L'aritmometro di de Colmar (1820) e la macchina alle differenze di Charles Babbage (1823)

L'aritmometro di Xavier Thomas de Colmar (1820)

La macchina alle differenze di Babbage

La macchina differenzale di Charles Babbage (1823)

Video del meccanismo

1674 - Leibniz - L'aritmetica binaria e il calcolatore a scatti

Gottfried Wilhelm von Leibniz compì uno dei passi più importanti nella storia delle macchine calcolatrici: egli non solo rappresentò i numeri binari usando finalmente l'alfabeto appropriato, vale a dire le cifre "0" e "1", ma descrisse compiutamente le regole dell'aritmetica binaria.

La stepped Reckoner (Il calcolatore a scatti)

Struttura degli ingranaggi

Disegno autografo del calcolatore di Leibniz

1642 - La pascalina

Uno esempio di pascalina

La pascalina è uno strumento di calcolo precursore della moderna calcolatrice. Essa è stata inventata nel 1642 dal filosofo e matematico francese Blaise Pascal ed è una macchina che permette di addizionare e sottrarre, tenendo però conto del riporto.

Per molto tempo è stata considerata la prima calcolatrice meccanica inventata e la sua notorietà fu amplificata dall'accurata descrizione contenuta nell'Encyclopédie, che la rese il punto di riferimento per la realizzazione di molte calcolatrici successive.

Pascalina (Tavola della Encyclopédie di Diderot e d'Alembert)

Documento in cui Pascal descrive la sua invenzione e il Re gli riconosce quello che possiamo definire il brevetto e relativi diritti: link.

Approfondimenti sulla pascalina: link1, link2.

Il codice di Madrid di Leonardo Da Vinci e la macchina di Schickard (1623)

Due lavori sconosciuti di Leonardo Da Vinci, ad oggi conosciuti come il "Codice di Madrid", raffigurano uno strano macchinario concepito per effettuare calcoli con il sistema decimale.

Disegni originali di Leonardo da Vinci presenti nel codice

Ricostruzione della macchina di Leonardo da Vinci

Il primo tentativo convincente di costruire uno strumento di calcolo automatico è da attribuire al matematico tedesco Wilhelm Schickard (1592-1635) che progettò e costruì nel 1623 quello che a tutt'oggi è considerato il primo vero meccanismo calcolatore, l'orologio calcolatore (ulteriore approfondimento)

Disegno originale di Schickard

Ricostruzione della macchina calcolatrice di Schickard

Linea del tempo (1945 - ...)

1945 - PRIMA GENERAZIONE DI COMPUTER (Valvole).

1946 - Nasce l' ENIAC funzionante a valvole termoioniche e quindi velocissimo rispetto ai calcolatori realizzati fino a quel momento.

1947 - Invenzione del transistore (TRANsfer reSISTOR).

1950 - Grazie alle idee di John Von Neumann, matematico ungherese, viene realizzato il primo calcolatore, l’EDVAC, in grado di memorizzare internamente un programma.

1951 - Nasce l' UNIVAC (immagini), il primo calcolatore ad essere prodotto su scala industriale.

1954 - Enrico Fermi inizia a Pisa la costruzione della CEP.

1955 - SECONDA GENERAZIONE DI COMPUTER (Transistori).

1959 - Viene inventato il circuito integrato.

1968 - TERZA GENERAZIONE DI COMPUTER (Circuiti integrati).

1971 - Viene inventato il microprocessore.

1974 - QUARTA GENERAZIONE DI COMPUTER (Microprocessori).

1980 - Nasce  il personal computer.

 

Linea del tempo (1614-1944)

1614 - John Napier (Nepero) inventa i logaritmi.

1623 - Wilhelm Schickard progetta l'orologio calcolatore, il primo vero meccanismo calcolatore.

1642 - Blaise Pascal, matematico e filosofo francese, costruisce la prima macchina calcolatrice meccanica in grado di eseguire addizioni, sottrazioni e moltiplicazioni (pascaline).

1674 - W. Leibnitz scopre il sistema binario e concepisce una macchina in grado di eseguire le quattro operazioni: calcolatore a scatti.

1801 - Telaio a schede di Jacquard.

1816 - Charles Babbage, matematico inglese, progetta una calcolatrice meccanica detta: macchina alle differenze.

1820 - Aritmometro di Thomas.

1847 - George Boole sviluppa il sistema binario (scoperto da Leibniz) e concepisce gli operatori logici che prenderanno il suo nome.

1884 - H. Hollerith costrusce una macchina per archiviare i dati per il censimento di New York. Questa ha notevole successo ed anche una certa diffusione presso gli uffici governativi tanto che Hollerith fonda una società per la costruzione delle sue macchine (IBM).

1925 - Presso il Massachussets Institute of Technology (MIT) viene messa a punto una calcolatrice meccanica in grado di eseguire calcoli complessi.

1936 - Macchina di Turing.

1941- Konradd Zuse, realizza il primo calcolatore elettromeccanico basato su relais; lo Z3.

1944 - Presso la Harvard University viene realizzato il Mark 1, un calcolatore elettromeccanico in grado di eseguire operazioni complesse. 

I "Protagonisti" del calcolatore

Pascalina (1642)

Leonardo da Vinci (1452-1519) --> Codice di Madrid (attorno al 1500)

Wilhelm Schickard (1592-1635) --> Orologio calcolatore (1623)

Blaise Pascal (1623-1662) --> La pascalina (1642)

Gottfried Leibniz (1646-1716) --> Calcolatrice Meccanica (1673 - esposta alla Royal Society di Londra)

Xavier Thomas de Colmar --> Aritmometro (1820)

Charles Babbage (1791-1871) --> La macchina differenziale (1823 - presentata alla  Royal Astronomical Society di Londra) - (altro link)

I disegni originali di Leonardo presenti nel Codice di Madrid

La macchina di Leibnitz

Ricostruzione della macchina di Schickard

Macchina di Anticitera - Primo calcolatore meccanico

La macchina di Anticitera (nome dell'isola greca presso cui è stata rinvenuta) è il più antico calcolatore meccanico conosciuto (calcolatore astronomico), databile intorno al 150-100 a.C. Si tratta di un sofisticato planetario, mosso da ruote dentate, che serviva per calcolare il sorgere del sole, le fasi lunari, i movimenti dei cinque pianeti allora conosciuti, gli equinozi, i mesi, i giorni della settimana. 

E' composto da una cassa a sezione rettangolare contenente un ingranaggio costituito da una trentina di ruote dentate montate eccentricamente su un pannello girevole, che dovevano azionare delle lancette simili a quelle di un orologio, che indicavano il moto del sole, delle principali stelle e le posizioni dei pianeti allora conosciuti (permettevano di riprodurre il rapporto 254:19 necessario per ricostruire il moto della Luna in rapporto al Sole). La macchina era delle dimensioni di circa 30 cm per 15 cm, dello spessore di un libro, costruita in bronzo e originariamente montata in una cornice in legno.

Rappresentazione del meccanismo

Altre immagini della macchina di Anticitera: Link

Video del meccanismo: Link
Documentario sulla macchina di Anticitera (in inglese): Parte 1 - Parte 2

L'abaco

L'abaco è una tavoletta piana e rettangolare, adoperata in antichità, sin dal 2000 A.C., per fare calcoli aritmetici, mediante spilloni amovibili o piccoli sassolini (lat. calculi), che rappresentano le unità, le decine, le centinaia, ecc. L'abaco, come sopra detto, ha origini antichissime: si pensa che in Cina fosse usato fin dal 2000 A.C., certo è che Erodoto (storico greco) già riferiva che gli egiziani lo conoscevano, anche nella Roma antica si impiegavano tali strumenti, usando tavolette di metallo con scanalature parallele su cui scorrevano palline mobili oppure tavolette di legno coperte di sabbia.

Ricostruzione di un abaco romano

L'uso dell'abaco in Europa durò a lungo: nel tardo Medioevo comparve un abaco a linee orizzontali rappresentanti successive potenze di 10; questo strumento cessò di essere impiegato tra la fine del XVII secolo e l'inizio del XVIII.

Nel Medioevo in Europa alla parola abaco, però, si attribuiva solitamente il significato di aritmetica in senso generale: a riprova di questo vi è il titolo di un importantissimo libro di Fibonacci: Liber abbaci, pubblicato nel 1202.

Con la diffusione delle cifre cosiddette arabe, ma in realtà indiane,  si diffuse anche il sistema di calcolo scritto,  grazie alle tecniche svelate da Fibonacci. Ciononostante, il millenario uso dell’abaco resistette ancora per lungo tempo e spesso lo si usava per verificare che i calcoli scritti fossero esatti. Nacquero, come sempre due scuole contrapposte: gli abacisti che si contrapponevano agli algolisti.

Esempio di rappresentazione della contrapposizione tra  l'utilizzo di abaco (destra) e  delle cifre arabe (sinistra)

Il pallottoliere sopravvive, oltre che in Cina (chiamato swan-pan) e in Russia, anche nelle scuole elementari  giapponesi (chiamato soroban) dove lo si usa ancora oggi. E' composto di 25 file verticali di cinque palline divise in quattro, più una da un'asta orizzontale.

Esempio di abaco cinese

ETIMOLOGIA

Il termine deriva dal latino abacus, tramite la forma genitiva ἄβακας del greco ἄβαξ, che proviene a sua volta dall'ebraico חשבונייה, "polvere". Infatti il termine originario si riferiva ai primi abachi costituiti da una tavoletta di sabbia.

Approfondimento sull'abaco
Immagini di abachi: 1 - 2 - 3 - 4

Iconografia

Arte: illustrazione tratta dal testo “Margarita philosophica” di Reisch (1503) in cui viene rappresentata la contesa fra Pitagora che sosteneva la numerazione romana e il sistema additivo (utilizzando una specie di l'abaco) e gli innovatori algoritmisti (Boezio) che sostenevano il nuovo sistema di numerazione arabo.

A sinistra il sistema di numerazione arabo, a destra l'abaco

Innovazione: Portabilità (Portatile, Laptop) - Si passò dalla "stanza del computer" (ad esempio il Mark-1 del 1939-1943) al computer da tavolo (primo computer da tavolo PDP-1 del 1960), fino ai computer leggeri e portatili del giorno d'oggi.

Moderno calcolatore portatile

Copertina di libro: Zaccaria A., Abbaco Intuitivo, Torino : Paravia, 1930

Copertina del libro

Francobollo:  Italia Repubblica - Anno 1986, Data emissione: 14/07/1986 - 650 Lire - Stampato dall'Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato (I.P.Z.S.), Roma 

Francobollo (1986) - 650 Lire

Fumetto: "Topolino", numero 2660 del 21 novembre 2006

Paperino e un moderno calcolatore

Articolo di giornale: Il computer: un amico o un padrone? de "La Stampa" del 26.03.1984 - numero 85 - pagina 3 - Articolo Completo

Articolo de "La Stampa" - 26.03.1984

Film: 2001: Odissea nello spazio (Regista: Stanley Kubrick - Anno: 1968) - Trailer 

Manifesto del film (1968)

Copertina DVD che rappresenta il "supercomputer" HAL-9000

Nascita del calcolo e dei primi strumenti [Parte II]

Per facilitare le operazioni di addizione e sottrazione fu necessario usare oggetti disponibili in grande quantità come sassolini, conchiglie, noccioli; si noti, infatti, come la parola stessa calcolo derivi dal latino calculus, che significa proprio sassolino.

Approfondimento sul calcolo con i sassi: Link

Esempio di calcolo con sassolini

Sassolini di diverse dimensioni

Quando l'uomo cominciò a praticare l'agricoltura, si trovò nella necessità di segnare i confini dei campi e di misurarli. Al principio la lunghezza di un lato del campo veniva misurata col piede. Per ovviare al problema della diversa lunghezza dei piedi, egli si mise alla ricerca di un'unità di misura fissa e la trovò in una serie di nodi su una fune, posti alla medesima distanza l'uno dall'altro.

Approfondimento sul calcolo con fune: Link

Vari esempi di strumenti di calcolo che hanno dato un aiuto importante all'uomo nella rappresentazione dei numeri ponendo le premesse necessarie per giungere al calcolo automatico. 

Nascita del calcolo e dei primi strumenti [Parte I]

Probabilmente non si saprà mai con esattezza quando l'uomo si rese conto di saper fare dei calcoli e, soprattutto, di essere in grado di farli attraverso degli strumenti o utensili.

Di sicuro, però, il problema del calcolo ha afflitto l'uomo sin dall'antichità ed il primo computer usato dall'uomo è stato senza dubbio la mano. Grazie alle mani gli egiziani riuscirono a rappresentare tutti i numeri sino a 9999 ed erano in grado di eseguire addizioni, sottrazioni, moltiplicazioni e anche calcoli più complessi. 

Ma prima di arriva a tale conquista, l'uomo primitivo cominciò a indicare il totale degli animali abbattuti durante la caccia per mezzo di un insieme di "tacche" e aveva praticamente imparato a fare piccole somme. A tal proposito si hanno i primi reperti che testimoniano l'uso di una tecnica per rappresentare quantità e risalgono circa tra i 40000 e 20000 anni fa:

- osso di lupo (tibia) con cinquanta tacche (40000 anni fa - Vestonice, Repubblica Ceca)

Rappresentazione dell'osso di lupo

- osso di Lebombo (Sudafrica): fibula di babbuino con 29 tacche (35000 anni fa)

- osso d'Ishango (confine tra Uganda e Congo):  perone di babbuino (20000 anni fa)

Osso d'Ishango

Abbecedario e Parole connesse [in progress...]

PAROLE CONNESSE:

- Informatica

- Elettricità

- Calcolo

- Comunicazione/Connessione

ABBECEDARIO (in aggiornamento...)

A: abaco

B:

C: circuiti

D: 

E: elettricità

F: 

G:

H: hi-tech

I: informazione

L: laptop (computer portatile)

M: macchina

N: 

O: operazione

P: programma

Q: 

R: rete

S: scrittura

T: transistor

U: UNIVAC (primo calcolatore prodotto su scala industriale)

V: valvole

Z: Z3 (primo calcolatore elettromeccanico basato su relais)

Citazioni

"Non è conveniente che uomini eccellenti perdano, come schiavi, ore di lavoro per calcoli che potrebbero essere affidati a chiunque altro se si utilizzassero delle macchine" 

Wilhelm Leibniz (1646-1716)

"Nessun calcolatore 9000 ha mai commesso un errore o alterato un'informazione. Noi siamo senza possibili eccezioni di sorta a prova di errore, incapaci di sbagliare"

tratta da 2001: Odissea nello spazio (Regista: Stanley Kubrick - Anno: 1968)

"Il calcolatore è straordinariamente veloce, accurato e stupido. Gli
uomini sono incredibilmente lenti, imprecisi e creativi.L'insieme dei
due costituisce una forza incalcolabile."
Albert Einstein

Il calcolatore: significato ed etimologia

Riproduzione di un moderno calcolatore - 2011

ETIMOLOGIA

Il termine computer è il nome d'agente del verbo inglese "to compute", derivato dal latino "computare" attraverso il francese computer. L'etimo latino è formato da com = cum (insieme) e putare (tagliare, rendere netto - da cui l'odierno potare) e significa propriamente: "confrontare per trarre la somma netta".

In inglese, originariamente indicava  un essere umano, incaricato di eseguire dei calcoli. Il primo utilizzo nel senso moderno è attestato nel 1897 ma bisognerà attendere la metà degli anni '50 perché questa accezione diventi di uso comune.

Per ulteriori informazioni sull'etimologia:
Online Etymology Dictionary (in inglese)

DIZIONARIO

Come per gran parte della terminologia informatica, l'utilizzo dell'originale inglese prevale sulla traduzione italiana (calcolatore o elaboratore), sebbene in altre lingue europee accada diversamente.

italiano: calcolatore
inglese: computer
francese: ordinateur
spagnolo: ordenador - computadora
tedesco: Rechner - Computer
中文 (cinese): 计算机 (Jìsuànjī)