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人民の親友:電卓の簡単な歴史

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犬を忘れて、人々の親友はいつも電卓であり、そしてこれからもそうです。

この強力でありながら小型のデバイスは、数千年にわたっていくつかの大幅な改装が行われましたが、その基本的な機能は、私たちの祖先にとっては概念的によく知られています。

単純なそろばんから、最初の電子機器、そしてマイクロチップの登場により、いくつかの飛躍的な進歩を遂げるまで、より高度な機械的フォームが開発されました。

彼らの最終的かつ最も重要な進歩は、物理的な束縛を解き放ち、計り知れないほどの数のコンピューターとスマートデバイス上でほぼ独占的に仮想になることでした。

電卓の物理的な複雑さは1990年代に頂点に達しましたが、インターネット、家庭用コンピューター、そして最終的にはスマートフォンの台頭により、すでにほとんどが時代遅れになっています。

私のように、物理的な専用の計算機を使用して計算する方を好む人もいますが、他の多くの人は彼らに二度と考えません。

しかし、IEでは、古い学校の電卓を二度と同じように見ないようにしています。もう一度それを手に取ると、文字通り何千年もの人類の歴史を手に持っていることになります。

すべてが始まったところ-由緒あるそろばん

電卓の歴史、またはそれについて私たちが知っていることは、紀元前2000年から2500年頃の古代スメリアとエジプトの手動算盤から始まりました。

これらは、通常木で作られた四辺形フレームの所定の位置に保持された一連のロッド上の10個のビーズのセットで構成される現代の計算機と比較して非常にシンプルなデバイスです。

そろばんは、カウント用ボードを除いて、カウント用に最初に設計されたデバイスですが、まだ発見されていません。

これより前には、人間は石、種子、ビーズなどの指や山を使っていたようです。

原則は非常に簡単です-少なくとも追加のために。一番上の棒は小さな単位の数を表します。

それらを片側から反対側に移動することにより、ユーザーは1から10までのユニット番号をすばやく追跡できます。

10に達したら、次のロッドの単一のビーズをスライドさせて、10の単位を表すことができます。その後、一番上のビーズを反対側に戻し、小さなユニットを再度カウントできます。

下の棒はそれぞれ10の累乗を表し、3番目の棒は数百、次の数千などを表します。

中国のそろばん(スアンパン)はデザインが異なり、西洋版とは少し異なりますが、原理は同じです。

そろばんは、西暦190年頃にローマの商人によって中国人に紹介されたと考えられています。

そろばんは、 デファクト 4千年以上のデバイスをカウントします。

それは今でもアジアの多くの地域で選択されている計数装置です(2つを組み合わせた装置もある)。

それが、ついにヨーロッパで、1617年まででした。

ジョン・ネイピアと彼の派手な骨

1617年にスコットランドの数学者、ジョンネイピアは彼の独創的な本を出版しました ラブドロジー (ロッドで計算)。この本は、ネーピアの骨として知られるようになるであろう装置の働きを説明しました。

骨(棒)は非常に細く、それぞれに九九表が刻まれていました。ユーザーは、水平方向の乗算の合計を読み取るために、各ロッドの垂直方向の配置を調整することにより、迅速な計算を行うことができます。

それらは、主に積と数の商を見つけるための計算方法として開発されました。彼らの美しさは彼らのシンプルさでした。

ほんの数時間の練習の後、だれでもすぐにかなり複雑な乗算と除算をすばやく行うことができます。専門家はそれらを使用して、17世紀には悪くない、かなり大きな数の平方根を抽出することさえできます!

これにより、ユーザーは乗算を非常に単純な加算演算または除算から単純な減算に分解できます。

この単純な発明と同じくらい印象的だったのは、ユーザーがまだそれらを使用するために暗算を行う必要があったため、技術的には電卓ではなかったということです。

ただし、それらは、乗算と除算の問題を高速化するためのショートカット方法を提供しました。

計算尺は次の大きな進歩でした

ヨーロッパは、17世紀の機械式計算機の開発において次の段階を迎えました。

ネイピアと彼のアルゴリズムの助けを借りて、エドマンドガンター、ウィリアムオウトレッドなどは、計算機の次の重要な開発、計算尺を作成することができました。

計算尺は、そろばんを進化させたもので、対数目盛を使用してすばやく乗算できるスライド棒で構成されていました。

表面的には、計算尺はかなり複雑なデバイスのように見えますが、それはそれらの純粋なユーティリティを裏切ります。

実際には、これらはスライディングスティック(または上記のディスク)であり、対数スケールを使用して乗算と除算の問題をすばやく解決します。

それらは、高度な三角法、対数、指数、平方根を実行するために使用できるようになる一連の進歩を受けます。

1980年代には、計算尺の使用は多くの国の学校のカリキュラムの一部であり、何百万人もの学童が学ぶための基本的な要件と考えられていました。

現時点では他の機械式および電子式計算機が存在していたため、これは非常に興味深いものです。

ただし、胸ポケットやボタンダウンシャツに簡単に収まる当時の計算尺と比較すると、多くの場合、これらは最もポータブルなデバイスではありませんでした。

計算尺は、NASAの宇宙計画にとって基本的に重要であり、アポロ計画の間に大きく依存していました。

ピケットモデルN600-ESは、1970年にアポロ13号の月のミッションで乗組員と一緒に撮影されました。

ブレーズ・パスカルと真の機械式計算機の登場

1642年に1つのブレーズパスカルは、2つの数値だけで算術演算を実行できるデバイスを作成しました。

彼の機械は、2つの数値を直接加算および減算したり、繰り返しによってそれらを乗算およ​​び除算したりできるギア付きホイールで構成されていました。

パスカルの計算機、算術機械、またはパスカリンのインスピレーションは、ルーアンで税務の監督者として父親が実行しなければならなかった算術計算の面倒な性質への欲求不満でした。

彼のマシンの重要な部分は、1つのダイヤルで1から9を追加するキャリーメカニズムでした。

ダイヤルを回して0に到達させると、次のダイヤルは1を運ぶことができます。彼の革新により、各桁が他の状態から独立し、マシンの容量に関係なく、複数の桁上げが1つの桁から別の桁にすばやくカスケードできるようになりました。

1642年から1645年の間に彼は50個以上のプロトタイプを作成し、最終的に彼の最後の作品を一般に公開し、当時フランスの首相であったピエールセギエに捧げました。

彼は今後数十年にわたって彼のデザインを改善し続け、最終的に彼にフランスで機械式計算機を設計および構築する独占的な権利を許可するロイヤル特権(特許に相当)を与えられました。

今日、彼のオリジナルの機械の9つの例が存在し、ほとんどがヨーロッパ中の美術館の周りに展示されています。

模倣はお世辞の誠実な形です

Pascalineに続く他のすべての機械計算機は、それに直接影響を受けたか、Pascalが彼のデバイスに使用したのと同じ影響を共有していました。

主な例には、ゴットフリートライプニッツによって考案された1673ライプニッツホイールが含まれます。ライプニッツは、パスカルの設計に自動乗算機能を追加することにより、パスカラインの改善を試みました。

ゴットフリートの設計は、インクリメンタルな長さの歯のセットを持つシリンダーで構成されていました。

これらはカウントホイールと組み合わされ、それ自体は競合計算機ではありませんが、将来の機械計算機の不可欠なコンポーネントになるでしょう。

彼は数十年後、「Stepped Reckoner」と呼ばれる彼自身の完全な計算機を構築しようとしましたが、大量生産されることはありませんでした。

しかし、ライプニッツの仕事は無駄ではありませんでした。 1820年、トーマス・デ・コルマーは彼の有名な計算機を作りました。

これは、ライプニッツのホイール(ステップドラム)またはそれを独自に再発明したものを組み込んでおり、オフィスなどの場所で日常的に使用するのに十分な強度と信頼性を備えた最初の機械計算機になりました。

1851年から1915年の間に製造され、すぐに商業的に成功するようになりました。また、ヨーロッパ中の他の多くの企業によって複製および製造されました。

電卓は、2つの数値を直接加算および減算することができ、可動アキュムレータを使用することにより、長い乗算および除算を実行できました。

Arithmometerは、計算機の履歴の分岐点を、独自の方法で、人間の計算機への大規模な依存の終わりの始まりを示します。

また、世界中の機械式計算機業界を効果的に立ち上げるでしょう。

一部はまだ建設され、1970年代まで使用されました。

メカニカルカリキュレーター時代の興亡

機械式計算機の革新は、さまざまな手回し式加算機の開発による算数計の成功の後、大西洋を越えて米国に移りました。

これには、1877年に大成功を収めたGrant機械計算機、および1886年にWilliam Seward Burroughsによって考案された有名なP100バロウス加算機が含まれます。

P100は、バローズと彼の会社にとって実際に非常に成功し、オフィス用計算機の最初の製品となります。

これにより、バロウズ一家は実に裕福になり、孫のウィリアムS.バロウズがのんきなライフスタイルを楽しむことができ、ドラッグカルチャーにインスパイアされた小説「The Naked Lunch」を含むいくつかの小説を書けるようになりました。

少し後、1887年にドル。 E.フェルト、Comptometerの米国特許を取得。この機械は電卓を押しボタン時代に取り入れ、来世紀を通じて多くの模倣品を生み出しました。

押しボタンを含めることで、加算と減算の計算機の効率が劇的に向上します。これは、プッシュボタンを押すと、アキュムレータを押すとすぐに値が追加されるためです。

これは、数値を同時に入力できることを意味します。これにより、Comptometerなどのデバイスは、数値をシリアルで個別に入力する必要がある電子計算機よりも高速に使用できます。

1940年代後半に、メカニカルカリキュレーターがポータブルになりました。 Curta Calculatorはコンパクトで、片手に収まり、ポケットにぎこちなく収まりました。

実際、これはこれまでに開発された、最初、最後、そして唯一の機械式ハンドヘルドポケット計算機でした。

これは、Curt Herzstark(オーストリアの発明家)の発案によるものであり、事実上、ゴットフリートライプニッツの階段式計算機とチャールズトーマスの計算機の子孫です。

第二次世界大戦中、ヘルツスタークはクルタのデザインを完成させましたが、父親はユダヤ人だったので、ブッヒェンヴァルト強制収容所に送られました。

しかし、ナチスが彼を「知性の奴隷」として扱ったので、彼の機械的ノウハウは彼の命を救いました。

コグに値を累積することで機能し、コグはステップドラムメカニズムによって追加または補完されます。

メカニズム全体が小さなシリンダーの内側にぴったりと収まり、すべての意図と目的にとって、非常に美しいキットでした。

それはあなたの手のひらの上ですべて加算、減算、乗算、および除算が可能でした。 Curtaは驚異的な商業的成功を享受する デファクト 何十年もの間携帯用電卓。

それぞれの間にコストがかかります 125ドルと175ドル 今日はどこでも 1000ドルと2000ドル 状態やモデルによって異なります。

Herzstarkの複雑なCurtaのデザインは、迅速な計算が必要なラリーカーやコックピットで1960年代まで使用されました。

Curtaと押しボタン式の電卓は、1960年代に頂点に達しましたが、すぐにその優位性に挑戦するようになります。

電卓の登場

電子計算機の物語は、1930年代後半にルーツがあります。世界が大規模な戦争の大砲に向けて準備しているとき、軍艦の砲台、爆弾の照準器、およびその他の兵器には、三角法を迅速かつ確実に計算する手段が必要でした。

ソリューションは、Sperry-Norden爆弾サイト、米国海軍魚雷データコンピュータ、およびKerrison Predictor AA消防システムのようにすぐに現れました。

これらはすべて、歯車と回転シリンダーを使用して電子出力を生成し、兵器システムに供給する電子機械システムと電気システムのハイブリッドシステムでした。

より洗練されたシステムが戦争の後半に作成され、敵のコードを解読する必要がありました。

これは最終的に、計算ではなくXORブールアルゴリズムの実行に特化した有名な巨像「コンピューター」の開発につながりました それ自体.

戦争の終わりに、最初の一般的な計算用コンピュータであるENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)が1946年に完成しました。

これは完全にデジタルの砲兵射撃テーブル計算機として設計されており、他の多くの数値問題の解決にも適用できます。

これには、基本的な4つの算術関数が含まれていました。そうだった 1,000回 当時の既存の電気機械式コンピュータよりも高速で、メモリ内に10桁もの10進数が存在する可能性があります。

しかし、それは信じられないほどの重さでした 27トン そして、多くのスペースを必要としました。

しかし、すべての電子計算機の進歩は真空管のサイズによって制限されていたため、それらは小型化する必要があるため、チョークポイントに達しました。

小型化は電子計算機の扉を開きます

真空管の小型化により、電子計算機の開発は急速に進む可能性があります。

算術計算への新しいインスピレーション(ANITA)は、1961年に世界初の全電子デスクトップ計算機になりました。

ANITAは英国のControl Systems Limitedによって開発され、操作には押しボタンのキーパッドを使用しました。

真空管と冷陰極「デカトロン」計数管を使用して電子的に処理されるすべての賢いもので他の可動部品は必要ありませんでした。

しばらくの間、1964年までに数万台が販売された唯一のデスクトップ電子計算機でした。

トランジスタの開発は突然競争を開きます。

ANITAの市場での優位性は、3つの初期のトランジスタベースの電子計算機、American Friden 130シリーズ、Italian IME 84、および日本からのSharp Compet CS10Aによって深刻な挑戦を受けました。

ANITAよりも大幅に優れているものはありませんでしたが、それよりも安価なものはありませんが、それらのオールトランジスタ設計は競争を促進します。

Canon、Mathatronics、Smith-Corona-Marchant、Sony、Toshibaなどの企業は、この新しい機会をすぐに利用するでしょう。

これらのうち、東芝の「Toscal」BC-1411計算機を含むいくつかの注目すべき計算機が生まれました。

BC-1411はその時代を先取りしたリーグであり、初期の形式のRAMを別々の回路基板に統合しました。

1965年には、印象的なOlivetti Programma 101が発表されました。これは多くの産業賞を受賞し、磁気カードを読み書きし、結果を表示し、ブートする組み込みプリンターを備えていました。

同じ頃、ブルガリアの中央計算技術研究所がELKA 22をリリースしました。 8kg 平方根関数を備えた初めての計算機でした。

これらの印象的な初期の電子計算機にもかかわらず、すべてが高価で、言うまでもなく重くてかさばっていました。

これは、Texas Instrumentsがランドマーク「Cal Tech」プロトタイプをリリースしたときにすべて変更される予定でした。

ハンドヘルドにできるほどコンパクトで、すべての基本的な演算機能を実行でき、結果を紙テープに印刷することもできました。電卓が主流になろうとしていた。

マイクロチップはすべてを変えました

電卓開発における次の大きな飛躍は、マイクロチップの開発でした。これは簡単な作業ではなく、3つの大きな問題を克服するためのエンジニアリングが必要でした。

1.トランジスタのボードを統合されたマイクロチップで置き換える必要がある、

2.それらは幹線よりもむしろ電池で動くことができるようにエネルギーライトである必要がありました;

3.彼らは実用的であるために、よりスリムでシンプルな制御メカニズムを開発する必要がありました。

テキサスインスツルメンツの「Cal-Tech」と同じくらい進歩していて、それはまだトランジスターに依存していて、電源に接続する必要もありました。

日米の半導体企業が協力して半導体開発を始めました。テキサスインスツルメンツなどの企業はキヤノンと提携し、ゼネラルインストゥルメントは三洋電機と協力し、他の多くの企業が同様の提携を結びました。

数年の開発を経て、Sharp QT-8D「Micro Compet」がリリースされました。

今日の標準では原始的ですが、4つのRockwellチップ(それぞれ900トランジスタに相当)を使用して、ディスプレイ、小数点、デジタル加算、およびレジスタ入力制御に電力を供給しました。

これはまだプラグインする必要がありましたが、代替モデルであるQT-8Bは、完全にポータブルにできる充電式セルを使用していました。これは当時、大きな革新でした。

その後すぐに、Sharp EL-8、Canon Pocketronic、Sanyo ICC-0081 Mini Calculatorなどのハンドヘルド計算機が続きました。マイクロチップ電子計算機が到着しました。

電卓はますます小さくなります

電卓と同じくらい印象的でしたが、それらは市場リリースの時点では実質的に時代遅れでした。 1970年代初頭を通じて、より新しく、より洗練されたデバイスが製造されていました。

一部は、BusicomによってMostek MK6010( "Calculator-on-a-Chip")の1つに必要なチップを削減し、後でLEDディスプレイを統合して実行するさらに小さいLE-120 "ハンディ" 単三電池4本.

これらのチップは、最終的にIntelの第1世代PCで使用されます。

さらに多くの人が、Bowmarのようなアメリカの企業や、1972年にClive Sinclairによって作成された最初のスリムな計算機から続くでしょう。

これらはすべて、この新しい成長産業の先駆者でしたが、当時のほとんどの消費者にとってはまだかなり高価でした。

また、LEDスクリーンはバッテリーをガタガタさせ、それらの機能は基本的な演算に限定されていました。シンクレアが最初の低コスト計算機であるケンブリッジを製造したとき、これはすべて変わりました。

Hewlett Packard HP-35「科学的」計算機を備えたポケット計算機に、より高度な計算機能が導入されました。これは、三角法と代数関数を処理することができました。

進歩はほぼ毎月急速に増加し、テキサス州のSR-10は科学表記を追加し、SR-11はPiキーを追加し、1974年のSR-50はログとトリガー機能を提供します。

これにより、最終的には、より安価で優れたモデルが生産される、いわゆる「電卓戦争」が開発されました。消費者にとっては恩恵であり、メーカーにとっては頭痛の種です。

1970年代の終わりまでに、古くからある計算尺の実用性と人気がそのコースを実行していました。

電卓もこの頃にプログラム可能になり始め、1974 HP-65のような例では、100の命令を処理し、磁気カードリーダーからデータを保存および取得できました。

HPのような1980年代の企業や新参の子供、カシオに向かっていたことが業界の主導権を握っていました。

1970年代の終わりまでには、安価で小型で低消費電力の電卓がほとんどどこにでも見つかりました。いくつかは非常に効率的で、最初の太陽電池式のバージョンが登場し始めました。

1つ目は、Sharp EL-8026とTeal Photonは、物理計算機の進化における頂点を示すものです(現代的なものは、実際のところ、ほとんど意味が変わっていません)。いわゆるポケットコンピューターの開発を除いて、1980年代を通じてほとんど変化はありませんでした。

これらは電卓だけのポケットPCに似ていたので、ここではその派生については説明しません。

しかし、古代の祖先であるそろばんや計算尺のようなポケット電卓は、すぐに適応するか死ぬ必要があります。パソコン時代はもう間近でした。

電卓はグラフィカルで仮想的になります

1980年代半ば以降、電卓メーカーは自社製品を競争相手から際立たせることができるキラー機能を探していました。

これは最終的に1985年にグラフィカル計算機の開発につながり、最初はカシオfx-7000gでした。

今後数年間で、他の会社は1986年のHP-28のようなグラフィカルな計算機を改善するでしょう。TI-85やTI-86のような他の後期モデルは計算のような機能を提供し始めました。

2Dおよび3Dの数学プロットが表示され始め、入力センサーからのデータロガーやWiFi /その他の接続機能などの他の機能も表示され始めました。

1980年代を通じてパーソナルコンピュータの台頭を生き延びてきた電卓は、「大きすぎて壊れない」ように見えました。しかし、新たな脅威が迫っています-モバイルデバイス!!

この新しい時代の最初のインクリングは、1992 Bell South / IBM Simon Personal Communicatorで行われました。これは、電子メール、カレンダー、そしてはい、仮想計算機のようなPDA機能を備えた携帯電話でした。

また1993年に、AppleはNewton PDA(これも仮想デジタル計算機を備えています)だけでなく、PalmやHandspring PDAなどの他の製品もリリースしました。

1996年には、世界初のスマートフォンの1つと広く見なされている携帯電話、PDA、インターネット接続を備えたNokia 9000 Communicatorがリリースされました。

2000年代半ばまでに、水門が開かれた。 Blackberry、Apple iPhone、Android、およびWindows Phoneはすべて、OSの標準として、または無料のダウンロード可能なアプリとしてデジタル計算機を備えているように見えました。

彼らが言うように、残りは歴史です。物理計算機の時代が終わったようだ。

それでも今日、私たち全員が知っているように、物理計算機は依然として非常に人気があり、広く販売されています。数ドルから数百ドルまでの範囲。

スマートフォンのようなデバイスは高額なチケットを要求し続けていますが、物理計算機の純粋な実用性と実用性は言うまでもありませんが、それらの将来は安全なようです。

少なくとも今のところ!


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