Abitanti delle prime civiltà di Sumeri tengono già traccia di operazioni commerciali utilizzando apposite tavolette. L'Estratto conto è molto antico!
 

tavoletta dei Sumeri

La più antica tavola di conteggio fu ritrovata nell'isola di Salamis, risale a quest'epoca ed appartenne ai Babilonesi.

tavola di conteggio Salamis

Durante l'impero Greco e Romano, tavole di calcolo come queste venivano costruite in pietra e metallo.

tavole di calcolo greche e romane

L'Abaco, come lo conosciamo noi oggi, apparve nel 1200 d.c. in Cina.

In cinese si chiama suan-pan.

abaco

Ne esistono anche diverse versioni giapponesi e russe.

Molti riferimenti citano il francese Blaise Pascal come inventore della prima macchina da calcolo meccanico, ma appare ormai chiaro, dai disegni e appunti ritrovati solamente nel 1967, che ben 150 anni prima di Pascal, 

Leonardo da Vinci 
 

disegno del meccanismo dei riporti

aveva già progettato un meccanismo analogo e che una volta realizzato avrebbe realmente funzionato.

Replica: modello funzionante di Leonardo da Vinci

John Napier (Nepero) inventa i logaritmi, che rimarranno fino al Novecento lo strumento per eccellenza per eseguire e semplificare calcoli complessi. Nasce anche l'utilizzo della virgola per separare i decimali. Napier utilizza asticelle numerate per il calcolo. 

asticelle per calcolo logaritmi

E. Gunter costruisce il primo regolo per il calcolo dei logaritmi.

regolo per logaritmi

L'astronomo Keplero dà notizia dell'invenzione di un certo William Shickard: l'orologio calcolatore

orologio calcolatore

capace di eseguire automaticamente addizioni e sottrazioni ed anche moltiplicazioni e divisioni.

La sua idea fu brillante: utilizzando una versione rotante dei bastoncini di Nepero, concepì un calcolatore con trasmissione ad ingranaggio, basato sul movimento di ruote dentate collegate ad un indicatore a 6 cifre (simile ad un contachilometri).  Questo macchinario, detto orologio calcolatore, era in grado di eseguire i riporti e per mezzo di un campanello indicava il superamento del limite di cifre (overflow); il suo principio costituisce la base di tutte le macchine calcolatrici fino all'apparsa del primo calcolatore elettronico. Shickard purtroppo non riuscì a realizzare materialmente la sua macchina: di essa ci rimangono solo gli schizzi del progetto, che Shickard inviò al suo amico Giovanni Keplero nel 1623 per informarlo della sua invenzione; il prototipo, realizzato in legno da un artigiano dell'epoca, fu vittima di un incendio e poco tempo dopo l'inventore morì di peste bubbonica

Il matematico inglese William Oughtred (1575-1660), basandosi sugli studi di Nepero sui logaritmi e sul prototipo di Edmund Gunter, inventa un modello elementare di regolo calcolatore lineare, 

regolo lineare

facendo scorrere uno sull’ altro due righelli sui quali sono tracciati i logaritmi, si possono eseguire i calcoli meccanicamente.

regolo moderno

 
 In seguito grazie all’ adozione del terzo righello e del "cursore" il regolo si avvia a rappresentare il calcolatore tascabile di intere generazioni di ingegneri, architetti, matematici e fisici fino all’ avvento -tre secoli e mezzo dopo- delle calcolatrici elettroniche tascabili. Oltre ai modelli tascabili, il regolo sarà costruito anche in dimensioni maggiori, fino ad un metro di lunghezza, da utilizzare sui tavoli da lavoro e con maggiori approssimazioni di calcolo. L’approssimazione al valore esatto è infatti per il regolo un fattore che dipende dalle dimensioni delle scale graduate e dall’ abilità dell’ utilizzatore di leggere negli spazi bianchi tra una tacca e l’ altra delle scale stesse. Per gli ingegneri, le approssimazioni consentite dal regolo sono più che sufficienti per il calcolo dei dati di progetto o di verifica.

Blaise Pascal, filosofo, matematico e fisico francese, a 20 anni realizza una celebre macchina per eseguire addizioni e sottrazioni automaticamente, la 'pascalina'. In realtà, uno strumento simile, capace anche di eseguire moltiplicazioni e divisioni, era stato costruito qualche anno prima in Germania, ma, essendo di legno, fu distrutto da un incendio!

Ed inoltre un primo disegno di meccanica per il calcolo automatico era già stato progettato da Leonardo da Vinci nel 1500.

pascalina

interno della Pascalina

Con l'Arte combinatoria di G. W. Leibniz vengono gettate le basi della logica simbolica, su cui si regge il funzionamento dei moderni calcolatori. 

Vi è inoltre formulata l'idea di un 'calcolo binario', che riduca in forma più semplice le 'leggi del pensiero'.

Gli sviluppi del calcolo combinatorio, ad opera di G. Boole, A.N.Whitehead e B.Russell, hanno dato forma al sogno di G.W.Leibniz di un ragionamento simbolico universale, con la nascita di una nuova disciplina matematica, la logica simbolica.

L'idea di fondo dell'“arte combinatoria” è quella di trovare una logica capace non soltanto di dimostrare la verità di ogni proposizione, ma anche di costruire nuove proposizioni con la certezza dei procedimenti matematici.

Il “genere”, a partire dalla logica aristotelica, è una classe di enti con differenze specifiche fra loro ma con elementi comuni (che appunto definiscono il “genere”): ad esempio, nell'espressione “animale razionale”, il termine “animale” costituisce il “genere” che accomuna la “specie” degli uomini (definiti dalla razionalità) a tutte le altre e diverse “specie” di animali; “essere vivente” è un genere piú ampio di “animale” e quindi contiene in sé altri generi. Il “genere sommo” è quello che non può essere contenuto in nessun altro genere (ad esempio, le categorie di Aristotele).

Leibniz propone di indicare i generi sommi con lettere, le quali, combinate fra loro, possano poi formare le “nozioni inferiori”. Il meccanismo, almeno nel modo in cui è proposto in questa pagina, non è particolarmente complesso. Come esempio prendiamo alcune delle categorie aristoteliche (generi sommi) e indichiamole con una lettera: sostanza (a); quantità (b); qualità (c); agire (d); luogo (e); tempo (f). Da un genere, attraverso la combinazione con gli altri generi, si trovano generi inferiori (o specie): la sostanza = uomo; la quantità = alto 180 centimetri; la qualità = bianco; l'agire = camminare; il luogo = in montagna; il tempo = ieri. Le combinazioni possibili danno, ad esempio: ab = gli uomini alti 180 centimetri; ac = gli uomini bianchi; bd = gli enti alti 180 centimetri che camminano; cf = gli enti bianchi che esistevano ieri; e cosí via. Ancora, combinando tre generi: abc = gli uomini bianchi alti 180 centimetri; bdf = gli enti alti 180 centimetri che ieri camminavano; e cosí via.

Si possono quindi, per semplificare le operazioni, unificare i generi: ab = l, per cui l = uomo alto 180 centimetri; ad = n, per cui n = uomo che cammina; e cosí via. Dunque, individuata una specie definita da una serie di generi sommi, si può verificare la corretta di tutte le proposizioni relative ad essa.

Questa ricerca di Leibniz è importante, da un punto di vista filosofico generale, perché conferma l'esigenza di porre punti fissi e certi a fondamento dell'attività del pensiero (cioè della filosofia e di tutte le scienze).

Fu il filosofo e matematico Leibniz ad introdurre i numeri binari nel mondo occidentale. 

In realtà quella di Leibniz fu una rivisitazione di un sistema di calcolo introdotto in Cina tremila anni fa condotta nell'ambito di uno studio sugli ideogrammi. 

Leibniz in tale circostanza studiò questo sistema definendo le caratteristiche della "aritmetica binaria". 

Dopo Leibniz il calcolo binario fu dimenticato fino al 1936, quando, indipendentemente, i due matematici Alan Turing in Gran Bretagna e Louis Couffignal in Francia, fecero l'elogio del calcolo binario proponendo di usarlo come linguaggio di base nelle calcolatrici meccaniche esistenti a quell'epoca.

Gottfried Leibniz costruisce una calcolatrice a passi, usando un ingranaggio cilindrico.
 

ricostruzione della macchina di Leibniz

La Macchina calcolatrice di G. Polani, la prima progettata in Italia (e forse anche l'unica traccia di invenzione italiana nel settore).

Matematico ed ingegnere veneziano che, nel libro "Miscellanea" pubblicato nel 1709, illustrò i principi di costruzione di una macchina calcolatrice basata su pesi scorrevoli.

Jacob Leupold nel 1727 realizzò una macchina circolare basata sul principio della Pascaline ma con rotelle ad ingranaggi retraibili simile alla macchina di Leibniz

 

macchina di Leupold

particolare della macchina di Leupold

Nasce la Macchina tessile.

Con questa invenzione si introduce l'idea di scheda perforata : nasce così l'idea di programma come una successione di istruzioni preordinate. 

Falcon era un operaio che lavorava in un'industria tessile di Lione. 

La sua invenzione fu dimenticata sino al 1801, quando Jacquard, un meccanico, riuscì a farne una versione industrializzabile. 

Nel settore della manifattura dei tessuti con il termine "Jacquard" ci si riferisce oggi ad un particolare tipo di tessuto. 

J.B. le Rond d'Albert formula il teorema fondamentale dell'algebra.

J.Watt inserisce nella sua macchina a vapore l'omonimo regolatore, funzionante, sulla base del principio di retroazione (feedback).

Pierre e Henry Louis Jaquet-Droz (Svizzeri) inventano il primo automatismo in grado di scrivere... come dire la prima macchina per scrivere.

Subito dopo costruirono un altro automatismo che disegnava il ritratto di Luigi XV. Parlando di "robot" in senso generico si può dire che queste macchine sono state i primi robot della storia. 
 

automatismo capace di scrivere

Philipp-Matthaus Hahn costruisce (e vende) un piccolo numero di macchine calcolatrici precise a dodici cifre.

Charles Stanhope sviluppa un calcolatore che moltiplica e divide attraverso il sistema delle somme o sottrazioni multiple.
 

calcolatrice di Stanhope

Charles Stanhope continua a costruire nuove macchine, nessuna delle quali conteneva dispositivi originali, ma tutte molto affidabili.

Stanhope progettò anche una macchina in grado di meccanizzare relazioni logiche. Un primo passo nel considerare i computer non più solo come macchine di calcolo, ma anche come strutture meccaniche capaci di generalizzare processi matematici.

J.H. Mueller immagina una 'Macchina differente' 36 anni prima di Babbage, ma non riesce a trovare i soldi per costruirla.

I dettagli della sua macchina, però, furono pubblicati in un libro, di cui Charles Babbage si dice che si fece tradurre tutti i capitoli.

La data della traduzione è sconosciuta e il dubbio che qualche idea di Mueller sia stata sfruttata da Babbage rimane.

Edward (Nedd) Ludd (Inghilterra) diventa il leader di un movimento iniziato in Nottingham e composto da un gruppo di lavoratori scontenti che si mossero attraverso l'Inghilterra con l'intento di distruggere tutti i tipi di macchine che avrebbero incontrato sul loro percorso.

Questo gruppo causò distruzioni fino al 1815. Di notte, mascherati, irrompevano nei laboratori e nelle fattorie e distruggevano macchine e qualsiasi cosa potesse portare alla produzione di massa.

La loro idea era che tutti quei meccanismi li avrebbero condotti alla disoccupazione. E non erano poi tanto lontano dalla verità. Dal movimento derivò il termine "Luddite" per identificare un'azione contraria e resistente a qualsiasi nuova tecnologia.

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