Uvod
Zgodovina računalništva in avtomatizacije je fascinantna, vse pa se je začelo z izumom mehanskih naprav za izvajanje izračunov. Prva takšna naprava je bil abakus, ki so ga pred več kot 5 000 leti izumili Kitajci. Abakus je bil uporabljen za izvajanje osnovnih aritmetičnih operacij in je bil široko uporabljen v Aziji in na Bližnjem vzhodu pred pojavom mehanskega računala. Mehanski kalkulator je bil prva naprava, ki je lahko izvajala množenje in deljenje in utrl pot sodobnemu računalniku, ki ga uporabljamo danes. V tem članku bomo raziskali zgodovino prvega mehanskega kalkulatorja, njegov izum in vpliv na sodobno računalništvo.
Prvi mehanski kalkulatorji
Prvi mehanski kalkulator je bil Pascaline, ki ga je izumil francoski matematik Blaise Pascal leta 1642. Pascal je bil star komaj 19 let, ko je izumil stroj, ki je bil zasnovan za pomoč njegovemu očetu, ki je bil davkar, pri hitrejšem izvajanju zapletenih izračunov in natančno. Pascaline je bila medeninasta škatla velikosti približno škatle za čevlje, z oštevilčenimi številčnicami, ki jih je bilo mogoče obračati, da so predstavljale številke izračunanih števil. Stroj je za seštevanje in odštevanje uporabljal vrsto zobnikov in vzvodov. Čeprav je Pascaline znatno izboljšal abakus, še zdaleč ni bil popoln. Na primer, stroj je lahko samo sešteval in odšteval, zobniki pa so se hitro obrabljali, kar je otežilo natančne izračune.
Naslednji pomemben razvoj v zgodovini mehanskih kalkulatorjev se je zgodil v 1670-ih, ko je nemški matematik Gottfried Wilhelm Leibniz izumil stopničasti računalnik. Stopničasti računalnik je bil izboljšava Pascaline, saj je lahko izvajal množenje in deljenje ter seštevanje in odštevanje. Kalkulator je za izvajanje množenja uporabljal mehanizem s stopničastim bobnom, kar je omogočilo veliko hitrejše in natančnejše rezultate kot Pascaline. Vendar je bil tako kot Pascaline tudi stopničasti računalnik še vedno nagnjen k obrabi in je bil omejen glede velikosti številk, ki jih je lahko izračunal.
Rojstvo mehanskih kalkulatorjev z zatiči
Prvi mehanski kalkulator, ki uporablja žebljičke za predstavitev števil, je izumil angleški matematik Thomas de Colmar leta 1820. De Colmarjev kalkulator se je imenoval aritmometer in je bil veliko naprednejši od vseh prejšnjih mehanskih kalkulatorjev. Aritmometer je uporabljal vrsto oštevilčenih zatičev na valju, ki jih je bilo mogoče obračati, da so predstavljale števke izračunanih števil. Stroj je uporabljal tudi vrsto vzvodov in zobnikov za izvajanje seštevanja, odštevanja, množenja in deljenja. Za razliko od Pascaline in Stepped Reckoner je bil aritmometer veliko bolj robusten in natančen. Stroj se je široko uporabljal več kot stoletje in je bil najbolj priljubljen mehanski kalkulator v 19. in zgodnjem 20. stoletju.
Izboljšani kalkulatorji PIN
Aritmometer pa ni bil zadnja beseda pri mehanskih kalkulatorjih. V naslednjih nekaj desetletjih so številni izumitelji napravo izboljšali, kar jo je naredilo natančnejšo in učinkovitejšo. Eden takšnih izumiteljev je bil Charles Babbage, ki mu pogosto pripisujejo izum prvega računalnika na svetu. Babbagejev stroj, ki ga je imenoval Analitični stroj, ni bil nikoli dokončan, vendar je bil daleč pred svojim časom. Analitični stroj je bil sposoben izvajati zapletene izračune z uporabo luknjanih kartic, koncept, ki se bo kasneje uporabljal v prvih elektronskih računalnikih.
Ena najpomembnejših izboljšav mehanskih kalkulatorjev je bila dosežena leta 1875, ko je švedski inženir Willgodt Odhner izumil Odhnerjev aritmometer. Odhnerjev aritmometer je bil velik napredek v primerjavi s prejšnjimi modeli, saj je bil veliko hitrejši in zanesljivejši. Stroj je za izvajanje izračunov uporabljal vrsto medsebojno povezanih zobnikov in vzvodov, kar je omogočilo izračun veliko večjih števil, kot je bilo mogoče s prejšnjimi stroji.
Mehanski kalkulatorji v 20. stoletju
Mehanski kalkulatorji so ostali priljubljeni tudi v 20. stoletju, tudi po izumu elektronskega kalkulatorja v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Čeprav so bili elektronski kalkulatorji veliko hitrejši in učinkovitejši od svojih mehanskih primerkov, so bili mehanski kalkulatorji še vedno priljubljeni v nekaterih panogah, kot sta finance in računovodstvo, kjer so imeli prednost zaradi svoje zanesljivosti in trajnosti.
Eden najbolj znanih mehanskih kalkulatorjev je bil kalkulator Curta, ki ga je v štiridesetih letih prejšnjega stoletja izumil avstrijski inženir Curt Herzstark. Kalkulator Curta je bila majhna ročna naprava, ki je lahko izvajala seštevanje, odštevanje, množenje in deljenje. Stroj je bil neverjetno priljubljen med inženirji in znanstveniki in se je v petdesetih in šestdesetih letih 20. stoletja v veliki meri uporabljal v vesoljski industriji.
Zaključek
Izum mehanskega kalkulatorja je bil pomemben mejnik v zgodovini računalništva in avtomatizacije. Utiral je pot sodobnemu računalniku, ki je revolucioniral skoraj vse vidike sodobnega življenja. Mehanski kalkulator ni bil popoln, vendar je bil pomemben napredek v primerjavi z abakusom in drugimi prejšnjimi napravami. Uporaba žebljičkov za predstavljanje števil je bila še posebej pomemben razvoj, saj je omogočala veliko hitrejše in natančnejše izračune, kot je bilo mogoče s prejšnjimi stroji. Danes so mehanski kalkulatorji večinoma zastareli, vendar ostajajo fascinanten opomnik na iznajdljivost in vztrajnost izumiteljev, ki so jih omogočili.
