, Pascal è stato in grado di progettare circa 50 macchine, 10 delle quali vendute.

Macchina addizionatrice Kalmar

Nella prima metà del 19° secolo, Thomas de Kalmar creò il primo dispositivo commerciale in grado di eseguire quattro operazioni aritmetiche. La sommatrice è stata creata sulla base del meccanismo del predecessore di Kalmar, Wilhelm Leibniz. Essendo riuscito a migliorare un apparato già esistente, Kalmar chiamò la sua invenzione "aritmometro".

La sommatrice Kalmar è un piccolo meccanismo in ferro o legno, al cui interno si trova un contatore automatizzato, con il quale è possibile eseguire quattro operazioni aritmetiche. Era un dispositivo superiore a un certo numero di modelli già esistenti, poiché poteva funzionare con numeri a trenta cifre.

Aritmometri 19-20 sec

Dopo che l'umanità si è resa conto che la tecnologia informatica semplifica notevolmente il lavoro con i numeri, nei secoli 19-20 sono apparse molte invenzioni relative ai meccanismi di conteggio. Il dispositivo più popolare in questo periodo era la macchina addizionatrice.

Macchina sommatrice Kalmar: inventata nel 1820, la prima macchina commerciale in grado di eseguire 4 operazioni aritmetiche.

Macchina sommatrice Chernyshev: la prima macchina sommatrice apparsa in Russia è stata inventata negli anni '50 del XIX secolo.

Uno degli aritmometri più popolari del 20° secolo, la sommatrice di Odner apparve nel 1877.

Macchina sommatrice Mercedes-Euklid VI: la prima macchina sommatrice in grado di eseguire quattro operazioni aritmetiche senza l'intervento umano, inventata nel 1919.

Calcolatrici nel 21° secolo

Al giorno d'oggi, i calcolatori svolgono un ruolo significativo in tutti gli ambiti della vita: dal professionista alla famiglia. Questi dispositivi informatici hanno sostituito l'abaco e l'abaco per l'umanità, che erano popolari ai loro tempi.

In base al pubblico di destinazione e alle caratteristiche, i calcolatori sono suddivisi in semplici, ingegneristici, contabili e finanziari. Ci sono anche calcolatrici programmabili che possono essere collocate in una classe separata. Possono lavorare con programmi complessi che sono pre-integrati nel movimento stesso. Per lavorare con i grafici, puoi usare una calcolatrice grafica.

Inoltre, classificando le calcolatrici in base alla progettazione, distinguono tra tipi compatti e desktop.

La storia della tecnologia di conteggio è un processo di acquisizione di esperienza e conoscenza da parte dell'umanità, a seguito del quale i meccanismi di conteggio potrebbero inserirsi armoniosamente nella vita umana.

Calcolatrice Leibniz

La prima macchina calcolatrice che rendeva la moltiplicazione e la divisione facili come l'addizione e la sottrazione fu inventata in Germania nel 1673 da Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716), e fu chiamata Calcolatrice di Leibniz.

L'idea di creare una macchina del genere è venuta da Wilhelm Leibniz dopo aver incontrato l'astronomo e matematico olandese Christian Huygens. Vedendo gli infiniti calcoli che l'astronomo doveva fare durante l'elaborazione delle sue osservazioni, Leibniz decise di creare un dispositivo che velocizzasse e facilitasse questo lavoro.

Leibniz fece la prima descrizione della sua macchina nel 1670. Due anni dopo, lo scienziato compilò una nuova descrizione schematica, sulla base della quale costruì un dispositivo aritmetico funzionante nel 1673 e lo dimostrò nel febbraio 1673 in una riunione della Royal Society di Londra. Alla fine del suo intervento, ha riconosciuto che il dispositivo non era perfetto e ha promesso di migliorarlo.

Nel 1674 - 1676 Leibniz fece molto lavoro per migliorare l'invenzione e portò a Londra una nuova versione della calcolatrice. Era un modello di macchina calcolatrice a cifre basse, non adatto all'uso pratico. E solo nel 1694 Leibniz progettò un modello a 12 bit. Successivamente, la calcolatrice è stata migliorata più volte. L'ultima versione è stata creata nel 1710. Basandosi sul modello della macchina calcolatrice a dodici cifre di Leibniz, nel 1708 il professor Wagner e il maestro Levin crearono una macchina calcolatrice a sedici cifre.

Come puoi vedere, il lavoro sull'invenzione è stato lungo, ma non continuo. Leibniz ha lavorato contemporaneamente in vari campi della scienza. Nel 1695 scrisse: “Già più di vent'anni fa, i francesi e gli inglesi videro la mia macchina calcolatrice... da allora Oldenburg, Huygens e Arno, loro stessi o tramite i loro amici, mi incoraggiarono a pubblicare una descrizione di questo abile congegno , e ho continuato a rimandare perché all'inizio avevo solo un modellino di questa macchina, che è adatto per la dimostrazione al meccanico, ma non per l'uso. Ora, con l'aiuto degli operai che ho assemblato, è pronta una macchina che permette di moltiplicare fino a dodici cifre. È passato un anno da quando ho raggiunto questo obiettivo, ma gli operai sono ancora con me in modo che possano essere realizzate altre macchine simili, poiché sono richieste da luoghi diversi.

Il lavoro sul calcolatore Leibniz è costato 24.000 talleri. Per fare un confronto, lo stipendio annuo del ministro a quel tempo era di 1-2 mila talleri.

Sfortunatamente, è impossibile dire con assoluta certezza su uno dei modelli sopravvissuti del calcolatore Leibniz che sia stato creato dall'autore. Per questo motivo, ci sono molte ipotesi sull'invenzione di Leibniz. Ci sono opinioni secondo cui lo scienziato ha espresso solo l'idea di utilizzare un rullo a gradini o che non ha creato la calcolatrice nel suo insieme, ma ha solo dimostrato il funzionamento dei singoli meccanismi del dispositivo. Ma, nonostante tutti i dubbi, si può dire con certezza che le idee di Leibniz hanno determinato a lungo il percorso di sviluppo della tecnologia informatica.

Descriveremo il calcolatore Leibniz basato su uno dei modelli sopravvissuti, che si trova nel museo di Hannover. Si tratta di una scatola lunga circa un metro, larga 30 centimetri e alta circa 25.

Inizialmente Leibniz stava solo cercando di migliorare il dispositivo Pascal già esistente, ma presto si rese conto che l'operazione di moltiplicazione e divisione richiedeva una soluzione fondamentalmente nuova che consentisse di inserire il moltiplicando una sola volta.

A proposito della sua macchina, Leibniz ha scritto: “Ho avuto la fortuna di costruire una macchina aritmetica del genere, che è infinitamente diversa dalla macchina di Pascal, poiché la mia macchina permette di eseguire moltiplicazioni e divisioni su numeri enormi istantaneamente, inoltre, senza ricorrere ad addizioni sequenziali e sottrazione."

Ciò divenne possibile grazie al cilindro messo a punto da Leibniz, sulla cui superficie laterale, parallelamente alla generatrice, erano presenti denti di varia lunghezza. Questo cilindro è stato chiamato "Stepped Roller".

Una cremagliera è fissata al rullo a gradini. Questa cremagliera si innesta con una ruota a dieci denti n. 1, a cui era attaccato un quadrante con numeri da 0 a 10. Ruotando questo quadrante si imposta il valore della cifra corrispondente del moltiplicatore.

Ad esempio, se la seconda cifra del moltiplicatore era 5, il quadrante responsabile dell'impostazione di questa cifra è passato alla posizione 5. Di conseguenza, la ruota a dieci denti n. 1, utilizzando una cremagliera, ha spostato il rullo a gradini in tale un modo che quando ruotato di 360 gradi, si innesta con una ruota a dieci denti n. 2 con solo le cinque nervature più lunghe. Di conseguenza, la ruota a dieci denti n. 2 ha ruotato di cinque parti di un giro completo, il disco digitale ad essa associato, visualizzando il valore risultante dell'operazione eseguita, ha ruotato della stessa quantità.

Al successivo giro del rullo, i cinque verranno nuovamente trasferiti sul disco digitale. Se il disco digitale ha fatto un giro completo, il risultato dell'overflow è stato trasferito al bit successivo.

La rotazione dei rulli a gradini è stata eseguita utilizzando una maniglia speciale: la ruota motrice principale.

Pertanto, durante l'esecuzione dell'operazione di moltiplicazione, non era necessario inserire ripetutamente il moltiplicando, ma era sufficiente inserirlo una volta e ruotare la maniglia della ruota motrice principale tutte le volte che era necessario per moltiplicare. Tuttavia, se il moltiplicatore è grande, l'operazione di moltiplicazione richiederà molto tempo. Per risolvere questo problema, Leibniz ha utilizzato lo spostamento moltiplicando, cioè separatamente c'era una moltiplicazione per unità, decine, centinaia e così via di un moltiplicatore.

Per la possibilità di spostare il moltiplicando, il dispositivo è stato diviso in due parti: mobile e fissa. La parte fissa ospitava il contatore principale ei rulli a gradini del dispositivo di input moltiplicatore. La parte di installazione del dispositivo di input moltiplicando, il contatore ausiliario e, soprattutto, la ruota motrice si trovano sulla parte mobile. Una ruota motrice ausiliaria è stata utilizzata per spostare il moltiplicando a otto cifre.

Inoltre, per facilitare la moltiplicazione e la divisione, Leibniz ha sviluppato un contatore ausiliario, composto da tre parti.

La parte esterna del contatore ausiliario è fissa. I numeri da 0 a 9 vengono applicati su di esso per contare il numero di addizioni del moltiplicando durante l'operazione di moltiplicazione. Tra i numeri 0 e 9 è presente una battuta destinata ad arrestare la rotazione del contatore ausiliario quando il perno raggiunge la battuta.

La parte centrale del contatore ausiliario è mobile, che serve a contare il numero di addizioni durante la moltiplicazione e le sottrazioni durante la divisione. Presenta dieci fori, opposti ai numeri della parte esterna ed interna del bancone, nei quali è inserito un perno per limitare la rotazione del bancone.

La parte interna è fissa, che serve a riportare il numero di sottrazioni quando si esegue un'operazione di divisione. Porta i numeri da 0 a 9 in ordine inverso rispetto alla parte esterna.

Quando la ruota motrice principale è completamente ruotata, la parte centrale del contatore ausiliario ruota di una divisione. Se si inserisce prima il perno, ad esempio, nel foro opposto al numero 4 della parte esterna del contatore ausiliario, dopo quattro giri della ruota motrice principale, questo perno colpirà il fermo fisso e arresterà la rotazione della ruota principale Volante.

Considera il principio di funzionamento del calcolatore Leibniz usando l'esempio della moltiplicazione di 10456 per 472:

1. Utilizzando i quadranti, inserire il moltiplicatore (10456).

2. Un perno è installato nella parte centrale del contatore ausiliario, di fronte al numero 2, stampato sulla parte esterna del contatore ausiliario.

3. Ruotare la ruota motrice principale in senso orario fino a quando il perno inserito nel contatore ausiliario colpisce l'arresto (due giri).

4. Spostare la parte mobile della calcolatrice Leibniz di una divisione verso sinistra utilizzando la ruota motrice ausiliaria.

5. Nella parte centrale del contatore ausiliario è installato un perno, di fronte al numero corrispondente al numero delle decine del moltiplicatore (7).

6. Ruotare la ruota motrice principale in senso orario fino a quando il perno inserito nel contatore ausiliario colpisce l'arresto (sette giri).

7. La parte mobile del calcolatore Leibniz si sposta di un'altra divisione a sinistra.

8. Nella parte centrale del contatore ausiliario è installato un perno, di fronte al numero corrispondente al numero delle centinaia del moltiplicatore (4).

9. Ruotare la ruota motrice principale in senso orario fino a quando il perno inserito nel contatore ausiliario si trova in battuta (quattro giri).

10. Il numero visualizzato nelle finestre di visualizzazione dei risultati è il prodotto desiderato di 10456 per 472 (10456 x 472 = 4 935 232).

Quando si divide, in primo luogo, il dividendo viene inserito nella calcolatrice Leibniz utilizzando i quadranti e la ruota motrice principale viene ruotata una volta in senso orario. Quindi, con l'aiuto dei quadranti, viene inserito un divisore e la ruota motrice principale inizia a ruotare in senso antiorario. In questo caso, il risultato della divisione è il numero di giri della ruota motrice principale e il resto della divisione è stato visualizzato nelle finestre per la visualizzazione dei risultati.

Se il dividendo è molto più grande del divisore, per accelerare la divisione, il divisore viene spostato del numero richiesto di cifre a sinistra utilizzando una ruota motrice ausiliaria. Allo stesso tempo, quando si calcola il numero di giri della ruota motrice principale, è necessario tenere conto del cambio (un giro della ruota motrice principale quando la parte mobile del calcolatore Leibniz viene spostata di una posizione a sinistra è pari a dieci giri della ruota motrice principale).

Considera il principio di funzionamento del calcolatore Leibniz usando l'esempio della divisione 863 per 64:

1. Utilizzando i quadranti, inserire il dividendo (863).

2. Ruotare una volta la maniglia della ruota motrice principale in senso orario.

3. Utilizzando i quadranti, inserire il divisore (863).

4. Spostiamo la parte mobile del calcolatore Leibniz di una posizione verso sinistra usando la ruota motrice ausiliaria.

5. Giriamo una volta la ruota motrice principale in senso antiorario e otteniamo la prima parte del risultato della divisione: il numero di giri della ruota motrice principale moltiplicato per la capacità (la posizione della parte mobile della calcolatrice). Nel nostro caso, questo è 1x10. Pertanto, la prima parte del risultato di divisione sarà uguale a 10. Il resto dell'operazione di prima divisione (223) verrà visualizzato nelle caselle dei risultati.

6. Spostiamo la parte mobile del calcolatore Leibniz di una posizione verso destra usando la ruota motrice ausiliaria.

7. Ruotare la ruota motrice principale in senso antiorario finché il resto visualizzato nelle caselle dei risultati è inferiore al divisore. Nel nostro caso, sono 3 turni. Pertanto, la seconda parte del risultato sarà uguale a 3. Aggiungi entrambe le parti del risultato e ottieni il quoziente (il risultato della divisione) - 13. Il resto della divisione viene visualizzato nelle caselle dei risultati ed è 31.

L'addizione avviene nel modo seguente:

1. Portando i quadranti nella posizione desiderata, si inserisce il primo termine

3. Il secondo termine viene introdotto utilizzando la stessa tecnologia del primo.

4. Ruotare di nuovo la maniglia della ruota motrice principale.

5. La finestra dei risultati mostra il risultato dell'addizione.

Per sottrarre hai bisogno di:

1. Portando i quadranti nella posizione desiderata, si inserisce il minuendo.

2. Ruotare una volta la maniglia della ruota motrice principale in senso orario.

3. Usa i quadranti per inserire il sottraendo.

4. Ruotare una volta la maniglia della ruota motrice principale in senso antiorario.

5. La finestra dei risultati mostra il risultato della sottrazione.

Nonostante il fatto che la macchina Leibniz fosse conosciuta nella maggior parte dei paesi europei, non era ampiamente utilizzata a causa dei costi elevati, della complessità di fabbricazione e degli errori che si verificano occasionalmente durante il trasferimento degli scarichi di troppopieno. Ma le idee principali: il rullo a gradini e lo spostamento del moltiplicatore, che consentono di lavorare con numeri a più cifre, hanno lasciato un segno evidente nella storia dello sviluppo della tecnologia informatica.

Le idee esposte da Leibniz ebbero un gran numero di seguaci. Così, alla fine del 18° secolo, Wagner e il meccanico Levin lavorarono per migliorare la calcolatrice e, dopo la morte di Leibniz, il matematico Tobler. Nel 1710, Burckhardt costruì una macchina simile alla calcolatrice di Leibniz. Knutzen, Müller e altri eminenti scienziati dell'epoca erano impegnati a migliorare l'invenzione.