Jak zmieniał się w czasie kalkulator biurowy?

Jeśli potrzebujesz ilustracji postępujących zmian technologicznych, nie szukaj dalej niż kalkulator elektroniczny. Ten niewielki członek rodziny urządzeń biurowych potrafi natychmiastowo wykonać nawet najbardziej skomplikowane obliczenia, leżąc w Twojej dłoni.

Ewolucja kalkulatora kieszonkowego zajęła ponad cztery tysiące lat ewolucji i osiągnęła obecną formę w latach 90. I doskonale spełnia swój cel, dzisiaj jest już przestarzały i zasadniczo wyszedł z użycia.

Jak ewoluował kalkulator biurowy?

Na samym początku był oczywiście liczydło, rodzaj ręcznie obsługiwanego kalkulatora mechanicznego wykorzystującego koraliki na sznurkach bądź prętach. Liczydło było użyte po raz pierwszy przez Sumerów i Egipcjan około 2000 lat p.n.e. Zasada była prosta: drewniana rama utrzymywała serię prętów, z dziesięcioma przesuwanymi koralikami na każdym. Kiedy wszystkie paciorki zostały przesunięte na pierwszym pręcie, nadchodził czas, aby w następnej kolejności przesunąć jeden paciorek w rzędzie drugim, zaznaczając tym samym liczbę dziesiątek. Następny rząd oznaczał setki, kolejny - tysiące i tak dalej.

Dzięki temu dodawanie i odejmowanie było szybsze i mniej podatne na błędy.

Suwak logarytmiczny pierwszym z materiałów biurowych

Technologia kalkulatorów utknęła w tym miejscu na mniej więcej 3600 lat, aż do początku XVII wieku, kiedy to zaczęły pojawiać się pierwsze mechaniczne kalkulatory w Europie. To przede wszystkim rozwój logarytmów przez Johna Napiera pozwolił Edwardowi Gunterowi, Williamowi Oughtredowi i innym na opracowanie suwaka logarytmicznego.

Suwak logarytmiczny to w zasadzie przesuwny drążek (lub dyski), który wykorzystuje skale logarytmiczne, aby umożliwić szybkie mnożenie i dzielenie. Suwaki logarytmiczne ewoluowały i z czasem zaczęły obsługiwać zaawansowaną trygonometrię i logarytmy, wykładniki i pierwiastki kwadratowe.

Nawet do lat 80. XX wieku wiedza na temat obsługi suwaka była podstawowym elementem edukacji matematycznej dla milionów dzieci w wieku szkolnym. Było tak dlatego, że kalkulatory nie były wtedy przenośne, podczas gdy suwak mieścił się w kieszeni koszuli.

Naukowcy wykorzystali nawet suwak logarytmiczny, by wysłać człowieka na księżyc - model Pickett N600-ES został wykonany na potrzeby misji księżycowej Apollo 13 w 1970 roku.

Koła zębate, koła i guziki zmieniają oblicze akcesoriów biurowych

Pierwszy mechaniczny kalkulator pojawił się w 1642 r. Dzieło francuskiego intelektualisty i matematyka Blaise'a Pascala określone zostało przez swego twórcę jako „początek urządzeń wielofunkcyjnych, które ostatecznie będą wykonywać wszystkie cztery operacje arytmetyczne bez polegania na ludzkiej inteligencji”.

Maszyna Pascala używając kół zębatych może dodawać lub odejmować bezpośrednio dwie liczby oraz mnożyć i dzielić poprzez wielokrotne powtarzanie dwóch pierwszych akcji. Gottfried Leibniz w odpowiedzi spędził najlepszą część swojego życia na projektowaniu czteroczęściowego mechanicznego kalkulatora, opartego na jego genialnym, szczelinowym „kole Leibniza”, ale ostatecznie nie udało mu się wyprodukować w pełni sprawnej maszyny.

Musiało to poczekać do 1820 r. i opatentowania przez Thomasa de Colmara czterofunkcyjnego arytmometru.

Ta pierwsza komercyjna licząca maszyna była produkowana w latach 1851-1915 i została skopiowana przez około 20 firm w całej Europie.

USA przejmują pałeczkę w rozwoju urządzeń biurowych

Do tego czasu główna fala innowacji zdążyła przejść przez Atlantyk wraz z rozwojem ręcznych mechanizmów dodających, takich jak Wspaniała Mechaniczna Maszyna Licząca z 1877 roku, a także bardziej znana Maszyna Dodająca Burroughsa P100 opracowana rzez Williama Sewarda Burroughsa w 1886 roku.

Była to pierwsza z serii kalkulującego sprzętu biurowego, który przyniósł fortunę rodzinie Burroughsa i umożliwiły synowi, Williamowi S. Burroughsowi, spędzenie życia na konsumpcji halucynogennych narkotyków i pisanie wywrotowych powieści, takich jak „Nagi Lunch”.

Kolejny krok naprzód nastąpił w 1887 roku, kiedy opatentowany przez Dorr. E. Felta „Komptometr” przeniósł obliczenia w wiek przycisków. Maszyna ta zainspirowała też wielu naśladowców.

Kalkulator Curta, który pojawił się po raz pierwszy w 1948 roku, był być może najwyższym wyrazem idei kalkulatora mechanicznego tak kompaktowego, że mógł – wprawdzie nieco niezdarnie – zmieścić się w kieszeni i dodawać, odejmować, mnożyć i dzielić.

Takie maszyny zapewniały, że kalkulatory mechaniczne dominowały w XX-wiecznym życiu biurowym aż do późnych lat sześćdziesiątych. Wtedy też elektronika zaczęła przejmować kontrolę, jak zaraz się przekonamy.

Kalkulator biurowy: wiek elektroniki

Historia kalkulatora elektronicznego zaczyna się naprawdę w późnych latach trzydziestych, kiedy świat zaczął się przygotowywać do kolejnej wojny. Aby obliczyć trajektorię wymaganą do zrzucenia bomb do „beczki ogórków” z wysokości 30 000 stóp lub aby trafić torpedą pędzący z prędkością 30 węzłów japoński okręt wojenny, wymagane były stale aktualizowane zautomatyzowane rozwiązania. Wszystkie tego typu obliczenia były zapewniane przez celownik bombowy Sperry-Norden, Komputer Danych Torpedo Marynarki Wojennej USA i system przewidywania ostrzału Kranison Predictor AA.

Wszystkie one były zasadniczo urządzeniami mechanicznymi, używającymi kół zębatych i obracających się cylindrów, ale produkowały ładunek elektryczny, który można było połączyć z systemami militarnymi.

Podczas II wojny światowej wyzwanie, jakim było ciągłe łamanie szyfrów, doprowadził do powstania pierwszego w pełni elektronicznego komputera – Colossusa. Była to jednak wyspecjalizowana maszyna, która zasadniczo wykonywała tylko Booleańskie algorytmy alternatywy rozłącznej "XOR".

Robiła to za pomocą setek zaworów termicznych, które działały jako elektroniczne przełączników ON/OFF, a także wyświetlacza elektronicznego.

Zastosowanie tej technologii do produkcji pierwszego na świecie ogólnego komputera obliczeniowego musiało poczekać do 1946 r. na budowę ENIACa (Electronic Numerical Integrator and Computer). Jako całkowicie cyfrowy kalkulator, oprócz obliczania trajektorii ostrzałów artyleryjskich, ENIAC był również w stanie rozwiązywać „dużą klasę problemów numerycznych”, w tym cztery podstawowe działania arytmetyczne, co czyniło z niego swego rodzaju urządzenie wielofunkcyjne.

ENIAC był 1000 razy szybszy od komputerów elektromechanicznych i mógł pomieścić dziesięciocyfrową liczbę dziesiętną w pamięci. Aby tego dokonać, trzeba było zastosować 648 lamp próżniowych, 7200 diod kryształowych, 1500 przekaźników, 70 000 rezystorów, 10 000 kondensatorów i około 5 milionów połączeń lutowanych ręcznie. Wszystko to ważyło około 27 ton, zajmując powierzchnię 1800 stóp kwadratowych i zużywało tyle energii, co małe miasteczko. Innymi słowy, ENIAC nie do końca należał do rodziny poręcznych akcesoriów biurowych.