no.llcitycouncil.org
Oppfinnelser og maskiner

Folkets beste venn: Kalkulatorenes korte historie

Folkets beste venn: Kalkulatorenes korte historie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Glem hunder, folks beste venn har alltid vært, og vil alltid være, kalkulatoren.

Denne kraftige, men likevel diminutive enheten har gjennomgått noen betydelige ansiktsløftninger gjennom årtusener, men deres grunnleggende funksjoner vil være kjent i konseptet til våre forfedre.

Fra den enkle kulerammen ville mer avanserte mekaniske former bli utviklet til de gjennomgikk flere kvantehopp i kraft med fremveksten av den første elektronikken og deretter mikrochipet.

Deres siste og mest betydningsfulle fremgang kom med at de kastet av seg de fysiske sjaklene for å bli nesten utelukkende virtuelle på et utrolig antall datamaskiner og smarte enheter.

Kalkulatorens fysiske kompleksitet nådde sitt høyeste nivå på 1990-tallet, men økningen av internett, hjemme-datamaskiner og til slutt smarttelefoner, har allerede, for det meste, gjort dem foreldet.

Mens noen, som jeg, foretrekker å bruke en fysisk, dedikert kalkulator for beregninger, gir mange andre dem aldri en annen tanke.

Men vi i IE er fast bestemt på at du aldri ser på den gamle skolekalkulatoren igjen. Ved å ta den opp igjen holder du bokstavelig talt tusenvis av år med menneskelig historie i hånden - slik du er i ferd med å finne ut av det.

Hvor det hele begynte - Den ærverdige kulerammen

Historien til kalkulatoren, eller hva vi vet om den, begynte med den hånddrevne kulerammen i det gamle Sumeria og Egypt rundt 2000-2500 f.Kr.

Dette er veldig enkle enheter sammenlignet med moderne kalkulatorer som består av sett med ti perler på en serie stenger som holdes på plass på en firsidig ramme som vanligvis er laget av tre.

Abacus var den første spesialbyggede enheten for telling som ennå ble oppdaget med unntak av tellebrettet.

Før dette er det sannsynlig at mennesker har brukt fingrene eller haugene med steiner, frø eller perler (eller noe virkelig).

Prinsippet er veldig enkelt - i det minste for tillegg. Den øverste stangen representerer antall små enheter.

Ved å flytte dem fra den ene siden til den andre kan brukeren raskt holde oversikt over enhetsnummer mellom en og ti.

Når ti er nådd, kan en enkelt perle på neste stang skyves over for å representere en enhet på ti. De øverste perlene kan deretter returneres til motsatt side, og små enheter kan telles igjen.

Hver nedre stang representerer stadig større krefter av ti, og den tredje representerer hundrevis, de neste tusen og så videre.

Kinesisk kuleramme (Suanpan) varierer i design og brukes på en litt annen måte vestlige versjoner, men prinsippet er det samme.

Det antas at kulerammen ble introdusert for kineserne av romerske kjøpmenn rundt 190 e.Kr.

Abacus ville forbli som de facto telleinnretning i over fire og et halvt årtusen.

Det er fremdeles den valgte telleenheten i mange deler av Asia (noen enheter kombinerer til og med de to).

Det var til slutt i Europa til 1617.

John Napier og hans fancy bein

I 1617 ga en skotsk matematiker, John Napier, ut sin seminalbok Rabdologi (beregner med stenger). Denne boken beskrev funksjonene til en enhet som skulle bli kjent som Napier's Bones.

Beinene (stengene) var veldig tynne, og hver av dem ble skrevet med multiplikasjonstabeller. Brukere kan gjøre raske beregninger ved å justere hver staves vertikale innretting for å lese av multiplikasjonssummen i horisontal retning.

De ble først og fremst utviklet som en beregningsmetode for å finne produktene og antallet av tall. Det fine med dem var deres enkelhet.

Etter bare noen få timers øvelse kunne hvem som helst raskt gjøre ganske komplekse multiplikasjons- og divisjonsberegninger. En ekspert kunne til og med bruke dem til å hente kvadratrøtter for ganske store antall, ikke dårlig for det 17. århundre!

De gjorde det mulig for en bruker å bryte ned multiplikasjon i mye enkle tilleggsoperasjoner eller inndeling til enkle subtraksjoner.

Så imponerende som denne enkle oppfinnelsen var det ikke teknisk sett en kalkulator som brukeren fremdeles trengte å gjøre mentale beregninger for å kunne bruke dem.

De tilbød imidlertid en snarveiemetode for å øke hastigheten på multiplikasjon og divisjonsproblemer.

Lysbildesregelen var den neste store fremgangen

Europa så neste trinn i utviklingen av mekaniske kalkulatorer i løpet av det 17. århundre.

Ved hjelp av Napier og hans algoritmer, var Edmund Gunter, William Oughtred og andre i stand til å gjøre den neste viktige utviklingen innen kalkulatorer - lysbildet.

Skyveregelen var et fremskritt mot kulerammen da den besto av en glidepinne som kunne utføre raske multiplikasjoner ved å bruke logaritmiske skalaer.

På overflaten ser skliregler ut som ganske komplekse enheter, men det forråder den rene nytten av dem.

De er faktisk en skyvepinne (eller disk som ovenfor) som bruker logaritmiske skalaer for raskt å løse multiplikasjons- og delingsproblemer.

De ville gjennomgå en rekke fremskritt som gjør at de kan brukes til å utføre avansert trigonometri, logaritmer, eksponensialer og kvadratrøtter.

Så sent som på 1980-tallet var bruken av lysbilderegler en del av skolens læreplaner i mange land, og ble ansett som et grunnleggende krav for millioner av skolebarn å lære.

Dette er ganske interessant ettersom andre mekaniske og elektroniske kalkulatorer eksisterte på dette tidspunktet.

Imidlertid var dette ofte ikke de mest bærbare enhetene sammenlignet med datidens lysbilderegler som lett kunne passe inn i en brystlomme eller knappeskjorte.

Skyveregler var av grunnleggende betydning for NASAs romprogram, med stor pålitelighet under Apollo-programmet.

En Pickett-modell N600-ES ble til og med tatt med mannskapet på Apollo-13 måneoppdrag i 1970.

Blaise Pascal og fremveksten av den virkelige mekaniske kalkulatoren

I 1642 opprettet en Blaise Pascal en enhet som kunne utføre aritmetiske operasjoner med bare to tall.

Maskinen hans består av tannhjul som kan legge til og trekke fra to tall direkte og også multiplisere og dele dem ved repetisjon.

Inspirasjonen til Pascals kalkulator, aritmetiske maskin eller Pascaline, var hans frustrasjon over den mektige arten av aritmetiske beregninger faren hans måtte utføre som skattetilsyn i Rouen.

Hoveddelen av maskinen hans var bæremekanismen som legger til 1 til 9 på en dreiebryter.

Når skiven dreies for å nå 0, kan den neste skiven bære 1, og så videre. Hans innovasjon gjorde hvert siffer uavhengig av de andres tilstand, noe som gjorde det mulig for flere transporter raskt å kaste fra ett siffer til et annet uavhengig av maskinens kapasitet.

Mellom 1642 og 1645 ville han lage ikke mindre enn 50 prototyper, til slutt presentere sitt siste stykke for publikum og tilegne det til den daværende kansler i Frankrike, Pierre Seguier.

Han ville fortsette å forbedre designet i løpet av de neste tiårene og ble til slutt gitt et kongelig privilegium (tilsvarende et patent) for å gi ham enerett til å designe og bygge mekaniske kalkulatorer i Frankrike.

I dag eksisterer ni eksempler på hans originale maskiner, og de fleste vises rundt museer rundt om i Europa.

Imitasjon er den oppriktigste form for smiger

Alle andre mekaniske kalkulatorer som fulgte Pascaline ble enten direkte inspirert av den eller delte den samme påvirkningen som Pascal brukte for enheten sin.

Nøkkeleksempler inkluderte 1673 Leibniz Wheels, utviklet av Gottfried Leibniz. Leibniz forsøkte å forbedre Pascaline ved å legge til automatiske multiplikasjonsfunksjoner til Pascals design.

Gottfrieds design besto av en sylinder med et sett tenner av trinnvise lengder.

Disse ble kombinert med et tellerhjul, og selv om det ikke var en konkurransekalkulator i seg selv, ville det bli en integrert komponent i fremtidige mekaniske kalkulatorer.

Han forsøkte å bygge sin egen komplette beregningsmaskin, kalt "Stepped Reckoner", noen tiår senere, men den ble aldri masseprodusert.

Leibnizs arbeid var imidlertid ikke forgjeves. I 1820 bygde Thomas de Colmar sitt berømte aritmometer.

Dette innlemmet Leibniz hjul (trinntrommel), eller hans egen oppfinnelse av det, og fortsatte med å bli den første mekaniske kalkulatoren som er sterk og pålitelig nok til å brukes hver dag på steder som kontorer.

Det ville bli en øyeblikkelig kommersiell suksess og ble produsert mellom 1851 og 1915. Den ble også kopiert og bygget av mange andre selskaper rundt om i Europa.

Kalkulatoren var i stand til å legge til og trekke fra to tall direkte og kunne utføre lange multiplikasjoner og divisjoner ved hjelp av en bevegelig akkumulator.

Aritmometeret vil markere et vannskille i kalkulatorhistorien og på sin måte tvinge begynnelsen på slutten for den store avhengigheten av menneskelige kalkulatorer.

Det ville også effektivt lansere den mekaniske kalkulatorindustrien over hele verden.

Noen ble fremdeles bygget og brukt så sent som på 1970-tallet.

Oppgangen og fallet av den mekaniske kalkulatoralderen

Mekanisk kalkulatorinnovasjon flyttet over Atlanterhavet til USA etter suksessen til Arithmometeret med utviklingen av forskjellige håndsvingte tilsetningsmaskiner.

Disse inkluderte den meget vellykkede Grant Mechanical Calculator Machine bygget i 1877 og den berømte P100 Burroughs Adding Machine utviklet av William Seward Burroughs i 1886.

P100 ble virkelig suksessfull for Burroughs og hans firma og ville være den første av en serie kontorberegningsmaskiner.

Dette ville gjøre Burroughs-familien veldig velstående og tillot barnebarnet hans, William S. Burroughs, å nyte en bekymringsfri livsstil som gjorde det mulig for ham å skrive flere romaner, inkludert den stoffkulturinspirerte romanen "The Naked Lunch".

Litt senere, i 1887, Dorr. E. Felt, fikk et amerikansk patent på Comptometer. Denne maskinen tok kalkulatorer inn i trykknappalderen og ville inspirere mange etterligninger av det gjennom det neste århundre.

Inkludering av trykknapper ville dramatisk forbedre effektiviteten til kalkulatorer for tillegg og subtraksjon. Dette skyldes at trykknapper kan legge til verdier i akkumulatoren så snart de er nedtrykket.

Dette betyr at tall kan legges inn samtidig, noe som kan gjøre enheter som Comptometer raskere å bruke enn elektroniske kalkulatorer som krever at tall skal legges inn individuelt i serie.

På slutten av 1940-tallet ble mekaniske kalkulatorer bærbare. Curta-kalkulatoren var kompakt, kunne passe i den ene hånden, og kunne ganske klønete passe i en lomme.

Faktisk var det den aller første, siste og eneste mekaniske håndholdte lommekalkulatoren som noen gang er utviklet.

Det var hjernebarnet til Curt Herzstark (en østerriksk oppfinner) og er effektivt en etterkommer av Gottfried Leibniz's Stepped Reckoner og Charles Thomas 'Arithmometer.

Under andre verdenskrig fullførte Herzstark designene sine for Curta, men ettersom faren hans var jødisk, ble han sendt til Buchenwald konsentrasjonsleir.

Imidlertid reddet hans mekaniske kunnskap livet hans som nazistene behandlet ham som en "intelligens-slave".

Det fungerte ved å akkumulere verdier på tannhjulene som deretter i seg selv blir lagt til eller komplementert av en trinnvis trommelmekanisme.

Hele mekanismen passet tett inn i en liten sylinder og var etter alt å dømme et veldig vakkert sett.

Det var i stand til å addere, subtrahere, multiplisere og dele alt i håndflaten din. Curta ville ha en fantastisk kommersiell suksess som de facto bærbar kalkulator i mange tiår.

Hver koster mellom $ 125 og $ 175 dollar og i dag selge hvor som helst mellom $ 1000 og $ 2000 avhengig av tilstand og modell.

Herzstarks intrikate design for Curta ble brukt helt til 1960-tallet i rallybiler og cockpits der det måtte foretas raske beregninger.

Curta- og trykknappmekaniske kalkulatorer hadde nådd sitt toppunkt på 1960-tallet, men deres dominans ville snart bli utfordret.

Fremveksten av den elektroniske kalkulatoren

Historien om den elektroniske kalkulatoren har røtter på slutten av 1930-tallet. Da verden var klar for storskalig krigsføringsartilleri, krevde krigsskipets pistolbatterier, bombesikter og andre våpen måter å beregne trigonometri raskt og pålitelig.

Løsninger dukket raskt opp som Sperry-Norden bombsight, US Navy Torpedo Data Computer og Kerrison Predictor AA brannkontrollsystem.

Dette var alle hybridmekaniske og elektriske systemer som brukte tannhjul og roterende sylindere for å produsere elektroniske utganger som matet inn i våpensystemer.

Mer sofistikerte systemer ble opprettet senere i krigen med behovet for å bryte fiendens koder.

Dette førte til slutt til utviklingen av den berømte Colossus 'datamaskinen' som var dedikert til å utføre XOR-boolske algoritmer i stedet for beregninger per se.

På slutten av krigen ble den første generelle beregningsdatamaskinen, ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) ferdigstilt i 1946.

Dette ble designet som en fullstendig digital kalkulator for skytebord for artilleri og kunne også brukes til å løse mange andre numeriske problemer.

Dette inkluderte de fire grunnleggende aritmetiske funksjonene. Det var 1000 ganger raskere enn noen eksisterende elektromekanisk datamaskin fra den tiden, og kunne så mange som ti-sifrede desimaltall i minnet.

Det var imidlertid enormt å veie utrolig 27 tonn og krevde mye plass.

Men fremgangen i alle elektroniske kalkulatorer traff et kvelepunkt ettersom de var begrenset av størrelsen på vakuumrør - de ville trenge å bli miniatyrisert.

Miniatyrisering åpner døren for elektroniske kalkulatorer

Med miniatyriseringen av vakuumrør kunne utviklingen av elektroniske kalkulatorer fortsette raskt.

A New Inspiration To Arithmetic Accounting (ANITA) ble verdens første allelektroniske stasjonære kalkulator i 1961.

ANITA ble utviklet av det britiske selskapet Control Systems Limited og brukte et trykknapptastatur for drift.

Ingen andre bevegelige deler var påkrevd med alle de smarte tingene som ble håndtert elektronisk ved hjelp av vakuumrør og kalde katoder "Dekatron" -tellerør.

For en tid var det den eneste stasjonære elektroniske kalkulatoren som var tilgjengelig med titusenvis solgt frem til 1964.

Utviklingen av transistorer ville plutselig åpne for konkurransen.

ANITAs dominans over markedet ble hardt utfordret av tre tidlige transistorbaserte elektroniske kalkulatorer, den amerikanske Friden 130-serien, den italienske IME 84, og Sharp Compet CS10A fra Japan.

Selv om ingen var vesentlig bedre enn ANITA, eller billigere for den saks skyld, ville deres all-transistordesign åpne for konkurransen.

Bedrifter som Canon, Mathatronics, Smith-Corona-Marchant, Sony, Toshiba vil snart utnytte denne nye muligheten.

Av disse ble noen bemerkelsesverdige kalkulatorer født, inkludert Toshibas "Toscal" BC-1411-kalkulator.

BC-1411 var ligaer forut for sin tid og integrerte en tidlig form for RAM på separate kretskort.

1965 introduserte den imponerende Olivetti Programma 101. Dette ville vinne mange industrielle priser og kunne lese og skrive magnetkort, vise resultater og hadde en innebygd skriver å starte.

Rundt samme tid ga Bulgarias sentrale institutt for beregningsteknologier ut ELKA 22. Den veide rundt 8 kg og var den aller første kalkulatoren som fulgte med en kvadratrotfunksjon.

Til tross for disse imponerende tidlige elektroniske kalkulatorene, var alle tunge og store, for ikke å nevne kostbare.

Dette var i ferd med å endres da Texas Instruments ga ut sitt landemerke "Cal Tech" prototype.

Den var kompakt nok til å være håndholdt, kunne utføre alle de grunnleggende aritmetiske funksjonene og kunne til og med skrive ut resultater på papirbånd. Kalkulatoren var i ferd med å gå mainstream.

Mikrochippen forandret alt

Det neste store spranget i kalkulatorutviklingen kom med utviklingen av mikrochipet. Dette var ingen enkel oppgave og krevde ingeniørarbeid for å løse tre store problemer.

1. Nødvendig for å erstatte kort av transistorer med integrerte mikrochips,

2. De trengte å være energilys slik at de kunne kjøre på batterier i stedet for strømnettet og;

3. For å være utilitaristiske trengte de å utvikle slankere, enklere kontrollmekanismer.

Så avansert som Texas Instruments "Cal-Tech" var den fortsatt avhengig av transistorer og måtte også plugges inn i strømnettet.

Japanske og amerikanske halvlederselskaper begynte å gå sammen om å utvikle halvledere. Bedrifter som Texas Instruments gikk sammen med Canon, General Instrument jobbet med Sanyo og mange andre selskaper dannet lignende allianser.

Etter noen års utvikling ble Sharp QT-8D "Micro Compet" lansert.

Selv om den var primitiv etter dagens standarder, brukte den fire Rockwell-sjetonger (hver tilsvarer 900 transistorer) for å drive skjermen, desimalpunktet, digital tillegg og registrere inngangskontroll.

Dette måtte fremdeles kobles til, men en alternativ modell, QT-8B, brukte oppladbare celler som tillot det å være helt bærbart. Dette var en enorm nyvinning på den tiden.

Den ble raskt fulgt av andre håndholdte kalkulatorer Sharp EL-8, Canon Pocketronic og Sanyo ICC-0081 Mini Calculator. Den elektroniske kalkulatoren for mikrochip hadde kommet.

Kalkulatorer blir mindre og mindre

Så imponerende som kalkulatorene var at de var praktisk talt foreldede på tidspunktet for markedsutgivelsen. Gjennom tidlig på 1970-tallet ble det produsert nyere og mer sofistikerte enheter.

Noen vil redusere sjetongene som trengs til en i Mostek MK6010 ("Kalkulator-på-en-brikke") av Busicom og senere den enda mindre LE-120 "Handy" som integrerte en LED-skjerm og kjørte på 4 AA-batterier.

Disse brikkene vil til slutt bli brukt av Intel i første generasjons PC-er.

Mange flere ville følge fra amerikanske selskaper som Bowmar og de første kalkulatorene som ble laget av Clive Sinclair i 1972.

Dette var alle pionerer i denne nye voksende industrien, men var fortsatt ganske dyre for de fleste forbrukere på den tiden.

LED-skjermene surret også batteriene, og funksjonene deres var fremdeles begrenset til grunnleggende regning. Alt dette endret seg da Sinclair produserte Cambridge som var den første lavkostkalkulatoren.

Mer avanserte beregningsfunksjoner ble introdusert til lommeregner med Hewlett Packard HP-35 'vitenskapelige' kalkulator. Dette var i stand til å håndtere trigonometri og algebraiske funksjoner.

Fremskritt vil raskt øke nesten månedlig med Texas SR-10 som legger til vitenskapelig notasjon og SR-11 legger til en Pi-nøkkel og 1974 SR-50 som gir logg- og trig-funksjoner.

Dette førte til slutt til utviklingen av de såkalte 'Calculator Wars' som til slutt ville se at billigere, bedre modeller ble produsert. En velsignelse for forbrukere og hodepine for produsenter.

På slutten av 1970-tallet hadde nytten og populariteten til den eldgamle lysbildesregelen gått sin gang.

Kalkulatorer begynte også å bli programmerbare rundt denne tiden med eksempler som HP-65 fra 1974 som kunne håndtere 100 instruksjoner, lagre og hente data fra en magnetisk kortleser.

På vei inn på 1980-tallet var selskaper som HP og det nye barnet på blokken, Casio, ledende for bransjen.

Mot slutten av 1970-tallet kunne du finne en mengde billige, små og lave strømforbrukskalkulatorer nesten hvor som helst. Noen var så effektive at de første solcelleversjonene begynte å dukke opp.

Den første, Sharp EL-8026 og Teal Photon, markerte høydepunktet i fysisk kalkulatorutvikling (moderne har i realiteten endret veldig lite mening). Lite forandret seg gjennom 1980-tallet med det bemerkelsesverdige unntaket for utviklingen av såkalte lommecomputere.

Siden disse var mer som lomme-PC-er som bare kalkulatorer, vil vi ikke diskutere den utløpet lenger her.

Men lommekalkulatorer, som deres eldgamle forfedre, ville Abacus og slide-rule snart trenge å tilpasse seg eller dø. Datamaskinalderen var like over horisonten.

Kalkulatorer blir grafiske og virtuelle

Fra midten av 1980-tallet lette kalkulatorprodusentene etter en hvilken som helst drapefunksjon som kunne få produktene til å skille seg ut fra konkurrentene.

Dette vil til slutt føre til utviklingen av den grafiske kalkulatoren i 1985, den første er Casio fx-7000g.

I løpet av de neste årene ville andre selskaper forbedre den grafiske kalkulatoren som HP-28 i 1986. Andre senere modeller som TI-85 eller TI-86 begynte til og med å tilby funksjoner som kalkulator.

2D- og 3D-matematikkdiagrammer begynte å vises, i tillegg til andre funksjoner som dataloggere fra inngangssensorer og WiFi / andre tilkoblingsmuligheter begynte også å vises.

Etter å ha overlevd fremveksten av personlige datamaskiner gjennom hele 1980-tallet, syntes kalkulatoren "for stor til å mislykkes". Men en ny trussel var i horisonten - mobile enheter !!

Den første anledningen til denne nye epoken kom med Bell South / IBM Simon Personal Communicator fra 1992. Dette var en mobiltelefon med PDA-funksjoner som e-post, kalender og ja, en virtuell kalkulator.

Også i 1993 ga Apple ut sin Newton PDA (også med en virtuell digital kalkulator), så vel som andre som Palm og Handspring PDAer.

I 1996 ble utgivelsen av Nokia 9000 Communicator som inneholdt en mobiltelefon, PDA, internettforbindelse som er ansett som en av verdens første smarttelefoner.

Ved midten av 2000-tallet hadde flomportene åpnet. Blackberry, Apple iPhone, Android og Windows-telefoner dukket opp alle med digitale kalkulatorer som standard med operativsystemet eller som gratis nedlastbare apper.

Resten, som de sier, er historie. Det så ut til at tiden for den fysiske kalkulatoren var slutt.

Likevel er fysiske kalkulatorer i dag, som vi alle er klar over, veldig populære og mye solgt. Området fra et par dollar opp til flere hundre dollar stykket.

Mens enheter som smarttelefoner fortsetter å kreve høye billettpriser, for ikke å snakke om det praktiske og praktiske ved fysiske kalkulatorer, virker deres fremtid trygg.

I hvert fall for nå!


Se videoen: The Bronze Age Collapse - Systems Collapse - Extra History - #4


Kommentarer:

  1. Gozil

    I stedet har jeg prøvd å bestemme dette problemet.

  2. Rodel

    Vær så snill, mer detaljer

  3. Momi

    Unnskyld, at jeg avbryter deg.

  4. Anteros

    Det ser ut til at hvis du prøver lenge, kan selv den mest komplekse ideen avsløres i en slik detalj.

  5. Rybar

    Du treffer merket. Jeg synes det er tenkt utmerket.

  6. Waren

    I can suggest that you visit the site, which has a lot of information on this issue.

  7. Tarleton

    Det er noe i dette. Har det, takk for hjelpen med dette problemet.



Skrive en melding