Od pierwszych stuleci naszej ery...

Leonardo da Vinci



MECHANICZNY KALKULATOR


Mechaniczny kalkulator - to nowość stworzona przez Leonardo Da Vinci. Wiele źródeł podaje francuskiego matematyka, fizyka i teologa, Błażej Pascala jako wynalazcę pierwszej mechanicznej maszyny liczącej, zwanej maszyną arytmetyczną.
Jednakże, obecnie wygląda na to, iż pierwszy mechaniczny kalkulator mógł być obmyślony przez Leonarda da Vinci na sto pięćdziesiąt lat przed maszyną Pascala. Da Vinci był geniuszem: malarzem, muzykiem, rzeźbiarzem, architektem, inżynierem itd. Jednakże jego wkład do rachunków mechanicznych pozostawał w ukryciu aż do odkrycia w 1967 dwóch notatników.




Jeden z oryginalnych schematów da Vinci
Notatniki te, datujące się na rok około 1500 n.e. zawierały rysunki mechanicznego kalkulatora i na ich podstawie zbudowano działający model urządzenia da Vinci.








KOSTKI NAPIERA

Najwcześniejszy przyrząd wykorzystujący arytmetykę "cyfrową", stosowany głównie do mnożenia. Wykonany po raz pierwszy w 1617 roku przez szkockiego matematyka Johna  Napiera (1550-1617), twórcę logarytmów, stanowił "ruchomą tabliczkę mnożenia". Przyrząd znany był również na  Akademii Krakowskiej.




CYLINDRY NAPIERA

W wieku siedemnastym pamięciowa znajomość tabliczki mnożenia, była domeną jedynie osób wykształconych. Przyrząd Napiera pozwalał zastąpić trudne do zapamiętania mnożenie, serią prostych działań dodawania. Jedna z kilku znanych modyfikacji kostek -  cylindry z tabliczką mnożenia – stanowiły element  pierwszej w świecie mechanicznej maszyny liczącej Wilhelma  Schickarda wykonanej w 1623 roku.

SUWAK LOGARYTMICZNY

Przyrząd, oparty w swej budowie na  własnościach   logarytmów, pozwalał  na szybkie i stosunkowo dokładne wykonywanie skomplikowanych obliczeń bez  potrzeby dodatkowych notatek. 
Idea suwaka została podana w 1623 roku przez Edmunda Guntera, zaś pierwszy suwak zbudował w 1630 roku William Oughta. Suwaki stosowane były  szeroko do specyficznych przeliczeń np. w balistyce, miernictwie  nawigacji, budownictwie i w handlu. Dopiero w XIX wieku, oprócz tradycyjnej już funkcji do przeliczeń praktycznych,  zastosowany został do obliczeń czysto matematycznych. Suwaka używano do lat 1970-tych, kiedy to wyparły go elektroniczne kalkulatory. 

KOŁO POŚREDNICZĄCE

Najstarszym mechanicznym przyrządem liczącym był zegar i jego układ kół zębatych.  Koła zębate były też podstawą do budowy pierwszych maszyn liczących Schickarda i Pascala. W konstrukcji tych maszyn pojawił się po raz pierwszy system automatycznego przenoszenia danych. W maszynie Schickarda były to koła pośredniczące. Przy pomocy koła pośredniczącego jeden pełny obrót tarczy np. "jedności" powodował obrót o 1/10 tarczy "dziesiątek".


ARYTMOMETR

Zastosowanie zespołu kół zębatych i kół pośredniczących do  przenoszenia działań, dało początek szerokiej rodzinie mechanicznych urządzeń liczących. Konstrukcje tych  urządzeń ulegały modyfikacjom, mającym na celu uproszczenie obsługi oraz zwiększenie zakresu działań i niezawodności. Pionierską epokę rachunku mechanicznego zamyka skonstruowany w 1820 roku przez Charles-Xaviera Thomasa arytmometr, który jako pierwsze urządzenie liczące, wszedł do produkcji i szerokiego stosowania. Dał on początek licznej grupie kalkulatorów biurowych, najpierw ręcznych, a potem elektrycznych. 

SYSTEM DWÓJKOWY

Choć układ dwójkowy zapisu liczby znany był już w starożytnym Egipcie i Chinach, to w Europie odkrył go na nowo Gottfried Wilhem Leibniz około 1700 roku. Dopiero jednak ponad dwieście lat później pojawiły się pierwsze zastosowania tego systemu do nowej generacji elektronicznych maszyn liczących. Zapis dwójkowy, jako kombinacja zer i jedynek, umożliwił zapis dowolnej liczby, litery alfabetu czy znaku, stając się uniwersalnym językiem komputerowym.