Calculator

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Calculator (dezambiguizare) .

Un calculator științific

Un calculator este o mașină de calcul automat, de dimensiuni fizice limitate, capabilă să efectueze calcule matematice și prelucrarea datelor . ^{[1] [2]} Primele calculatoare din istorie sunt mecanice și doar parțial automatizate. Primele calculatoare complet automatizate au fost realizate abia în secolul al XX-lea . Calculatoarele moderne sunt electronice și sunt produse în masă de numeroși producători, în diverse forme și dimensiuni: de la cele de buzunar, de dimensiunea unui card de credit , până la cele desktop cu imprimante încorporate.

Terminologie

Termenul „calculator”, înțeles ca substantiv și care se referă la o mașină, apare prin elipsă din expresia „mașină de calculat”. Adică s-a născut ca o modalitate mai scurtă de a spune „mașină de calculat”. În sensul său cel mai larg, termenul „calculator”, înțeles ca substantiv și care se referă la o mașină, are, prin urmare, același sens ca și expresia „mașină de calculat”. ^[3] Dovada acestui sens este, de exemplu, articolul despre care, în 1946 , Corriere della Sera a dedicat ENIAC , unul dintre primele calculatoare electronice digitale din istorie.

Dimensiunile fizice ale ENIAC sunt considerabile (ocupă o cameră întreagă) și în articol, referindu-ne la ENIAC, citim: „Un alt calculator, cântărind 100 de tone, a ieșit din Massachusetts Institute of Technology”. ^[4] Un alt exemplu este numele unuia dintre primele calculatoare electronice digitale construite în Italia : Calculatorul electronic Pisana . Calculatorul electronic Pisan ocupă, de asemenea, o cameră întreagă. Începând cu anii treizeci ai secolului trecut, până în anii șaptezeci următori, ^{[5] este utilizat} un sens restrâns al termenului „calculator”: termenul „calculator” se referă la mașini capabile să efectueze cele patru elemente fundamentale ale operațiilor aritmetice ( adăugare , scădere , înmulțire , împărțire ). La acea vreme, acest sens restrâns, în limbajul comun , a prevalat în mod clar asupra sensului mai larg. Mărturia este, de exemplu, a treia ediție a cărții lui Daniele Brini Elemente de calcul mecanic . În interior se citește: «În funcție de utilizarea lor, mașinile de calcul pot fi clasificate în: adunători (care realizează adunări și scăderi); calculatoare (care efectuează cele patru operații); contabilitate (mai complexă, care efectuează înregistrările urmărind înregistrările și conturile conturilor companiei) ». ^[6]

Acestui sens restrâns, Adriano Olivetti ajunge să atribuie sensul original al termenului „calculator” destinat ca substantiv și care se referă la o mașină. În volumul Anexa I a Enciclopediei italiene , în ceea ce privește articolul „mașină de calculat”, el scrie: „Conform celor mai actuale subdiviziuni, aceste mașini sunt împărțite în două categorii fundamentale: sumatoare și calculatoare propriu-zise; cu primele mașinile concepute pentru a efectua în principal operațiunile de adunare și scădere și cu cele din urmă mașinile proiectate pentru a efectua în principal operațiile de multiplicare și divizare ”. ^[7] În anii șaptezeci ai secolului trecut, odată cu difuzarea masivă a mașinilor capabile să efectueze cel puțin cele patru operații aritmetice fundamentale, ^[8] acest sens restrâns a căzut în desuetudine. Mașinile care se răspândesc masiv începând cu anii șaptezeci ai secolului trecut se caracterizează și prin dimensiuni fizice limitate. În același deceniu s-a născut o nouă semnificație îngustă a termenului „calculator”, referitoare la mașini caracterizate prin dimensiuni fizice limitate. Această nouă semnificație îngustă este încă în uz astăzi și, la fel ca sensul restrâns anterior, în limbajul obișnuit predomină în mod clar asupra sensului mai larg. În limbajul specializat al informaticii , același termen este folosit ocazional ca termen derogatoriu pentru a descrie un microcomputer generic (similar cu expresia engleză bitty box ).

Tipologie

Calculator mare de mare putere, cu baterie / solar, cu ecran înclinabil

Având în vedere tehnologia pe care se bazează, se disting următoarele două tipuri de calculatoare:

• calculator mecanic;
• calculator electronic.

Având în vedere dimensiunile fizice, se disting următoarele două tipuri de calculatoare:

• calculator desktop;
• calculator de buzunar.

Având în vedere calculele matematice pe care le pot efectua, se disting următoarele cinci tipuri de calculatoare:

• calculator comun;
• convertor valutar;
• calculator stiintific;
• calculator grafic;
• calculator financiar.

Calculator mecanic

Același subiect în detaliu: Calculator mecanic .

Un calculator mecanic este un calculator care efectuează calcule matematice utilizând dispozitive mecanice care interacționează ( roți dințate , pârghii , rafturi etc.). Dacă cel puțin unul dintre ele este un dispozitiv electromecanic, vorbim mai specific despre un „calculator electromecanic”. Primele calculatoare din istorie au fost în întregime mecanice. Orice componentă electrică a fost utilizată doar pentru a asigura forța motrice, sporind viteza și caracterul practic al acesteia. Au existat, de asemenea, încercări interesante (de exemplu, Zuse ) de a construi calculatoare electromecanice bazate pe relee , dar au avut o difuzie foarte mică. Calculatorul mecanic a fost înlocuit de calculatorul electronic, deoarece este superior din punct de vedere tehnologic. Dar nu a fost înlocuit imediat. Timp de cel puțin un deceniu, calculatorul mecanic, comparativ cu calculatorul electronic, a fost competitiv din punct de vedere economic. În anii șaptezeci ai secolului trecut, ca urmare a apariției microelectronicii și a prăbușirii consecutive a prețurilor componentelor electronice , calculatorul mecanic a devenit un obiect de muzeu .

Calculator electronic

Un calculator electronic este un calculator care efectuează calcule matematice folosind circuite electronice . Inițial, aceste circuite electronice se bazau pe supapa termionică . Cu toate acestea, calculatoarele electronice ale tuburilor termionice au avut o difuzie foarte mică din cauza costului supapei termionice. De fapt, inițial supapa termionică a fost un dispozitiv electronic extrem de scump, ceea ce a făcut ca calculatorul electronic al supapei termionice, în comparație cu calculatorul mecanic, să nu fie competitiv din punct de vedere economic. Când a scăzut costul supapei termionice, au fost comercializate primele calculatoare electronice cu tub termionic. Dar electronica se schimba deja profund odată cu apariția tranzistorului . Tranzistorul este capabil să îndeplinească aceleași funcții ca supapa termionică, dar, în comparație cu supapa termionică, are două avantaje importante: o amprentă mult mai mică și o fiabilitate mult mai mare.

Invenția tranzistorului (ulterioară celei a supapei termionice) a reprezentat, așadar, un mare pas înainte pentru electronică, deoarece a permis crearea unor circuite electronice mai mici și mai fiabile. La câțiva ani după comercializarea primelor calculatoare electronice cu tub termionic, au fost comercializate primele calculatoare electronice cu tranzistor. Așadar, după câțiva ani, calculatorul electronic cu tub termionic a fost înlocuit de calculatorul electronic cu tranzistor, ca fiind învechit tehnologic. Din punct de vedere economic, însă, nimic nu s-a schimbat deoarece inițial tranzistorul era și un dispozitiv electronic extrem de scump. Calculatorul mecanic, chiar dacă depășit din punct de vedere tehnologic, a rămas totuși competitiv din punct de vedere economic. Totul s-a schimbat odată cu apariția microelectronicii, care a scăzut literalmente prețul componentelor electronice . În anii șaptezeci ai secolului trecut, calculatoarele microelectronice invadează piața și într-un timp foarte scurt o cuceresc fără să o părăsească.

Calculator de birou

Un calculator desktop cu o imprimantă

Un calculator de birou este un calculator menit să fie folosit pe o masă . Prin urmare, este echipat în mod normal, în partea de jos, cu patru picioare care favorizează un sprijin stabil pe masă. Primele calculatoare desktop au fost mecanice. Calculatoarele desktop moderne, pe de altă parte, sunt electronice. Comparativ cu calculatorul de buzunar, calculatorul desktop are dimensiuni fizice mai mari. Adică portabilitatea sa este sacrificată în favoarea utilizabilității sale. În mod normal, în comparație cu calculatorul de buzunar, acesta are, prin urmare, taste mai mari, ceea ce face mai puțin probabil să apăsați accidental tasta greșită. Comparativ cu calculatorul modern de buzunar, calculatorul modern de birou are adesea și un afișaj mai mare, ceea ce face mai ușor de citit. Calculatorul modern de birou, fiind electronic, necesită o sursă de alimentare electrică . Prin urmare, trebuie conectat la rețea . Alternativ, este echipat cu baterii electrice sau cu un modul fotovoltaic . De regulă, calculatoarele electronice de birou cu imprimante sunt alimentate de la rețea, deoarece consumă mai multă energie electrică .

Calculator de buzunar

Un calculator de buzunar este un calculator care, datorită dimensiunii sale fizice reduse, se potrivește într-un buzunar de dimensiuni medii realizat pe o haină pentru adulți. Prin urmare, calculatorul de buzunar este un calculator conceput pentru a fi transportat cu o ușurință extremă. Spre deosebire de calculatorul desktop, calculatorul de buzunar sacrifică utilitatea în favoarea portabilității. De fapt, tastele calculatorului de buzunar sunt de obicei foarte mici, deci incomode de utilizat. Primele calculatoare de buzunar au fost mecanice, calculatoarele moderne de buzunar sunt electronice. De regulă, calculatoarele electronice de buzunar sunt alimentate de baterii electrice , acumulatori reîncărcabili, în unele cazuri flancate de un modul fotovoltaic .

Calculator comun

Complexitatea calculatoarelor variază în funcție de utilizarea pentru care sunt proiectate. Un calculator modern comun, utilizabil pentru sarcini comune, constă din următoarele componente:

• Sursa de energie electrică, cum ar fi o baterie sau un mic modul fotovoltaic )
• Afișaj LCD (mai rar LED ), de obicei capabil să afișeze 8-12 cifre
• Circuite electronice
• Tastatura cuprinzând:
  • Cele zece cifre, de la 0 la 9
  • Separatorul zecimal
  • Semnul egal (pentru a solicita rezultatul)
  • Cele patru funcții aritmetice ( adunare , scădere , multiplicare și divizare )
  • Un buton de ștergere pentru a șterge calculul pe care îl scrieți
  • Butoane de pornire și oprire (sau un comutator )
  • Alte funcții de bază, cum ar fi rădăcina pătrată sau procentajul (%)
• Majoritatea calculatoarelor au memorie cu un singur număr care poate fi reamintită atunci când este nevoie.

Memoria acestor calculatoare nu este foarte versatilă și este de obicei posibilă efectuarea numai a operațiilor de adunare, scădere și rechemare a numărului stocat; acest lucru rămâne de obicei în memorie chiar și atunci când calculatorul este oprit și poate fi rechemat ulterior.

De la mijlocul anilor 1980, a devenit obișnuit să se încorporeze calculatoare mici în alte dispozitive, cum ar fi telefoanele mobile , pagerele sau ceasurile de mână .

Convertor valutar

Un convertor valutar ^[9]

Acest tip de calculator a devenit faimos în Europa ca urmare a introducerii monedei euro (numit și „euroconverter” din acest motiv) și a consecinței necesității de conversii rapide între moneda locală și moneda unică europeană de către consumatori și angajați. În timp, populația a câștigat caracter practic cu noua monedă și utilizarea acestui tip de calculator a scăzut.

Acest calculator, comparativ cu cel normal, are o funcție suplimentară care vă permite să stocați cursul de schimb și să efectuați conversii folosind două butoane speciale utilizate în acest scop.

Calculator stiintific

Calculatoarele științifice au numeroase funcții suplimentare în comparație cu cele comune, utile în diverse discipline științifice și tehnice, cum ar fi matematica , fizica , ingineria și pentru unele modele avansate, chiar și finanțarea , cu posibilitatea de a efectua calcule statistice prin anumite moduri de operare.

Cele mai avansate calculatoare științifice au funcții pentru desenarea graficelor (ele sunt așadar numite calculatoare grafice ) și includ caracteristici tipice unui sistem de algebră de calcul . Multe dintre aceste modele sunt capabile să ruleze chiar și programe simple (caz în care se numesc calculatoare programabile ). Aplicațiile calculatorului includ rezolvatori de ecuații algebrice, modele financiare și, uneori, jocuri. Aceste modele permit, de asemenea, conectarea la un computer sau alte calculatoare de același tip pentru transferul de date. Pentru toate aceste caracteristici, utilizarea calculatoarelor științifice programabile și / sau grafice a fost mult timp interzisă în timpul testelor școlare, în special la examenele de liceu ^[10] . Cu toate acestea, pentru examenul de absolvire a școlii din 2017, utilizarea calculatoarelor grafice va fi permisă pentru prima dată, atâta timp cât nu sunt echipate cu o capacitate de calcul simbolică ^[11] .

Funcții

Calculator științific avansat

Funcțiile unui calculator științific sunt multe și variază în funcție de model. În general, introducerea operațiunilor este simplificată prin posibilitatea introducerii expresiilor și derularea acestora cu tastele corespunzătoare, făcând orice corecții. Rezultatul ultimului calcul efectuat poate fi reamintit într-o expresie folosind o cheie specială, identificată în general prin Ans (abrevierea de răspuns , din răspunsul în limba engleză ).

O caracteristică a acestui tip de calculator este capacitatea de a opera pe fracțiuni, precum și pe numere zecimale. Calculele pot fi efectuate în notație științifică pentru a facilita operațiile pe numere foarte mari sau foarte mici și prin intermediul unei chei speciale identificate cu EXP (în unele modele, de asemenea, indicate cu EE) este posibil să se introducă direct ordinea de mărime a numărului a intrat. În multe modele există posibilitatea de a opera în diferite sisteme de numerotare și de a converti valorile numerice de la unul la altul, cele mai utilizate sisteme sunt:

• zecimal
• hexazecimal
• octal
• piese

Este posibil să se opereze pe unghiurile în șaizecelea sau centezimal și radian grade cu posibilitatea de a efectua conversii respective. O altă caracteristică comună este conversia dintre coordonatele polare și coordonatele carteziene . Caracteristici importante sunt funcțiile trigonometrice și funcțiile hiperbolice cu funcțiile lor inverse, funcțiile logaritm comune și liniare și antilogaritmul , operațiile de exponențiere , extracția rădăcinii și factorială . Alte funcții sunt cele de permutare și combinare utile pentru rezolvarea unor probleme matematice. Aceste calculatoare oferă, de asemenea, o funcție care generează un număr aleatoriu și o cheie pentru numerele π și e , care sunt indispensabile în calculele fizicii și matematicii . În multe modele, funcționalitățile sunt disponibile și pentru a opera nu numai pe numere reale, ci și pe numere complexe, matrice și vectori.

Utilizare

In educatie

În țările mai bogate, studenții folosesc calculatoare pentru sarcinile școlare. Au existat inițial îngrijorări cu privire la acest lucru: s-a crezut că utilizarea calculatorului a fost în detrimentul abilităților aritmetice de bază. Discuțiile sunt încă în curs cu privire la importanța capacității de a efectua calcule cu mâna sau cu mintea. În unele cursuri de studiu, utilizarea calculatorului este interzisă până la obținerea unei anumite capacități de calcul, în timp ce în altele studiul este direcționat către tehnicile de estimare și rezolvare a problemelor.

Pot exista și alte nedumeriri cu privire la posibilitatea ca un student să facă o greșeală în stabilirea unei expresii și să ia rezultatul drept corect, deoarece calculatorul a furnizat-o. Profesorii încearcă să limiteze aceste probleme invitând elevii să facă manual o estimare aproximativă a rezultatului și să verifice compatibilitatea acestuia cu cel calculat cu ajutorul calculatorului. Un elev ar putea, de asemenea, să efectueze un calcul și să obțină un rezultat fără să cunoască principiile matematice de bază implicate în acesta, folosind calculatorul mai degrabă ca un truc decât un instrument de învățare. Pe de altă parte, în timpul temelor, testelor sau examenelor, calculatorul ar putea încetini elevul care ar avea tendința de a verifica fiecare rezultat obținut cu calcule realizate manual.

În programele de predare ale școlilor din unele țări (de exemplu, Statele Unite) există cursuri (în special în licee) în care utilizarea sistematică a calculatoarelor nu este permisă doar, ci chiar prevăzută, și sunt furnizate noțiuni despre principalele tehnici. numere pe care le permit calculatoarele științifice programabile moderne.

Probleme întâlnite

Greșelile în calcularea cu ajutorul calculatorului nu sunt doar despre studenți. Orice utilizator poate fi greșit presupunând că rezultatul calculatorului este corect, fără a verifica corect ordinea de mărime a rezultatului, de exemplu plasarea separatorului zecimal . Această problemă a apărut și în momentul regulii de diapozitive și a calculelor realizate manual, când sarcina de a stabili ordinea de mărime a rezultatului era responsabilitatea utilizatorului.

În principiu, niciun calculator nu este absolut corect. Cu excepția cazului în care se lucrează cu numere întregi sau raționale care au un număr de cifre semnificative (altele decât zero-urile inițiale sau finale) mai mic decât capacitatea mașinii, numărul va fi trunchiat în memorie, cu așa-numita eroare de trunchiere , din cauza subfluenței aritmetice . O altă posibilitate este că calculatorul scrie, de exemplu, 51.999999 când rezultatul corect este, de fapt, 52. Această eroare algoritmică apare în principal atunci când se efectuează operații care necesită un număr foarte mare sau infinit de pași elementari (de exemplu, extracția unei rădăcini) ). Erorile astfel introduse reduc precizia calculului cu efecte foarte semnificative dacă se acumulează erori. Din acest punct de vedere, scăderea unor numere similare este deosebit de insidioasă. Consider două numere a și b, reprezentate în mașină cu 10 cifre semnificative. Dacă doar ultima cifră a celor două numere este incorectă, pot considera că eroarea este relativ mică. Cu toate acestea, dacă cele două numere au primele 9 cifre egale, rezultatul unei posibile scăderi (ab) va fi complet nesigur, deoarece toate cifrele exacte se anulează reciproc și rezultatul scăderii dintre două cifre aproape aleatorii rămâne.

De asemenea, majoritatea calculatoarelor efectuează operațiuni în ordinea în care sunt introduse, ignorând regulile de prioritate matematică. De exemplu, dacă efectuăm o operație precum 2 + 4 × 2 pe un calculator normal, se va efectua adunarea și multiplicarea, iar rezultatul (12) ar fi o eroare matematică brută. Unele numere zecimale nelimitate, cum ar fi rezultatul 2/3, sunt afișate necorespunzător, de obicei prin rotunjire (în acest caz la 0.66666667). De asemenea, unele numere precum 0,14285714 ... (care corespunde fracției 1/7) pot fi dificil de recunoscut în forma lor zecimală. Această problemă este rezolvată cu calculul pe fracții, permis de calculatoarele științifice, care însă nu este foarte practic de utilizat pentru calculele de rutină. O problemă suplimentară apare din calitatea slabă a tastaturilor din unele produse bugetare care pot să nu răspundă în mod adecvat la apăsarea tastelor.

Calculatoare și computere

O diferență fundamentală între un calculator și un computer normal este că, în general, calculatoarele funcționează cu codificarea numită zecimală codată binar, mai degrabă decât cu cea binară utilizată de computere. În plus, piața calculatoarelor este extrem de sensibilă la preț și, în mod normal, utilizatorul se îngrijorează cu privire la care este cel mai puțin costisitor model, având specificațiile care îi interesează, dar nu-i pasă prea mult de viteza de calcul (deoarece este puternic influențată de viteză la apăsarea butonului chei). Prin urmare, proiectanții de calculatoare tind să minimizeze numărul de componente logice din microprocesor, mai degrabă decât să reducă numărul de cicluri de ceas necesare pentru efectuarea unui calcul.

Calculator științific GCalctool

De exemplu, în loc să aibă circuite hardware dedicate pentru înmulțiri și diviziuni, un calculator ar putea implementa operații în virgulă mobilă prin cod în ROM (emulând astfel o FPU ) și să efectueze funcții trigonometrice cu algoritmul CORDIC , care nu necesită o FPU hardware. Din motive similare, structurile logice cu transmisie serială a biților sunt mai frecvente în calculatoare decât structurile paralele utilizate de computerele normale: o structură serială minimizează de fapt complexitatea microprocesorului, dar necesită un număr mai mare de cicluri de ceas.

Computerele personale și PDA-urile pot efectua calcule generale în mai multe moduri:

• Computerele au adesea software dedicat pentru calcule, de la o simplă emulare a calculatorului, cum ar fi xcalc , KCalc sau Microsoft Calculator , până la foi de calcul avansate precum Microsoft Excel , LibreOffice Calc sau OpenOffice.org Calc .
• pentru calcule mai avansate există programe software care implementează un sistem de algebră de calcul precum Mathematica , Maple , MATLAB , Octave sau Maxima .
• browserele pot efectua calcule folosind scripturi de pe partea clientului , cum ar fi JavaScript .
• un interpret sau un compilator poate fi folosit pentru un limbaj de programare generic.
• calculele pot fi efectuate pe partea serverului , de exemplu cu funcția de calculator Google .

Istorie

În trecutul recent, înainte de apariția calculatorului, au fost folosite instrumente de calcul mecanice neautomatizate (cum ar fi abacurile , bastoanele lui Napier , regulile de diapozitive ) sau manuale (cum ar fi cărțile tabelelor matematice ) pentru a efectua calcule numerice dificile. Procesul de calcul a fost laborios și complet manual, prin urmare foarte sensibil la erori. Calculatorul, fiind cel puțin parțial automatizat, a făcut mai dificilă apariția unor astfel de erori. Apariția sa are, prin urmare, o mare importanță în istoria calculului automat .

Secolul al XVI-lea

În unele manuscrise ale lui Leonardo da Vinci datând din 1490 până în 1505 , cunoscute acum sub numele de Codurile Madridului , ^[12] este descris un dispozitiv mecanic care ar putea constitui unitatea de calcul a unui calculator mecanic. Nu există certitudini cu privire la utilizarea la care a fost destinat dispozitivul. În consecință, nu există nicio certitudine că Leonardo da Vinci a construit un calculator mecanic cu acest dispozitiv. Dacă această ipoteză ar fi confirmată, Leonardo da Vinci ar fi prima persoană din istorie, despre care știm, care se angajează în proiectarea unui calculator. În 1968 , eruditul Leonardo da Vinci, Roberto Guatelli, specializat în reproducerea mașinilor antice, a construit dispozitivul Leonardo da Vinci pe baza descrierii din Codurile Madridului. Reproducerea dispozitivului lui Leonardo da Vinci a fost expusă la New York , pentru o perioadă scurtă de timp, în colecția privată de mașini de calcul IBM . ^[13] În urma îndoielilor ridicate de unii cercetători, inclusiv Bern Dibner ^[14] și I. Bernard Cohen, ^[15] reproducerea dispozitivului lui Leonardo da Vinci a fost eliminată din colecția privată a IBM. ^[16]

Secolul al XVII-lea

În secolul al XVII-lea, mecanica de precizie , utilizată la ceasurile mecanice , a atins niveluri foarte ridicate. Unii pionieri de calcul automat înțeles că procesele de lucru ale ceasurilor mecanice nu au fost foarte diferite de procesele de calcul care ar putea fi utilizate pentru a efectua adiție și operații de scădere . În 1623 , profesorul german Wilhelm Schickard a proiectat și a construit un prototip de calculator. Și nu întâmplător a numit-o Calculator Clock : era rodul tehnologiei ceasornicești a vremii. Calculator Clock este cel mai vechi calculator cunoscut. Urmele calculatorului au rămas doar în unele scrisori de la Wilhelm Schickard către Giovanni Kepler . Aproximativ 20 de ani mai târziu, în 1645 , matematicianul francez Blaise Pascal , pentru a-l ajuta pe tatăl său ofițer fiscal, a inventat dispozitivul de calcul cunoscut atunci sub numele de Pascalina ; cu toate acestea, a efectuat doar completări. În 1659 , matematicianul italian Tito Livio Burattini a construit un calculator similar cu cel al lui Blaise Pascal, din care fusese capabil să examineze exemplarul dat de Pascal reginei Poloniei. ^[17] Mai târziu, matematicianul german Gottfried Leibniz a creat prima mașină de calcul, Stepped Reckoner , capabilă să efectueze și multiplicări datorită unui mecanism inovator numit transpozitor , bazat pe un cilindru în trepte cu reliefuri de diferite lungimi.

Secolul al XVIII-lea

La începutul secolului următor, Giovanni Poleni a introdus un nou transposer, bazat pe o roată cu cuiere mobile proeminente. Din păcate, a distrus singurul prototip realizat când a aflat că premiul imperial la care aspiră pentru invenția sa a fost acordat vienezului Anton Braun . Cu toate acestea, transpozitoarele similare cu cele ale lui Poleni și Leibnitz au stat la baza aproape tuturor mașinilor capabile să efectueze multiplicări făcute în secolele următoare.

În secolul al XVIII-lea, pe lângă Poleni și Braun, au fost inventate alte mașini aritmetice destul de interesante și inovatoare. Cu toate acestea, la fel ca în secolul anterior, lipsa unei industrii mecanice de precizie ne-a împiedicat să părăsim faza de prototip sau crearea de obiecte pentru Camerele Minunilor .

Secolul al XIX-lea

O parte a motorului diferențial construit de fiul lui Babbage cu piese găsite în laboratorul său.

În acest secol, grație dezvoltării industriei mecanice, ideile din secolele anterioare au fost puse în practică și au fost create primele calculatoare mecanice produse industrial.

În 1820 Xavier Thomas de Colmar începe producția Aritmometrului său ^[18] , pe baza proiectului Leibniz . Bisognerà attendere la fine del secolo per vedere altre calcolatrici in grado di porsi come valide alternative. Alla fine del 1884 , Dorr Felt realizzò la Comptometer , la prima addizionatrice a tasti, a cui fece seguire la Comptograph , la prima calcolatrice scrivente. Tuttavia, il merito di aver introdotto lo scontrino viene normalmente attribuito alla calcolatrice di Burroughs di poco successiva. Sempre in quegli anni, Frank Stephen Baldwin e soprattutto Willgodt Odhner realizzarono le prime calcolatrici che riprendono la ruota a denti mobili di Poleni e che avranno un enorme successo nel secolo seguente.

L'800 vide anche lo sviluppo di altre calcolatrici che ebbero una grande importanza nella storia dei calcolatori . Nel 1822 Charles Babbage iniziò a lavorare al Difference Engine , macchina già concepita nel 1786 da JH Müller ma mai costruita fino a quel momento. La macchina doveva servire a riscrivere le tavole logaritmiche che, altrimenti calcolate a mano, presentavano numerosi errori. Per vari motivi il progetto venne abbandonato, ne è stata realizzata una ricostruzione nel 1991 basandosi sugli schemi di Babbage. Nel 1882 Herman Hollerith delMIT realizzò le prime macchine calcolatrici elettriche funzionanti a schede perforate .

Il XX secolo

Dagli anni Trenta agli anni Sessanta

Dalla fine dell'Ottocento agli anni sessanta , le calcolatrici meccaniche dominarono il mercato da ufficio. Tra i maggiori fabbricanti americani si possono ricordare Burroughs , Remington-Rand , Friden , Monroe , SCM-marchant e Victor . In Europa tra le società più importanti c'erano Brunsviga , Original Odhner , Facit , MADAS e Mercedes Buromaschinen . L'Italia arrivò molto in ritardo su questo mercato ma, grazie al genio di Natale Capellaro , la Olivetti diventò rapidamente uno dei leader mondiali. Tra gli altri produttori italiani si ricorda anche Lagomarsino di Milano.

• 

  calcolatrice russa tipo Odhner

• 

  Comptometer scrivente (1914)

• 

  Addizionatrice Burroughs

Le calcolatrici prodotte in questo periodo funzionavano a manovella o tramite un motore elettrico. Molti modelli venivano prodotti con entrambi i tipi di azionamento. L'input avveniva tramite cursori o con una tastiera estesa (una colonna di 9 o 10 tasti per ogni posizione decimale). La tastiera ridotta (10 tasti), benché introdotta fin dal 1902, stentò parecchio ad affermarsi definitivamente. Da segnalare il fatto che Oscar Sundstrand introdusse, verso il 1920, l'attuale disposizione dei tasti su quattro righe e tre colonne ^[19] . Addizioni e sottrazioni venivano eseguite con una singola operazione mentre le moltiplicazioni e divisioni erano svolte, rispettivamente, tramite ripetute addizioni e sottrazioni. Le calcolatrici meccaniche portatili come la Curta del 1948 vennero usate finché non furono sostituite da quelle elettroniche negli anni settanta.

Nel 1936 Alan Turing schematizzò i limiti delle macchine calcolatrici, ponendo le definizioni di quella che sarebbe diventata famosa come macchina di Turing Nel 1947 venne inventato il primo transistor affidabile e commercializzabile ^[20] . All'inizio del 1961 fu lanciata sul mercato la prima calcolatrice totalmente elettronica da ufficio: la Bell Punch/Sumlock ANITA Mk. VII ( AN ew I nspiration T o A rithmetic - Una nuova ispirazione all' aritmetica ) ^[21] , esteticamente simile alla comptometer . Questa macchina progettata ^[22] e costruita nel Regno Unito usava valvole termoioniche per la circuiteria e tubi nixie per il display . Questo modello era in qualche modo suscettibile ad errori di calcolo e fu rimpiazzato nel settembre 1961 con la versione Mark. VIII che ebbe assai più successo. Fu dunque sorpassato tecnologicamente quando, a cavallo tra 1963 e 1964 uscirono tre calcolatrici che funzionavano interamente a transistor. Le fonti discordano su quale sia stata effettivamente la prima.

Prevalentemente il primato viene attribuito alla Friden EC-130 che operava con numeri fino a 13 cifre su un monitor CRT da 5 pollici e introduceva la notazione polacca inversa ( RPN ); essa fu introdotta sul mercato al prezzo di 2200 dollari , circa il triplo del costo di una calcolatrice elettromeccanica dell'epoca. Nel 1964 la Sharp introdusse il CS-10A, altro modello di calcolatrice da ufficio che pesava 25 kg , al costo di 500 000 yen (circa 2500 dollari). Quasi contemporaneamente usciva la IME 84 ^[23] , progettata da Massimo Rinaldi e prodotta dall'italiana Industria Macchine Elettroniche del gruppo Edison ^[24] . Era dotata di un display con 16 cifre e, nella versione RC, l'unità di calcolo poteva essere collegata a 4 tastiere.

• 

  Facit NTK (1954)

• 

  Triumphator CRN1 (1958)

• 

  Walther WSR160 (1960)

• 

  Olivetti Divisumma 24 (1956)

• 

  Bell Punch/Sumlock ANITA Mk. VIII (1961)

Gli anni Settanta

All'inizio degli anni settanta apparvero i primi circuiti integrati , nel frattempo venne introdotta sul mercato la calcolatrice programmabile Monroe EPIC . Era una grande unità da tavolo collegata ad una unità logica posata a terra e poteva essere programmata per eseguire molte funzioni tipiche di un computer. Ad ogni modo l'unica istruzione di branch era un'istruzione branch non condizionale (GOTO) alla fine dello stack di operazioni, che faceva ritornare il programma alla sua istruzione iniziale. In questo modo non era possibile includere nessuna logica condizionale (IF-THEN-ELSE). In quell'epoca, l'assenza di istruzioni condizionali veniva talvolta utilizzata per distinguere le calcolatrici dai computer. La prima calcolatrice portatile, introdotta nel gennaio 1971 , era la Sharp EL-8 ^[25] commercializzata anche come Facit 1111. Pesava circa mezzo chilogrammo , aveva un display fluorescente a vuoto, batterie ricaricabili Ni Cd e inizialmente veniva venduta per 395 dollari.

La prima calcolatrice portatile di piccole dimensioni di produzione statunitense, la Bowmar 901B (chiamata comunemente The Bowmar Brain , dall' inglese Il cervello Bowmar ), venne commercializzata nell'autunno del 1971 al costo di 240 dollari: misurava 13,1×7,7×3,7 cm , disponeva di quattro funzioni ed aveva un display a otto cifre a LED rossi. Nell'agosto 1972 invece la Sinclair Executive diventò la più piccola calcolatrice tascabile con le sue misure di 13,8×5,6×0,9 cm e il suo peso di 70 grammi , costava 79 sterline . Verso la fine del decennio, calcolatrici simili erano vendute a prezzi inferiori ai 10 dollari.

La prima calcolatrice tascabile con funzioni di tipo scientifico e che poteva quindi sostituire un regolo calcolatore fu l' HP-35 della Hewlett-Packard , commercializzata nel 1972 al prezzo di 395 dollari. Essa utilizzava, come la maggior parte delle successive calcolatrici di progettazione HP, la notazione polacca inversa (RPN) per l'immissione dei calcoli da eseguire. Nel 1973 , Texas Instruments introdusse la SR-10 (dove SR significava slide rule , ovvero regolo calcolatore), calcolatrice portatile con sistema di immissione algebrico (il sistema tradizionale da cui la RPN differisce). Questa calcolatrice fu seguita poi dalla SR-11 e infine dalla TI-30 .

La prima calcolatrice tascabile programmabile fu la HP-65 del 1974 , era dotata di una memoria capace di 100 istruzioni e poteva memorizzare e richiamare programmi tramite un lettore di schede magnetiche incorporato. Un anno dopo l' HP-25C introdusse una memoria interna permanente: i programmi ei dati erano mantenuti in una memoria CMOS anche dopo lo spegnimento. Nel 1979 l'HP commercializzò la prima calcolatrice alfanumerica ed espandibile, l' HP-41C che poteva essere accessoriata con moduli di memorie di tipo RAM (per i calcoli) e ROM (per il software), oltre che con periferiche come lettori di codici a barre , microcassette e drive per floppy disk . Tra gli accessori vi erano anche stampanti termiche a rotolo e comuni interfacce di comunicazioni come EIA RS-232 , HP-IL e HP-IB .

Gli anni Ottanta e Novanta

I due principali fabbricanti, HP e Texas Instruments, realizzarono continuamente calcolatrici dotate di volta in volta di un maggior numero di funzioni durante gli anni ottanta e gli anni novanta . Alla fine del millennio, la linea che divideva una calcolatrice grafica e un computer palmare non era sempre ben definita. Infatti alcune calcolatrici, come le TI92 e la TI89 della Texas Instruments, e la famiglia HP-48 o la HP-49G della Hewlett Packard potevano derivare e integrare funzioni , eseguire software di elaborazione testi o personal information manager e infine connettersi ad altre calcolatrici o computer tramite cavo o infrarossi . Nell' Unione Sovietica era disponibile la Elektronika MK-61 , una calcolatrice RPN programmabile.

Il XXI secolo

Nel marzo 2002 , HP ha annunciato che non avrebbe più prodotto calcolatrici ^{[ senza fonte ]} , cosa che è stata difficile da accettare per alcuni fan dei prodotti dell'azienda. Per esempio la serie HP-48 aveva, e ha in parte tuttora, un fedele sostegno degli utenti, e tuttora è possibile trovare attivi dei forum ad essa dedicati che ospitano programmi ed applicazioni da caricare nella ROM. Le ultime serie prodotte prima dello stop avevano accumulato una serie di riscontri non positivi. La HP-33S infatti aveva rappresentato per molti aspetti (tastiera e funzioni in primis) un passo indietro rispetto alle apprezzatissime HP-32SII e HP-42S (delle quali ancora oggi sono reperibili, su canali di acquisto on line, pochi pezzi con prezzi esorbitanti); e anche la serie HP-49 aveva accumulato una serie di giudizi negativi, soprattutto riferiti alla tastiera in gomma (di scarsa qualità rispetto alle tastiere con pulsanti rigidi incernierati dei modelli classici).

Alla fine del 2003 HP ha però ricominciato la produzione di nuovi modelli, che in alcuni casi tuttavia, secondo alcuni giudizi, non avrebbero la qualità realizzativa e il sobrio design delle prime calcolatrici HP per le quali l'azienda era famosa (adottando invece il più giovane design che caratterizzava, e caratterizza ancora oggi, le contemporanee concorrenti TI). Attualmente, dopo un ritorno ad un ' look and feel ' più simile a quello dei modelli classici (HP-50G, HP-35S) e la riedizione in serie limitata di modelli particolarmente apprezzati del passato (es. HP-15C Limited Edition del 2011, in cui un moderno processore ARM emula il funzionamento del modello classico ma ad una velocità dalle 50 alle 150 volte superiore, HP-12C 30th Anniversary Edition con processore simile e analoghi incrementi prestazionali), HP ha presentato un nuovo modello di calcolatrice grafica con display touchscreen a colori, la HP Prime, ed accumulatori al litio, caratteristiche mutuate dai moderni smartphone .

La calcolatrice per calcoli finanziari HP-12C è ancora in produzione: fu introdotta nel 1981 e da allora è stata continuamente commercializzata senza sostanziali modifiche estetiche. Essa è divenuta infatti lo standard de facto per le calcolatrici finanziarie, ed ha tuttora un mercato. Come molte altre calcolatrici HP è caratterizzata dall'implementazione della notazione polacca inversa . Tra i nuovi modelli HP (prodotti dal 2003 in poi) è inclusa una versione migliorata della HP-12C, la HP-12C Platinum Edition con memoria aggiuntiva, un maggior numero di funzioni incorporate e modalità di immissione algebrica.

Brevetti

• ( EN ) US2668661 , United States Patent and Trademark Office , Stati Uniti d'America. – Complex computer – GR Stibitz , Bell Laboratories , 1954 (catalogato nel 1941 e ricatalogato 1944 ), dispositivo elettromeccanico che poteva calcolare numeri complessi oltre che registrare i risultati e stamparli tramite telescrivente .
• ( EN ) US3819921 , United States Patent and Trademark Office , Stati Uniti d'America. – Miniature electronic calculator – JS Kilby , Texas Instruments , 1974 (originariamente catalogato nel 1967 ), calcolatrice portatile (1,4 kg ) a batteria con stampante termica .

Note

Bibliografia

• Hans Joachim Müller, Come si usa il calcolatore tascabile , Franco Muzzio & C., 1978.

Voci correlate

Interesse generale:

• Storia dell'hardware

Sistemi di calcolo meccanici :

• Abaco
• Bastoncini di Nepero
• Pascalina
• Stepped Reckoner
• Regolo calcolatore
• Comptometer
• Addiator
• Marchant
• Curta

Calcolatrici elettroniche:

• Lista di calcolatrici
• Massimo Rinaldi (inventore)

Calcolatrici online:

• Calcolatrici online

Emulare una calcolatrice su un PC:

• Calcolatrice (software)

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su calcolatrice elettronica

Collegamenti esterni

• ( EN ) Calcolatrice / Calcolatrice (altra versione) , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( IT , EN ) Calcolatrici tascabili – Informazioni storiche e collezioni online
• ( EN , FR ) MyCalcDB – Database calcolatrici anni settanta e ottanta
• ( IT ) Convertitore di valuta – Convertitore di valuta
• ( IT ) Calcolatrice scientifica – per semplici operazioni aritmetiche
• ( EN ) The Old Calculator Web Museum – Museo online di calcolatrici
• ( EN ) Calcolatrici programmabili – Le specifiche e le descrizioni di molte calcolatrici programmabili
• ( EN ) Museum of Pocket Calculating Devices – Museo di calcolatrici tascabili
• ( EN ) Vintage Calculators Web Museum – Museo online di calcolatrici
• ( EN ) The Museum of HP Calculators – Museo di calcolatrici HP
• ( EN ) Museum of Soviet Calculators – Museo di calcolatrici sovietiche
• ( ES ) calcolatrice – calcolatrice Spagna
• ( ES ) calcolatrice scientifica – calcolatrice scientifica Spagna
• ( EN ) Soviet Calculators Collection – Collezione di calcolatrici sovietiche
• ( EN ) Texas instruments: Linea del tempo interattiva , su ti.com .
• (IT) Calcolatrice Gratis - Collezione di calcolatrici online

Portale Matematica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di matematica