Sejarah Singkat Teknik Kalkulator

Bagian I 
The Age dari Polymaths

oleh James Redin

"Untuk itu tidak layak pria yang sangat baik untuk menurunkan jam seperti budak di tenaga kerja perhitungan yang akan aman dilimpahkan ke orang lain jika mesin yang digunakan."

Gottfried Wilhelm Von Leibniz - 1685

Pengantar

Tujuan dari dokumen ini adalah untuk menjelaskan secara singkat perangkat penghitung non-elektronik yang paling umum dalam konteks sejarah, dan untuk menciptakan sumber referensi ke halaman lain di Internet yang berkaitan dengan topik ini. Perjalanan dimulai 2500 tahun yang lalu dengan Abacus, dan berakhir 30 tahun yang lalu dengan pengenalan kalkulator elektronik pertama.

Dalam rangka memfasilitasi download, dokumen tersebut telah dibagi menjadi tiga bagian: Bagian I, menjelaskan evolusi dari perangkat menghitung sampai penemuan roda Melangkah oleh Leibniz. Bagian II, membahas peristiwa utama selama abad ke-19, dan ulasan Bagian III pengembangan mesin kantor sampai tahun 1960-an ketika kalkulator elektronik pertama kali muncul di pasar.

The Abacus

M konsep athematical dan keturunan mereka, operasi aritmatika, dianggap selama ribuan tahun latihan intelektual murni yang tidak dapat diduplikasi atau dilakukan oleh artefak buatan manusia. Bahkan Abacus , yang muncul di Asia Kecil 2500 tahun yang lalu danmasih digunakan sampai sekarang , hanya perangkat memori-membantu daripada mesin hitung nyata.

The Abacus adalah cerdik perangkat penghitungan berdasarkan pada posisi relatif dari dua set manik-manik bergerak pada string paralel. Set pertama berisi lima manik-manik pada setiap string dan memungkinkan menghitung dari 1 sampai 5, sedangkan set kedua hanya memiliki dua manik-manik per string yang mewakili angka 5 dan 10. Sistem Abacus tampaknya didasarkan pada radix lima. Menggunakan radix sebuah lima masuk akal karena manusia mulai menghitung objek pada jari-jari mereka.

The Antikythera Kalkulator

Beberapa waktu, antara 100 SM dan 65 SM, sebuah kapal Yunani membawa beban dari perunggu dan marmer patung dan artefak lainnya dari Rhodes ke Roma tenggelam dekat pantai Antikythera , sebuah pulau kecil Yunani. Itu tetap di dasar laut di bawah 140 ft air selama dua milenium, sampai ditemukan pada tahun 1901 oleh penyelam spons asli .

Sisa-sisa, dipertahankan di Museum Nasional di Athena , termasuk mekanisme diarahkan kuno , sekarang dikenal sebagai Kalkulator Antikythera.

Perangkat ini menarik, terdiri dari 32 gigi-roda , menyerupai mekanisme jam abad ke-18, dan digunakan untuk menghitung pergerakan matahari dan bulan.

Napier Bones

Sebuah penemuan yang menarik nother adalah tulang Napier , pintar alat perkalian diciptakan pada 1617 oleh matematikawan John Napier (1550-1617), dari Skotlandia.

The tulang adalah seperangkat batang persegi panjang vertikal, masing-masing dibagi dalam 10 kotak. Atas persegi berisi digit dan kotak yang tersisa mengandung 9 kelipatan pertama digit. Setiap beberapa memiliki digit yang dipisahkan oleh garis diagonal. Ketika nomor dibangun dengan mengatur berdampingan batang dengan sesuai angka di atas, maka beberapa yang dapat dengan mudah diperoleh dengan membaca sesuai baris dari kelipatan dari kiri ke kanan sambil menambahkan angka ditemukan di jajaran genjang yang dibentuk oleh diagonal baris. Tidak heran John Napier juga penemu logaritma , konsep yang digunakan untuk mengubah perkalian menjadi tambahan.

tulang Napier yang sangat sukses dan secara luas digunakan di Eropa sampai pertengahan 1960-an.

Logaritma juga dasar untuk penemuan aturan slide oleh William Oughtred (1574-1660), Inggris, pada tahun 1633.

Desain Leonardo da Vinci

N K arakteristik memiliki contoh yang tak terhitung jumlahnya dari solusi mekanik untuk masalah-masalah praktis, sehingga tidak mengherankan bahwa upaya pertama untuk merancang mesin penghitung mungkin dibuat oleh master artefak mesin,Leonardo da Vinci (1452-1519).

Leonardo da Vinci mendapat banyak nya ide cerdas dari pengamatan yang cermat dari mekanik yang terlibat dalam gerakan organisme hidup. Yang cukup menarik, alam tidak berevolusi roda sebagai solusi untuk masalah ini; solusi yang tersisa untuk kecerdikan manusia. Sangat menarik untuk dicatat bahwa roda telah menjadi dasar untuk sebagian besar perangkat mekanis yang digunakan untuk meniru proses berpikir yang terlibat dalam operasi aritmatika. Seperti George Chase [1] mengatakan, "Sejarah mesin komputasi mekanik di esensinya adalah kisah roda angka dan perangkat yang memutar untuk mendaftar nilai-nilai digital dan puluhan-carry."

Mesin Schickard

T dia mesin pertama menghitung dibangun oleh matematikawan berbakat digerakkan oleh keinginan yang kuat untuk menyederhanakan sifat berulang dari operasi aritmatika.

Mesin menambahkan pertama yang diketahui dibuat oleh Wilhelm Schickard (1592-1635). Pada tahun 1623, Schickard, seorang polymath dan kemudian profesor di University of Tübingen di Wuerttemberg, sekarang bagian dari Jerman, dirancang dan dibangun sebuah alat mekanik yang ia disebut Jam Menghitung . Mampu menambah dan mengurangi hingga nomor enam digit, artefak itu didasarkan pada pergerakan enam roda penyok diarahkan melalui "dimutilasi" roda yang dengan setiap putaran penuh memungkinkan roda yang terletak di sebelah kanan untuk memutar 1/10 dari penuh giliran. Mekanisme meluap membunyikan lonceng. Fitur menambahkan itu dirancang untuk membantu melakukan perkalian dengan satu set silinder Napier termasuk dalam bagian atas mesin. Menurut catatannya, prototipe mesin ini dihancurkan oleh api. Tampaknya prototipe lain ada pada saat itu tetapi tidak pernah ditemukan.

Seorang teman astronom besar Johannes Kepler (1571-1630), Schickard mengiriminya beberapa surat pada tahun 1623 dan 1624 sebentar menjelaskan penemuannya. Schickard dan keluarganya tidak bertahan wabah pes dan catatan rinci nya tetap tidak diketahui sampai ditemukan pada tahun 1935 dan 1956 oleh sejarawan Franz Hammer. Matematika Bruno Von Freytag dari Universitas Tübingen digunakan mereka untuk merekonstruksi mesin pada tahun 1960. Satu unit di Museum Deutsches di München.

Pascaline

Blaise Pascal (1623-1662) hanya berusia 18 tahun ketika ia dikandung Pascaline pada tahun 1642. Sebuah dewasa sebelum waktunya matematikawan Perancis dan filsuf, Pascal ditemukan pada usia 12 bahwa jumlah sudut dalam segitiga adalah selalu 180 derajat. Kemudian, ia menetapkan dasar bagi teori probabilitas dan membuat kontribusi yang signifikan terhadap ilmu hidrolika. The Pascaline , dibangun pada tahun 1643, adalah mungkin pertama mekanik perangkat menambahkan benar-benar digunakan untuk tujuan praktis. Dibangun oleh Pascal untuk membantu ayahnya, Etienne Pascal, seorang penagih pajak, dengan aktivitas membosankan menambah dan mengurangi urutan besar nomor. Namun mesin itu sulit untuk menggunakan dan mungkin tidak sangat berguna karena sistem mata uang Perancis yang tidak basis 10. Sebuah livre memiliki 20 sols dan sol memiliki 12 mendustakan .

Pascal tidak menyadari mesin Schickard, dan solusinya adalah tidak elegan dan efisien. Seperti Paul E. Dune kata "memiliki ide Schickard menemukan khalayak luas maka mesin Pascal tidak akan ditemukan."

Dibangun pada kotak kuningan persegi panjang, di mana satu set cepat berlekuk pindah roda internal dengan cara yang rotasi penuh roda disebabkan roda di sebelah kiri untuk maju satu 10 ^th . Meskipun prototipe pertama hanya berisi 5 roda, unit kemudian dibangun dengan 6 dan 8 roda. Sebuah pin digunakan untuk memutar cepat. Sebagai lawan mesin Schickard, roda bergerak hanya searah jarum jam dan dirancang hanya untuk menambah angka. Pengurangan dilakukan dengan menerapkan teknik rumit berdasarkan penambahan komplemen sembilan ini.

Meskipun mesin menarik banyak perhatian di hari-hari, itu tidak mendapatkan penerimaan luas karena itu mahal, tidak dapat diandalkan serta sulit untuk menggunakan dan memproduksi. Dengan 1652 sekitar 50 unit telah dibuat tetapi kurang dari 15 telah dijual. Awalnya, Pascal punya banyak kepentingan dalam penemuan dan ia bahkan memperoleh "hak istimewa" perlindungan (abad pertengahan setara paten) untuk idenya pada 1649, namun minatnya dalam ilmu dan "material" pengejaran berakhir ketika ia mundur ke Jansensist biara di 1655 mengkonsentrasikan perhatiannya pada filsafat. Dia meninggal pada 1662.

Selama periode 30 tahun setelah penemuan Pascal, beberapa orang membangun mesin berdasarkan desain ini menghitung. Yang paling terkenal adalah mesin menambahkan dari Sir Samuel Morland (1625-1695), dari Inggris. Mesin ini diciptakan pada tahun 1666 memiliki skala perduabelas berdasarkan mata uang Inggris, dan diperlukan campur tangan manusia untuk memasuki membawa ditampilkan di dial tambahan.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa bahkan pada awal abad ke-20, beberapa perusahaan memperkenalkan model berdasarkan langsung pada desain Pascal.Salah satu contoh adalah petir Adder Portabel diperkenalkan pada tahun 1908 oleh Lightning Menambahkan Mesin Co dari Los Angeles. Contoh lain adalahAddometer diperkenalkan pada tahun 1920 oleh mesin ketik Handal dan Menambahkan Mesin Co of Chicago. Tak satu pun dari mereka mencapai sukses.

Leibniz Melangkah Drum

Itu 1672 ketika Jerman yang terkenal polymath, matematikawan dan filsuf, Gottfried Wilhelm Von Leibniz (1646-1716), co-penemu kalkulus diferensial, memutuskan untuk membangun sebuah mesin mampu melakukan empat operasi aritmatika dasar. Dia terinspirasi oleh perangkat langkah-menghitung (pedometer) ia melihat sementara pada misi diplomatik di Paris.

Seperti Pascal, Leibniz adalah seorang anak ajaib. Dia belajar bahasa Latin pada usia 8 dan mendapat gelar doktor kedua ketika ia 19. Begitu ia tahu tentang desain Pascal, ia menyerap semua rincian dan ditingkatkan desain sehingga memungkinkan untuk perkalian dan pembagian. Dengan 1.674 desain adalah lengkap dan ia menugaskan pembangunan prototipe untuk seorang pengrajin dari Paris bernama Olivier.

The penghisab Melangkah , seperti Leibniz disebut mesinnya, menggunakan jenis khusus dari gigi bernama Melangkah Drum atau Leibniz Wheel yang merupakan silinder dengan sembilan gigi bar berbentuk incrementing panjang sejajar dengan sumbu silinder. Ketika drum diputar dengan menggunakan engkol, roda sepuluh gigi secara teratur, tetap lebih sumbu geser, diputar nol sampai sembilan posisi tergantung pada posisi relatif terhadap drum. Seperti pada perangkat Pascal, ada satu set roda untuk setiap digit. Hal ini memungkinkan pengguna untuk geser sumbu seluler sehingga ketika drum diputar itu menghasilkan dalam roda biasa proporsional gerakan untuk posisi relatif mereka. Gerakan ini kemudian diterjemahkan oleh perangkat ke perkalian atau pembagian tergantung pada arah mana drum melangkah diputar.

Tidak ada bukti bahwa lebih dari dua prototipe dari mesin ini yang pernah dibuat. Meskipun Leibniz adalah salah satu polymaths paling menonjol pada masanya, ia meninggal dalam kemiskinan dan dihargai.Mesinnya tetap di loteng Universitas Göttingen sampai seorang pekerja menemukannya pada tahun 1879 sementara memperbaiki kebocoran di atap. Sekarang di Museum Negeri Hanover; satu lagi berada diMuseum Deutsches di München .

Menghitung perangkat selama abad ke-18

Pascal dan desain Leibniz adalah dasar untuk sebagian besar kalkulator mekanik dibangun selama 18 ^th Century. Giovanni Poleni membuat satu pada 1709 , Lpine pada 1725, Antonius Braun tahun 1725, Jacob Leupold pada tahun 1727, Hillerin de Boistissandau tahun 1730, CL Gersten di 1735, Jacob Isaac Pereire pada tahun 1750, Phillip Mathieus Hahn di Jerman pada tahun 1773. Charles, Earl ketiga Stanhope , dari Inggris, pada 1775; Johan Helfreich Müller pada tahun 1783, Jacob Auch pada tahun 1790, dan Reichhold pada tahun 1792. [4].

pertimbangan khusus layak Parson Phillip Mathieus Hahn (1730-1790) yang dikembangkan pada 1773 kalkulator fungsional pertama berdasarkan Leibniz Melangkah Drum. kalkulator Hahn memiliki satu set 12 drum dalam susunan melingkar digerakkan oleh engkol terletak di sumbu pengaturan. Hahn membuat mesin ini sampai kematiannya pada tahun 1790, namun, kedua putranya dan saudara-iparnya, Johann Christopher Schuster, dilanjutkan dengan pembuatan mungkin hingga akhir 1820.

Pada akhir abad ke-18, mesin hitung masih keingintahuan digunakan untuk tujuan tampilan, bukan untuk penggunaan aktual. Keterbatasan yang ditetapkan oleh teknologi membuat mustahil untuk memenuhi impian Pascal untuk membuat mereka perangkat perhitungan praktis.