martedì 21 dicembre 2010

Storia delle macchine da calcolo_2

Per dire...

regali di Natale arrivano al blog! Sorriso

Il mio amico Paolo mi invia la seconda parte del suo contributo

Storia delle macchine da calcolo

E dopo le macchine manuali ecco le

Macchine meccaniche

clip_image002Storicamente, l’introduzione dell’uso delle macchine calcolatrici meccaniche viene fatto risalire al 1644, quando il filosofo e matematico francese Blaise Pascal inventò la Pascaline, una macchina calcolatrice per consentire a suo padre, un esattore delle tasse, di effettuare i noiosi e ripetitivi calcoli che il suo lavoro gli imponeva. Aveva allora 21 anni!

Questa macchina era composta da una serie di ruote dentate indicanti le unità, le decine, le centinaia e così via, e ognuna era divisa in dieci settori, dallo 0 al 9, corrispondenti alle cifre del sistema decimale. Nella versione finanziaria le prime ruote a destra avevano un numero di settori diverso.

[Piccola integrazione, Paolo] - Ho trovato in rete un esempio del metodo per effettuare le sottrazioni con la pascalina attraverso la somma di numeri complemento (il complemento è ciò che manca ad un numero per fare l'unità, la decina ecc.):
Eseguiamo la seguente sottrazione:

 5 – 3

Poiché il complemento del numero 3 è 7 (10-3=7)

possiamo sommare

5 + 7 = 12

che senza il riporto da 2

che è come dire:

5 - 3 = 5 + 7 – 10

ma anche:

5 - 3 = 5 + (7-10)

e quindi:

5 - 3 = 5 + (-3)

Si può, perciò, affermare che la pascalina faceva le sottrazioni come somma di numeri negativi utilizzando il metodo del complemento a dieci del sottraendo.
Naturalmente l'operatore non doveva calcolare il complemento e poi eseguire una addizione, ma era la macchina stessa, attraverso il procedimento per la sottrazione, ad eseguire questo calcolo.
(a cura di Enzo Piersigilli in collaborazione con Annamaria Viceconte)

clip_image002[4]In realtà, vi furono anche alcuni precedenti tentativi che però non trovarono pratica applicazione. E’ solo da qualche decennio che si sa che il grande Leonardo Da Vinci (e come poteva essere altrimenti!) avrebbe abbozzato un progetto di una macchina simile a quella di Pascal.

Nel 1623, quindi circa 20 anni prima di Pascal, l’eclettico scienziato tedesco Wilhelm Schickard, clip_image002[6]mise a punto il progetto di una macchina che, per molti versi, era superiore alla Pascaline. Col nome di Orologio Calcolatore, in quanto applicava la tecnologia meccanica degli orologi, essa poteva eseguire in modo più agevole le sottrazioni, inoltre, poteva sommare e sottrarre numeri fino a sei cifre. Per aiutare nelle operazioni di moltiplicazione e divisione, sopra l'addizionatrice erano collocati dei cilindri ruotanti che costituivano un'interessante variante dei bastoncini di Nepero. Purtroppo il prototipo della macchina venne distrutto in un incendio e solo nel 1960, sulla base dei progetti originali, se ne poté costruire una funzionante.

clip_image002[8]Nel 1673 lo scienziato Gottfried Leibniz costruì una macchina calcolatrice che per le sue caratteristiche innovative fu esposta alla Royal Society di Londra. E' interessante citare quanto Leibniz scrisse nel 1671: "non è conveniente che uomini eccellenti perdano, come schiavi, ore di lavoro per calcoli che potrebbero essere affidati a chiunque altro se si utilizzassero delle macchine". Certo non aveva torto, però occorreva costruirle le macchine, e lui ci si mise d’impegno! Questa macchina, a differenza delle precedenti che erano delle semplici addizionatrici, era in grado di moltiplicare e dividere. Purtroppo la geniale invenzione non ebbe immediata applicazione a causa delle difficoltà costruttive, all'epoca insormontabili.

Infatti, solo nel 1820 il francese Xavier Thomas de Colmar riuscì a produrre l'Aritmometro su progetto quasi identico a quello di Leibniz. Era un dispositivo a clip_image002pignoni dentati che eseguiva moltiplicazioni e divisioni e che poteva eseguire le quattro operazioni in maniera quasi automatica, un contagiri sull'asse delle unità registrava il numero di addizioni, per poi eseguire la moltiplicazione, e un sistema a cremagliera consentiva l'azzeramento dei contatori alla fine delle operazioni; tuttavia le divisioni necessitavano ancora dell' intervento logico dell' utente. Per la sua praticità fu la prima calcolatrice che ebbe un successo commerciale; infatti tra il 1820 e il 1890 ne furono prodotte alcune migliaia di esemplari. La macchina ottenne una medaglia d'oro all'esposizione di Parigi del 1855.

clip_image002[10]Nel 1821, Charles Babbage, chiamato anche “il padre del computer”, professore di matematica all'università di Cambridge ed esperto di costruzioni ferroviarie, inventò la Macchina Alle Differenze, antesignana dei moderni calcolatori. Essa basava i suoi calcoli sul principio dei Numeri Triangolari.

Qui ne è magistralmente spiegato il funzionamento: http://www.ulisse.bs.it/museo/storia/babbage/differenze.htm

La macchina inventata da de Colmar aveva conosciuto un successo ininterrotto per parecchie decine di anni, finché il progresso nelle tecniche di fabbricazione permise di ottenere rendimenti migliori. Alla fine del XIX secolo vi fu una vera esplosione di innovazioni in materia di macchine da ufficio. Tutti si orientarono verso una maggiore facilità d'uso, grazie all'impulso dato all'automazione: si trattava di ridurre tutte le operazioni intermedie che potevano ancora sussistere tra l'azione di introdurre le cifre e il conseguimento del risultato dell'operazione.

Nel 1872, Frank Stephen Baldwin elaborò, negli Stati Uniti, una specie di meccanismo interno; nel 1889, il francese Léon Bollée elaborò una macchina che disponeva di una tabella di moltiplicazione interna.

Altri nomi di inventori sono ugualmente celebri: gli americani Door E. Felt e Williams S. Burroughs contribuirono a costruire un vasto mercato per le calcolatrici.

clip_image002[12]Felt adattò alle calcolatrici il principio della tastiera, che cominciava a essere utilizzato nelle macchine per scrivere. La sua, chiamata il Contometro, presentava infatti dei tasti che corrispondevano a cifre, là dove, tradizionalmente, c'erano sempre state delle ruote da far girare o dei cursori da spostare.

Una nuova generazione di macchine calcolatrici prese il via quando l’inventore svedese clip_image002[14]Willgodt T. Odhner nel 1873 produsse un prototipo basato sul principio dell’Aritmometro di de Colmar e chiamato infatti Aritmometro di Odhner.

clip_image004Era una macchina a dischi rotanti che incorporavano 10 denti mobili rappresentanti le cifre da 0 a 9 e che consentiva di effettuare le quattro operazioni matematiche. Odhner ne iniziò la produzione commerciale in Russia nel 1890 per terminarla nel 1917 quando gli stabilimenti chiusero a causa della Rivoluzione d’Ottobre. Fino ad allora ne furono prodotti 23.000 esemplari.

Questa macchina, poi semplificata e migliorata, fu prodotta da molti altri produttori fino al 1960 quando venne sostituita da più moderne macchine elettriche e, più tardi, elettroniche.

Riferimenti.

http://www.edixxon.com/computerstory/storia/pgn_1000_104.html

http://web.unife.it/altro/tesi/A.Montanari/computer.htm

http://www.ulisse.bs.it/museo/storia/linea.htm

http://www.marzi.info/italiano/DIARIO%20DI%20BORDO/EVOLUZIONE/evoluzione%20dei%20strumenti%20e%20dei%20metodi%20di%20calcolo.htm

Grazie infinite, Pa’, per questa seconda puntata! Occhiolino


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7 commenti:

  1. Complimenti prof. Giovanna questo blog è fantastico, ha un modo splendido di spiegare la matematica e i tuoi alunni devono essere fenomenali. ciao

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  2. Marygio ?
    che dirti, grazie! :-)

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  3. Ciao Giovanna,

    interessante, un grazie a te ed al tuo amico Paolo.

    Io possiedo un Aritmometro di Odhner
    era di mio nonno,
    non sapevo si chiamasse così.
    Ma è proprio quello li.


    ciao,
    guzman.

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  4. ciao Guz,
    ... ma sei fortunato allora. Che bello avere pezzi d'antiquariato di questo tipo!
    grazie a te! ciao

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  5. Bello.
    Leggendo il post mi e' venuto in mente un libro che ho letto tempo fa:
    Hodges: Storia di un Enigma
    Si tratta della biografia di Alan Turing che, tra le altre cose, ha inventato la "macchina di Turing", che a dispetto del nome, e' un'ipotesi teorica (cioe', in altre parole, ha inventato l'informatica quando i computer non esistevano ancora).

    Il libro e' piu' una spy-story che una divulgazione scientifica. Ma e' appassionante.

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  6. ah Dario,
    una buona segnalazione allora. Cercherò di leggere la spy-story:-)

    ciao,
    grazie.

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  7. Interessante, veramente interessante anche per chi, come me lavora in banca. In tanti anni ne ho viste di tutti i colori tra calcolatrici, contasoldi e macchine per la valuta estera. Ora, molto più rapidamente di quanto si possa pensare, prevedo che entreranno in funzione macchine che manderanno noi, vecchi cassieri, in pensione. Tanti auguroni per un Buon Natale e un Sereno 2011, Fabio

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