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La storia degli strumenti di calcolo ha origini molto antiche, il primo vero strumento realizzato per eseguire calcoli risale al 2000 A. C.: l'abaco, utilizzato nell' antica Cina, dai Greci e dai Romani. Di epoca più recente è il "virgulae numeratrices" di Napier, strumento ideato per la costruzione delle tavole dei logaritmi. Vennero poi le prime macchine a ingranaggi basati su meccanismi a ruote dentate e leverismi. Indicando per esempio i termini da addizionare agendo sulle ruote dentate, un meccanismo spostava i suoi componenti meccanici in una nuova configurazione corrispondente al risultato dell'operazione. Le prime vere macchine compaiono nel XVII° secolo:"macchine" nel senso che non si limitano a fornire un semplice supporto fisico agli operandi, ma sono un insiemi di organi meccanici che consentono l'automatizzazione delle operazioni. Nel 1642 Blaise Pascal, matematico e filosofo francese, riuscì ad eseguire dei calcoli in modo assolutamente meccanico. Nasce così la prima macchina addizionatrice la Pascaliana. Una serie di ruote dentate che rappresentano le unità, le decine, le centinaia ecc., portano sulla circonferenza le cifre da 0 a 9 e sono collegate tra loro mediante ingranaggi. La rotazione completa di una ruota fa avanzare di una unità la ruota alla sua sinistra: per la prima volta una macchina esegue addizioni e sottrazioni sulla base del riporto automatico, utilizzato anche nelle calcolatrici attuali. Nel 1671, allo scopo di automatizzare i calcoli trigonometrici, il tedesco Gottfried Wilhelm Leibniz progettò una macchina calcolatrice a pignoni che eseguiva meccanicamente le quattro operazioni, ma si dimostrò assai imprecisa per la impossibilità di realizzare ingranaggi della precisione necessaria. Leibniz intuì che: "se si vuole costruire una macchina ancora più perfetta, bisognerebbe eliminare la necessità dell'intervento umano per far girare le ruote, o per fare avanzare la macchina moltiplicatrice di operazione in operazione; bisognerebbe, invece, organizzare le cose fin dall'inizio in modo che la macchina stessa possa fare anche tutto il resto". All'inizio del '700 ci provò Poleni ma anche la sua "macchina aritmetica" commetteva errori. La prima macchina da calcolo prodotta in serie fu l'aritmometro di De Colmar di cui furono venduti circa 1500 esemplari. Nel 1804 il francese Joseph Jacquard diffuse su scala industriale un sistema per automatizzare il controllo dei telai di tessitura. Il telaio era guidato in modo automatico nei suoi movimenti da una serie di fori praticati su una serie di schede di cartone. Nasce così la scheda perforata che serve a trasmettere ad una macchina le istruzioni necessarie al suo funzionamento. Nel 1822 Charles Babbage, un matematico inglese realizza una macchina differenziale che è in grado di effettuare una serie di operazioni matematiche elementari. Secondo il progetto di Babbage la macchina doveva venire mossa da un motore a vapore. Il matematico inglese mise a punto qualche anno dopo quello che è riconosciuto come l'antenato per eccellenza del moderno calcolatore elettronico, "l'analitical engine" o macchina analitica che mette insieme, per la prima volta, l'idea delle schede perforate con quella del riporto automatico. L'aspetto rivoluzionario della macchina analitica è quello che riusciva ad utilizzare i risultati finali di un calcolo come dati iniziali del successivo. Lo schema generale di questa macchina è identico a quello che verrà adottato, un secolo più tardi, nei moderni elaboratori elettronici. Nel 1880 in America iniziò il censimento della popolazione, ma dopo quasi un decennio non si era ancora concluso. Per quasta ragione il governo molto preoccupato indisse una gara per potere effettuare i calcoli in modo meccanico. Vincitrice della gara risultò la macchina tabulatrice di Herman Hollerith di Baltimora che si definì il primo ingegnere statistico della storia. La macchina di Hollerith fu la progenitrice dei moderni calcolatori elettronici. I risultati del censimento del 1890 si ottennero in un terzo el tempo di dieci anni prima, con una popolazione aumentata del 25%. E' iniziata l'era delle schede perforate e con la macchina di Hollerith si diffondono le prime meccanizzazioni su scala industriale in Austria, Norvegia, Russia e Germania. All'inizio del 1900 queste macchine vengono modificate, perfezionate, rese più veloci impiegando come elemento base il relè. L'impiego dei relè, che conoscono solo due stati, acceso e spento, fece la fortuna dell'opera del matematico inglese G. Boole, che aveva sviluppato, nella metà del 1800, una teoria sui sistemi di tipo binario; l'algebra di Boole divenne il linguaggio ideale per gli elaboratori. Le nuove "macchine meccanografiche" sono in grado di riprodurre i dati introdotti di classificarli, moltiplicarli e dividerli. I dati vengono inoltre accettati ed emessi dalle macchine non solo sotto forma di numeri, ma anche di lettere, permettendo così una più facile comprensione dei risultati e delle informazioni trattate. Sulla scia del successo ottenuto, nel 1924 nasce una grande società dalla fusione della Hollerith's Tabulating Machine Company, con altre piccole aziende, che segnerà la storia dei calcolatori elettronici, la IBM, International Business Machines Co. L'IBM, destinata a diventare la più grande impresa mondiale nel settore, si occupò di commercializzare e migliorare sempre più le macchine per l'elaborazione automatica. I nuovi impulsi decisivi vennero dalla II guerra mondiale. Il massimo perfezionamento dei sistemi di calcolo si raggiunse nel 1944 con il Mark I, un calcolatore aritmetico universale con capacità di calcolo ritenute miracolose per i tempi di allora. Sempre nello stesso anno nacque un calcolatore completamente nuovo, dove i marchingegni meccanici venivano sostituiti da valvole. L'ENIAC nel 1949 pose fine all'era dei calcolatori meccanici: era il primo calcolatore elettronico della storia.
Qui di seguito è riportato un elenco dei principali strumenti di calcolo che hanno portato alla tecnologia dei moderni calcolatori:
Dispositivi meccanici di calcolo
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