Calcolatrice meccanica

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Calcolatrice meccanica russa di tipo Odhner (Gasrempom -1932)

La calcolatrice meccanica è una calcolatrice basata su dispositivi meccanici.

Fino all'avvento dell'elettronica, per almeno tre secoli, la calcolatrice meccanica è stata lo strumento di calcolo digitale comunemente utilizzato. A partire dagli anni '60 del secolo scorso la microelettronica ha permesso di realizzare calcolatrici elettroniche da tavolo in grado di eseguire le stesse operazioni delle calcolatrici meccaniche ma caratterizzate da dimensioni e peso inferiori. La calcolatrice meccanica è quindi diventata tecnologicamente superata e, in pochi anni, con l'abbassamento del prezzo dei componenti microelettronici, è stata completamente soppiantata dalla calcolatrice elettronica.

Classificazione[modifica | modifica sorgente]

Trattandosi di un oggetto prodotto per un tempo molto lungo (dagli inizi del XVII secolo a oltre la metà del XX secolo), in un numero enorme di varianti e per diverse applicazioni, le calcolatrici meccaniche possono essere classificate secondo diversi schemi[1]

La distinzione tra macchine azionate manualmente o tramite un motore elettrico, benché utilizzata abbastanza di sovente, non è molto significativa. La presenza del motore non modifica essenzialmente la struttura della macchina. Molte calcolatrici venivano prodotte in entrambe le versioni e praticamente tutte quelle elettriche potevano essere facilmente azionate a mano in caso di mancanza di corrente o in fase di manutenzione. L'unica differenza reale è che in quelle elettriche spesso vengono aggiunti dei tasti funzionali che permettono di avviare con un unico comando delle successioni di operazioni utilizzate di frequente. Per esempio, poiché la moltiplicazione viene fatta tramite somme ripetute, molte macchine elettriche avevano un "tastierino moltiplicativo" aggiunto alla tastiera per l'immissione dei dati. Premendo il tasto 7 di questo tastierino, l'ultimo numero immesso con la tastiera normale viene sommato sette volte.

Le caratteristiche che determinano gli schemi di classificazione più utilizzati sono:

Operazioni[modifica | modifica sorgente]

Una prima classificazione funzionale è basata su quanti tipi di operazioni aritmetiche la macchina può eseguire:

  1. Addizionatrici semplici (una operazione): permettono di effettuare direttamente solo l'addizione. La sottrazione, quando possibile, viene effettuata per complemento.
  2. Addizionatrici (complete) (2 operazioni): la sottrazione viene eseguita direttamente, ad es. girando una manovella nel verso opposto a quello usato per addizionare o azionando appositi comandi
  3. Moltiplicatrici (3 operazioni): il numero impostato viene memorizzato e può essere sommato ripetutamente, aggiungendo eventualmente degli zeri finali.
  4. Calcolatrici (complete) (4 operazioni) Normalmente la moltiplicazione viene eseguita tramite addizioni ripetute e la divisione tramite sottrazioni ripetute. In rari casi, ad es. le Millionaire[2], la moltiplicazione viene eseguita direttamente.

Vennero anche realizzate macchine, come la Friden SRW, in grado di calcolare automaticamente le radici quadrate tramite un algoritmo appropriato (metodo di Newton), che era già implementato nei meccanismi della macchina.

Meccanismo di immissione[modifica | modifica sorgente]

  • Dito o stilo. Molte macchine, soprattutto addizionatrici, presentavano sulla loro superficie degli incavi, uno per ogni cifra in ogni posizione decimale, in cui inserire la punta di un dito o di uno stilo per azionare un meccanismo in grado di registrare la cifra dell'addendo o di sommarla direttamente.
  • Cursori. Metodo diffuso soprattutto nelle calcolatrici europee, da quelle derivate dalla macchina di Leibniz a quelle tipo Odhner. In ogni posizione decimale c'è un cursore che permette di impostare la relativa cifra.
  • Tastiera estesa. Metodo estremamente diffuso sia per le addizionatrici che per le calcolatrici. Per ogni posizione decimale ci sono 9 tasti che permettono di impostare la cifra desiderata. Il tasto per lo zero non è indispensabile. Basta non impostare nulla. Però, spesso, è presente un tasto di annullamento che funge anche da "zero".
  • Tastiera ridotta. Macchine simili alle attuali, con solo 10 tasti che permettono di inserire una cifra alla volta. Benché tastiere di questo tipo siano state introdotte fin dai primissimi anni del Novecento (Standard e Dalton dei fratelli Hopkins[1]), la loro diffusione fu abbastanza lenta e, inizialmente, limitata esclusivamente alle addizionatrici.[3]. La prima calcolatrice a tastiera ridotta (tipo Dalton) fu la Facit T del 1932. Dopo circa 10 anni, venne imitata dalle italiane Everest Z, che utilizzavano un proprio diverso schema di tasti. Come risulta dagli esempi, i tasti potevano essere disposti in vario modo[4], su una, due o tre righe. Gli schemi più diffusi erano quello Dalton (su due righe) e quello Sundstrand. Quest'ultimo venne introdotto nel 1914 ed è quello attualmente in uso nella stragrande maggioranza delle tastiere numeriche.

Visualizzazione dei risultati[modifica | modifica sorgente]

Forse questa è la distinzione più immediatamente visibile tra i vari tipi di calcolatrice.

  • non-scriventi, ossia prive di ogni dispositivo di stampa. Il risultato delle operazioni e (non sempre) i dati immessi sono visibili sulla macchina tramite delle piccole finestre, una per ogni cifra. Sotto di queste vi è un disco che ruota[5] , azionato dal meccanismo di calcolo, in modo da mostrare la cifra richiesta. In questa tipologia rientrano le addizionatrici più economiche e quasi tutte le calcolatrici a quattro operazioni.
  • scriventi, che stampano dati e risultati su un nastro di carta. Era la categoria più diffusa tra le macchine da ufficio da quando Burroughs iniziò la produzione della proprie macchine.
  • contabili, in grado di utilizzare fogli di ampie dimensioni su cui stampare, oltre i numeri, anche dei testi o di organizzare la stampa in più colonne. Tra queste possiamo individuare due grandi tipologie a seconda se sono costruttivamente derivate da una addizionatrice[6] o da una macchina per scrivere[7]. Nel primo caso, al modello base di addizionatrice, veniva aggiunto un carrello di stampa più ampio, dei tasti alfabetici o per la stampa di frasi standard e la possibilità di eseguire i calcoli su più colonne. Nel secondo, venivano aggiunti degli elementi di calcolo ad una macchina per scrivere e una tastiera numerica per comandarli.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Il più antico strumento noto di calcolo meccanico è la macchina di Anticitera, usato per il calcolo del moto dei pianeti nel II-I secolo a.C. Però deve essere considerato più come antenato dell'astrolabio, che della calcolatrice.

Disegno originale della calcolatrice di Wilhelm Schickard

Nel 1623 Wilhelm Schickard costruisce la prima macchina meccanica per le addizioni. Sfortunatamente l'unico modello prodotto venne distrutto in un incendio e l'inventore morì di peste poco dopo. L'esistenza di questa macchina è stata scoperta solo recentemente grazie alla descrizione contenuta in una lettera di Schickard a Keplero.

Nel 1642 Blaise Pascal, all'oscuro della macchina di Schickard, inventa una macchina per le addizioni e le sottrazioni. Della sua macchina, che viene detta Pascalina, vengono prodotti e venduti una cinquantina di esemplari, alcuni dei quali ancora esistenti.

Nel 1673 Leibniz presenta alla Royal Society di Londra il primo calcolatore meccanico in grado di eseguire anche moltiplicazioni e divisioni. Al momento della presentazione il calcolatore non è ancora terminato, ma il progetto gli permette di venir ammesso all'unanimità alla Royal Society. La calcolatrice, che si basa su di un nuovo meccanismo detto ruota di Leibniz, viene completata solo nel 1694. A causa della precisione necessaria nella sua costruzione, la produzione commerciale di questo apparecchio non è però fattibile fin verso la metà del XIX secolo, quando Xavier Thomas de Colmar realizzò l'Aritmometro. La ruota di Leibniz, in forma modificata, viene ancora usata nel 1948 da Curt Herzstark per la costruzione della Curta, una calcolatrice meccanica tascabile.

Lo sviluppo del calcolo meccanico riprenderà vigorosamente solo nell'Ottocento, quando la nascente industria meccanica di precisione metterà a disposizione i mezzi per realizzare e perfezionare le idee dei primi precursori.

Nel 1822 Charles Babbage presenta il modello di una macchina differenziale, che non realizzerà completamente, in grado di tabellizzare automaticamente una funzione polinomiale qualunque. Questa macchina dovrebbe essere azionata da un motore a vapore. Inizia inoltre il progetto per una macchina analitica programmabile. La macchina differenziale verrà realizzata nel 1991 al Science Museum di Londra seguendo i progetti originali.

Sviluppo delle calcolatrici meccaniche nel XIX sec.


Negli anni a cavallo tra Ottocento e Novecento vedono la luce molte calcolatrici che influenzeranno tutto lo sviluppo dei decenni successivi: Willgodt Theophil Odhner e Stephen F. Baldwin inventano indipendentemente la ruota a denti mobili che poi equipaggerà molte calcolatrici famose (Brunsviga, Facit, .); Dorr Felt brevetta la Comptometer (la prima calcolatrice a tasti); William S. Burroughs produce la prima addizionatrice scrivente; Hubert Hopkins progetta la Dalton, la prima addizionatrice a 10 tasti.

Dalla fine dell'Ottocento fino agli anni 1960 ebbero un grosso successo commerciale le addizionatrici a cremagliera. Si trattava di macchine molto economiche e compatte in grado di eseguire addizioni e sottrazioni. I modelli più conosciuti, il cui nome è spesso utilizzato per indicare l'intera categoria, furono il Troncet (il primo ad avere un certo successo) e i vari Addiator (prodotti in milioni di esemplari).

In Italia, nel 1897, Carlo Fossa Mancini brevetta la prima addizionatrice italiana prodotta industrialmente, sia pure in Francia. L'industria italiana resterà esclusa abbastanza a lungo da questo mercato. Le prime macchine italiane di un certo rilievo commerciale arriveranno solo a metà degli anni trenta, sulla spinta dell'autarchia. Tra queste si possono ricordare la calcolatrice Numeria e le addizionatrici Alfa e Totalia, quest'ultima prodotta su licenza della svedese Addo.

Fino alla fine della guerra, vi era una forte differenza nelle modalità d'uso tra addizionatrici(+ e -) e calcolatrici(+,-,*,/). Le prime, a partire dalle Dalton, hanno spesso un dispositivo di stampa ed una tastiera "ridotta" con soli 10 tasti. Le seconde non sono mai stampanti (tranne sporadici tentativi senza molto successo) e hanno quasi sempre una tastiera estesa o dei cursori per immettere i dati. L'unica eccezione di rilievo sono le calcolatrici Facit e le loro imitazioni (ad es. le italiane Everest Z). Quindi è particolarmente significativo il fatto che la Olivetti abbia introdotto nel 1945 la Divisumma-14, progettata da Natale Capellaro, che costituisce il primo esempio a livello mondiale di calcolatrice scrivente a tastiera ridotta e la prima macchina da calcolo italiana ad avere un successo internazionale.

Nel 1956 Natale Capellaro progetta, in Olivetti, la macchina da calcolo elettrica Tetractys, dotata di due totalizzatori e memoria, dalla quale, sulle stesse linee di montaggio, verranno anche prodotte due versioni meno performanti denominate "Divisumma 24" ed "Elettrosumma". Con la matricola incisa a pantografo sul basamento in ghisa, queste tre macchine rimasero in produzione per oltre 15 anni ed esportate nel Regno Unito, negli Stati Uniti ed in Canada. Le versioni destinate ai paesi con rete elettrica a 115 volt, differivano nel motore elettrico (70 watt) e nel passo (più stretto) della vite senza fine, ricavata nel prolungamento dell'asse motore che azionava l'ingranaggio principale frizionato, realizzato in tela bachelizzata. Alcune versioni di questa classe di macchine da calcolo, definita MC24, disponevano di un carrello tabulatore simile a quello di una macchina da scrivere; i cinematismi, interamente in metallo, erano azionati da camme a profili multipli sinterizzate. La lubrificazione a vita comprendeva quattro tipi diversi di lubrificante posti nei punti di maggior attrito.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b Le macchine di William e Hubert Hopkins
  2. ^ Scheda Millionaire del Museo della Scienza di Milano
  3. ^ Il motivo va cercato nel fatto che, per un operatore ben addestrato, l'inserimento dei dati è più rapido con una tastiera completa o con un sistema a cursori. Quindi, la tastiera ridotta venne inizialmente applicata solo alle addizionatrici scriventi che. spesso, erano usate da personale meno addestrato (es. commessi di negozio) per il quale era preferibile un sistema più semplice da utilizzare.
  4. ^ Zehnertastatur - Rechnerlexikon
  5. ^ Nelle addizionatrici a cremagliera (ad es. l'Addiator) c'è una barretta metallica che scorre
  6. ^ Si veda ad esempio l'Olivetti Audit 302 (http://www.storiaolivetti.it/template.asp?idOrd=3&idPercorso=599#viewfoto)
  7. ^ pubblicità della Mercedes Addelektra

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Ernst Martin, Die Rechenmaschine und ihre Entwicklungsgeschichte (1925), è disponibile in internet la traduzione inglese "The Calculating Machines"
  • Franco Soresini, Storia del calcolo automatico (1977), Confederazione generale dell'Industria Italiana
  • Thomas A. Russo, Antique Office Machines, 600 Years of Calculating Devices, Schiffer Publishing Ltd
  • Michael R. Williams, Dall'Abaco al Calcolatore Elettronico, Franco Muzzio Editore
  • Carl B. Boyer, Storia della matematica, Oscar Mondadori

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

A carattere generale

Dedicati a macchine o produzioni specifiche

matematica Portale Matematica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di matematica