История развития калькулятора

0
251
История развития калькулятора

От абака Древнего Вавилона и Египта до современного смартфона.

Наверно, ничто не продемонстрирует скорость технологических изменений лучше, чем история электронного калькулятора — скромного маленького устройства, которое мгновенно выполняет операции с самыми сложными числами и при этом легко умещается на ладони. Ну, или умещалось — потому что карманный калькулятор, эволюция которого заняла больше четырех тысяч лет и достигла пика только в 90-х годах прошлого века, уже практически безнадёжно устарел. Когда вы в последний раз держали его в руках?

Начало

История развития калькулятора

В самом начале, конечно, был абак — что-то вроде ручного механического калькулятора, с камешками/косточками/бусинами, нанизанными на стерженьки по десять штук на каждом. Когда все камешки на первом стержне сдвигались в одну сторону, сдвигался один камешек на следующем стержне, показывая количество десятков. Следующий стержень показывал уже количество сотен и так далее (при этом десяток камешков в первом ряду сдвигался в исходное положение). Всё это делало сложение-вычитание проще, быстрее и точнее.

Но на этом технология подвисла — на целых 3500 лет, до тех пор, пока в 17 веке (уже нашей эры) в Европе не начали появляться первые механические калькуляторы. Разработка логарифмов (Джон Непер, 1614) позволила Эдмунду Гюнтеру, Уильяму Отреду и другим учёным и инженерам создать и усовершенствовать логарифмическую линейку.

Логарифмическая линейка

Логарифмическая линейка — это линейка или диск с нанесенными логарифмическими шкалами для быстрого умножения и деления. Более продвинутые версии линеек позволяли возводить числа в степень, извлекать квадратные и кубические корни, а также вычислять тригонометрические и гиперболические функции.

Работе с логарифмической линейкой обучали в школах даже в 80-е годы, хотя в то время механические и электрические вычислительные машины были уже достаточно распространены. Ничего удивительного — машины всё ещё были очень большими, а логарифмическая линейка спокойно помещалась в карман.

Шестерёнки, колеса, кнопки

Первый механический калькулятор появился в 1642 году. Изобрёл его французский мыслитель Блез Паскаль, который определял своё детище как “устройство, которое будет выполнять все четыре арифметических операции, не полагаясь на человеческий ум”. “Паскалина” представляла собой ящичек с набором шестерней и могла складывать и вычитать два числа напрямую, а также умножать и делить повторением.

В конце 17 века был представлен арифмометр Готфрида Лейбница. Немецкий учёный провёл большую часть своей жизни, конструируя механический калькулятор на базе своего изобретения — так называемого “колеса Лейбница”. Но создать полностью работоспособную машину, способную совершать четыре арифметических действия, ему в конечном итоге так и не удалось.

Это случилось только в 1820 году, когда французский предприниматель Тома де Кольмар запатентовал арифмометр, который мог складывать и вычитать, умножать и делить. Правда, коммерческое производство этой машины началось только в 1851-м, зато она быстро снискала популярность. Арифмометр де Кольмара выпускался более 60 лет (до 1915 года), его изготовлением и продажей занималось более 20 компаний по всей Европе.

Арифмометр

Постепенно волна инноваций перебралась через океан в Новый Свет, где в 1876-м Джордж Грант представил свою разностную машину — которая, правда, не получила особого распространения. Куда лучше известна P100, счётная машина Уильяма Сьюарда Берроуза, разработанная в 1886-м.

Это была первая из линейки офисных вычислительных машин, которая принесла состояние семье Берроуз и позволила внуку изобретателя, Уильяму Сьюарду Берроузу II, спокойно делать карьеру на писательском поприще.

Следующий шаг был сделан в 1887 году, когда американский изобретатель Дорр Фелт создал “Комптометр” — устройство, которое открыло век кнопочных вычислительных машин и породило массу подражателей.

Комптометр

Калькулятор Curta, впервые появившийся в 1948 году, был, пожалуй, абсолютным выражением идеи механического калькулятора. Очень компактный, хоть и не плоский, он вполне помещался в карман и мог складывать, вычитать, умножать и делить.

Калькулятор Curta
Калькулятор Curta

Благодаря таким машинам механические калькуляторы были неотъемлемой частью любого офиса вплоть до конца 60-х годов, когда на смену им пришла электроника.

Эпоха электроники

История электронного калькулятора по-настоящему началась в конце 30-х годов, когда мир готовился к новой войне. Требовались орудия с очень точной наводкой, чтобы поражать цели противника. Одним из первых устройств для управления зенитным огнём стал предиктор Керрисона — механический счётно-решающий прибор, который мог вычислять угол наведения орудий исходя из данных о положении и движении цели, баллистических параметрах орудия и боеприпасов, скорости ветра и иных условий. Данные с предиктора автоматически передавались на механизмы наведения орудия.

Во время самой войны для декодирования перехваченных вражеских сообщений в Великобритании был создан первый полностью электронный компьютер, Colossus. Правда, машина специализировалась исключительно на дешифровке, но была программируемой и даже имела электронный дисплей.

ENIAC

Первым же вычислительным компьютером стал американский ENIAC, который, впрочем, тоже разрабатывался с военными целями — для расчётов таблиц стрельбы. Но он был способен решать также и другие задачи, в том числе совершать четыре основные арифметические функции. ENIAC начали разрабатывать в 1943 году, а закончили осенью 45-го, уже после окончания Второй Мировой. Он был в 1000 раз быстрее электромеханических компьютеров и мог хранить в памяти десятизначное десятичное число. Правда, для этого требовалось 17 468 электронных ламп, 7200 кристаллических диодов, 1500 реле, 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов и около 5 миллионов паяных вручную соединений.

Компьютер весил около 27 тонн, занимал площадь в 167 квадратных метров и потреблял энергии как  небольшой город. Не самое настольное решение. Но ENIAC проработал ещё 10 лет, в Лаборатории баллистических исследований Армии США, выполняя разного рода расчёты, и был выключен только в конце 1955-го.

Ламповые калькуляторы

Разумеется, компьютеры типа ENIAC не поставишь в каждом кабинете, так что офисным работникам пришлось ждать миниатюризации электронных ламп и появления транзисторов. И вот в 1961 году появилась ANITA — первый в мире полностью электронный настольный калькулятор, разработанный британской компанией Control Systems Ltd.

ANITA - первый в мире полностью электронный настольный калькулятор
ANITA — первый в мире полностью электронный настольный калькулятор

Кнопки ANITA были расположены точно так же, как у механических комптометров этой компании, но это были единственные подвижные части в устройстве. Всё остальное делалось электронно, на базе вакуумных трубок и декатронов. В дисплее использовались газоразрядные индикаторы.

С 1962 года был налажен выпуск двух моделей: ANITA Mk. 7, для континентальной Европы, и Mk. 8, для Британии и остального мира. Впрочем, со временем компания отказалась от Mk. 7, и Mk. 8 стала единственной моделью. Эти ранние ANITA стоили около 355 фунтов стерлингов (1000 долларов США), что в сегодняшних деньгах составляет примерно 4800 фунтов стерлингов (8000 долларов).

Несмотря на цену, ANITA, как единственный доступный настольный калькулятор в своём роде, расходилась хорошо. Всего за два года были проданы десятки тысяч штук по всему миру. Но уже в 64-м у неё появились три новых транзисторных конкурента — американские Friden 130, итальянские IME 84 и японские Sharp Compet CS10A.

Эпоха транзисторных калькуляторов

Friden
Friden

Ни один из них не превосходил ANITA ни по функционалу, ни по доступности (например, Sharp CS10 в 1964 году стоил около 2500 долларов), но они проложили путь для новой волны электронных калькуляторов. И она не заставила себя ждать. В гонку калькуляторов включились такие компании как Canon, Mathatronics, Olivetti, SCM (Smith-Corona-Marchant), Sony, Toshiba и Wang.

Olivetti: Programma 101
Olivetti: Programma 101

Особенно примечательны были четыре калькулятора. В Toshiba «Toscal» BC-1411 использовалась одна из ранних версий оперативной памяти, изготовленная из отдельных печатных плат. Элегантная Olivetti Programma 101, представленная в конце 1965 года, умела считывать данные и писать их на магнитных картах, а также печатать результаты вычислений на встроенном принтере. Можно сказать, что это был первый персональный компьютер. Примерно в то же время появилась ELKA 22, разработанная Центральным институтом вычислительных технологий Болгарии. Массивный и тяжёлый (8 кг), это был первый в мире калькулятор, умеющий извлекать квадратный корень.

Cal Tech
Cal Tech

Впрочем, все электронные калькуляторы того времени были громоздкими, увесистыми и стоили больше, чем семейный автомобиль. Но вот в 1967-м компания Texas Instruments выпустила прототип Cal Tech — калькулятора, который мог складывать, вычитать, умножать, делить, печатать результат на бумажной ленте и при этом помещался на ладони.

Так открылась новая глава в истории калькуляторов.