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Le meilleur ami du peuple: la brève histoire des calculatrices

Le meilleur ami du peuple: la brève histoire des calculatrices


Oubliez les chiens, le meilleur ami des gens a toujours été et sera toujours le calculateur.

Cet appareil puissant mais minuscule a subi quelques remaniements importants au cours des millénaires, mais leurs fonctions de base seraient familières dans le concept à nos ancêtres.

À partir du simple Abacus, des formes mécaniques plus avancées seraient développées jusqu'à ce qu'elles subissent plusieurs sauts quantiques de puissance avec l'avènement de la première électronique puis de la micropuce.

Leur avancement final et le plus significatif est venu avec le fait qu'ils se sont débarrassés de leurs chaînes physiques pour devenir presque exclusivement virtuels sur un nombre incalculable d'ordinateurs et d'appareils intelligents.

La complexité physique de la calculatrice a atteint son apogée dans les années 1990, mais l'essor d'Internet, des ordinateurs personnels et finalement des smartphones les a déjà, pour la plupart, rendus obsolescents.

Alors que certains, comme moi, préfèrent utiliser une calculatrice physique et dédiée pour les calculs, beaucoup d'autres n'y réfléchissent jamais.

Mais chez IE, nous sommes déterminés à faire en sorte que vous ne regardiez plus jamais cette vieille calculatrice de la même manière. En le reprenant, vous tenez littéralement en main des milliers d'années d'histoire humaine - comme vous êtes sur le point de le découvrir.

Là où tout a commencé - Le vénérable Abacus

L'histoire de la calculatrice, ou ce que nous en savons, a commencé avec l'abaque manuel dans l'ancienne Sumérie et l'Égypte vers 2000-2500 av.

Ce sont des appareils très simples par rapport aux calculatrices modernes constitués d'ensembles de dix perles sur une série de tiges maintenues en place sur un cadre quadrilatère généralement en bois.

L'Abacus a été le premier appareil spécialement conçu pour le comptage encore découvert à l'exception du tableau de comptage.

Avant cela, les humains utilisaient probablement leurs doigts ou des tas de pierres, de graines ou de perles (ou quoi que ce soit de vraiment).

Le principe est très simple - du moins pour l'addition. La tige la plus haute représente le nombre de petites unités.

En les déplaçant d'un côté à l'autre, l'utilisateur peut rapidement garder une trace de tous les numéros d'unité entre un et dix.

Une fois que dix est atteint, une seule perle sur la tige suivante peut être glissée pour représenter une unité de dix. Les perles les plus hautes peuvent ensuite être renvoyées du côté opposé et les petites unités peuvent être à nouveau comptées.

Chaque tige inférieure représente des puissances de dix toujours plus grandes, la troisième représentant des centaines, les milliers suivants et ainsi de suite.

Les abacus chinois (Suanpan) varient dans la conception et sont utilisés d'une manière légèrement différente des versions occidentales, mais le principe est le même.

On pense que l'Abacus a été introduit aux Chinois par les marchands romains vers 190 après JC.

L'Abacus resterait comme le de facto appareil de comptage depuis plus de quatre millénaires et demi.

C'est toujours l'appareil de comptage de choix dans de nombreuses régions d'Asie (certains appareils combinant même les deux).

C'était, enfin en Europe, jusqu'en 1617.

John Napier et ses os fantaisie

En 1617, un mathématicien écossais, John Napier, a publié son livre fondateur Rabdologie (calcul avec des tiges). Ce livre décrivait le fonctionnement d'un appareil connu sous le nom de Napier's Bones.

Les os (bâtonnets) étaient très minces, chacun étant inscrit avec des tables de multiplication. Les utilisateurs pourraient faire des calculs rapides en ajustant l'alignement vertical de chaque tige afin de lire le total de multiplication à l'horizontale.

Ils ont été principalement développés comme méthode de calcul pour trouver les produits et les quotients de nombres. Leur beauté était leur simplicité.

Après seulement quelques heures de pratique, n'importe qui pouvait rapidement faire des calculs de multiplication et de division assez complexes. Un expert pourrait même les utiliser pour extraire des racines carrées pour des nombres assez importants, pas mal pour le 17ème siècle!

Ils ont permis à un utilisateur de décomposer la multiplication en opérations d'addition très simples ou la division en soustractions simples.

Aussi impressionnante que soit cette invention simple, il ne s'agissait pas techniquement d'une calculatrice car l'utilisateur avait encore besoin de faire des calculs mentaux pour les utiliser.

Ils ont cependant proposé une méthodologie de raccourci pour accélérer la multiplication et les problèmes de division.

La règle à calcul était la prochaine grande avancée

L'Europe a vu la prochaine étape dans le développement des calculatrices mécaniques au 17ème siècle.

Avec l'aide de Napier et de ses algorithmes, Edmund Gunter, William Oughtred et d'autres ont pu faire le prochain développement significatif des calculatrices - la règle à calcul.

La règle à calcul était une avancée vers l'abaque car elle consistait en un bâton coulissant qui pouvait effectuer des multiplications rapides en utilisant des échelles logarithmiques.

En apparence, les règles à calcul ressemblent à des appareils assez complexes, mais cela en trahit l'utilité pure.

Il s'agit en fait d'un bâton coulissant (ou d'un disque comme ci-dessus) qui utilise des échelles logarithmiques pour résoudre rapidement les problèmes de multiplication et de division.

Ils subiraient une série de progrès qui leur permettraient d'être utilisés pour effectuer une trigonométrie avancée, des logarithmes, des exponentielles et des racines carrées.

Jusqu'à la fin des années 80, l'utilisation de règles à calcul faisait partie des programmes scolaires de nombreux pays et était considérée comme une condition fondamentale pour que des millions d'écoliers apprennent.

C'est assez intéressant car d'autres calculatrices mécaniques et électroniques existaient à cette époque.

Cependant, souvent, ce n'étaient pas les appareils les plus portables par rapport aux règles à calcul de l'époque qui pouvaient facilement se glisser dans une poche de poitrine ou une chemise boutonnée.

Les règles à calcul étaient d'une importance fondamentale pour le programme spatial de la NASA, elles étaient fortement utilisées pendant le programme Apollo.

Un modèle Pickett N600-ES a même été emmené avec l'équipage lors de la mission Apollo-13 sur la lune en 1970.

Blaise Pascal et l'essor de la vraie calculatrice mécanique

En 1642, un Blaise Pascal créa un appareil capable d'effectuer des opérations arithmétiques avec seulement deux nombres.

Sa machine comprenait des roues dentées qui pouvaient ajouter et soustraire directement deux nombres et également les multiplier et les diviser par répétition.

L'inspiration pour la calculatrice de Pascal, la machine arithmétique ou Pascaline, était sa frustration face à la nature laborieuse des calculs arithmétiques que son père devait effectuer en tant que superviseur des impôts à Rouen.

L'élément clé de sa machine était son mécanisme de portage qui ajoute 1 à 9 sur un cadran.

Lorsque le cadran est tourné pour atteindre 0, le cadran suivant peut porter le 1, ainsi de suite. Son innovation a rendu chaque chiffre indépendant de l'état des autres, ce qui a permis à plusieurs portées de passer rapidement d'un chiffre à l'autre quelle que soit la capacité de la machine.

Entre 1642 et 1645, il créera pas moins de 50 prototypes, présentant finalement sa dernière pièce au public et la dédiant au chancelier de France de l'époque, Pierre Seguier.

Il continuerait à améliorer sa conception au cours des prochaines décennies et s'est finalement vu offrir un privilège royal (l'équivalent d'un brevet) pour lui donner des droits exclusifs de conception et de construction de calculatrices mécaniques en France.

Aujourd'hui, neuf exemples de ses machines originales existent, la plupart étant exposés dans les musées d'Europe.

L'imitation est la plus sincère des flatteries

Toutes les autres calculatrices mécaniques suivant la Pascaline en étaient soit directement inspirées, soit partageaient les mêmes influences que Pascal utilisait pour son appareil.

Parmi les exemples clés, citons les roues Leibniz 1673, conçues par Gottfried Leibniz. Leibniz a tenté d'améliorer la Pascaline en ajoutant des fonctionnalités de multiplication automatique à la conception de Pascal.

La conception de Gottfried consistait en un cylindre avec un jeu de dents de longueurs incrémentales.

Celles-ci étaient couplées à une roue de comptage et, bien qu'elles ne soient pas une calculatrice de compétition en soi, elles deviendraient une partie intégrante des futures calculatrices mécaniques.

Il a tenté de construire sa propre machine de calcul complète, appelée "Stepped Reckoner", quelques décennies plus tard, mais elle n'a jamais été produite en série.

L'œuvre de Leibniz n'a cependant pas été vaine. En 1820, Thomas de Colmar construit son célèbre Arithmomètre.

Cela incorporait les roues de Leibniz (tambour à pas), ou sa propre réinvention, et allait devenir la première calculatrice mécanique suffisamment solide et fiable pour être utilisée au jour le jour dans des endroits comme les bureaux.

Il allait devenir un succès commercial instantané et a été fabriqué entre 1851 et 1915. Il a également été copié et construit par de nombreuses autres entreprises à travers l'Europe.

La calculatrice était capable d'ajouter et de soustraire directement deux nombres et pouvait effectuer de longues multiplications et divisions en utilisant un accumulateur mobile.

L'arithmomètre marquerait un tournant dans l'histoire des calculatrices, forçant, à sa manière, le début de la fin pour la dépendance à grande échelle sur les calculatrices humaines.

Cela permettrait également de lancer efficacement l'industrie des calculatrices mécaniques dans le monde entier.

Certains étaient encore construits et utilisés jusque dans les années 1970.

L'ascension et la chute de l'ère de la calculatrice mécanique

L'innovation des calculatrices mécaniques a traversé l'Atlantique jusqu'aux États-Unis après le succès de l'arithmomètre avec le développement de diverses machines à additionner à manivelle.

Il s'agissait notamment de la machine à calculer mécanique Grant très réussie construite en 1877 et de la célèbre machine d'addition Burroughs P100 conçue par William Seward Burroughs en 1886.

La P100 devint en effet très réussie pour Burroughs et son entreprise et serait la première d'une gamme de machines à calculer de bureau.

Cela rendrait la famille Burroughs très riche en effet et permettrait à son petit-fils, William S. Burroughs, de profiter d'un style de vie insouciant lui permettant d'écrire plusieurs romans dont le roman inspiré de la culture de la drogue "The Naked Lunch".

Un peu plus tard, en 1887, Dorr. E. Felt a obtenu un brevet américain pour son compteur. Cette machine a amené les calculatrices à l'ère du bouton-poussoir et en inspirera de nombreuses imitations tout au long du siècle prochain.

L'inclusion de boutons-poussoirs améliorerait considérablement l'efficacité des calculatrices pour l'addition et la soustraction. En effet, les pressions sur les boutons poussoirs peuvent ajouter des valeurs à l'accumulateur dès qu'elles sont enfoncées.

Cela signifie que les nombres peuvent être saisis simultanément, ce qui peut rendre les appareils comme le comptomètre plus rapides à utiliser que les calculatrices électroniques qui exigent que les nombres soient saisis individuellement en série.

À la fin des années 40, les calculatrices mécaniques sont devenues portables. La calculatrice Curta était compacte, pouvait tenir dans une main et pouvait, plutôt maladroitement, tenir dans une poche.

En fait, c'était la toute première, la dernière et la seule calculatrice de poche mécanique jamais développée.

Il a été inventé par Curt Herzstark (un inventeur autrichien) et est en fait un descendant de Stepped Reckoner de Gottfried Leibniz et de l'arithmomètre de Charles Thomas.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Herzstark a achevé ses projets pour la Curta, mais comme son père était juif, il a été envoyé au camp de concentration de Buchenwald.

Cependant, son savoir-faire mécanique lui a sauvé la vie car les nazis l'ont traité comme un «esclave du renseignement».

Il a fonctionné en accumulant des valeurs sur des rouages ​​qui sont ensuite eux-mêmes ajoutés ou complétés par un mécanisme de tambour étagé.

L'ensemble du mécanisme s'adapte parfaitement à l'intérieur d'un petit cylindre et était, à toutes fins utiles, une très belle pièce de kit.

Il était capable d'addition, de soustraction, de multiplication et de division dans la paume de votre main. Le Curta connaîtrait un succès commercial phénoménal étant le de facto calculatrice portable depuis de nombreuses décennies.

Chacun coûte environ entre 125 $ et 175 dollars et aujourd'hui vendre n'importe où entre 1000 $ et 2000 $ en fonction de l'état et du modèle.

La conception complexe de Herzstark pour la Curta a été utilisée jusqu'aux années 1960 dans les voitures de rallye et les cockpits où des calculs rapides devaient être effectués.

Les calculatrices mécaniques Curta et à bouton-poussoir avaient atteint leur apogée dans les années 1960, mais leur domination allait bientôt être remise en question.

L'essor de la calculatrice électronique

L'histoire de la calculatrice électronique remonte à la fin des années 1930. Alors que le monde se préparait à l'artillerie de guerre à grande échelle, les batteries de canons de guerre, les viseurs de bombes et d'autres armes nécessitaient des moyens de calculer la trigonométrie rapidement et de manière fiable.

Des solutions sont rapidement apparues comme le viseur Sperry-Norden, l'U.S. Navy Torpedo Data Computer et le système de contrôle de tir Kerrison Predictor AA.

C'étaient tous des systèmes mécaniques et électriques hybrides qui utilisaient des roues dentées et des cylindres rotatifs pour produire des sorties électroniques qui alimentaient les systèmes d'armes.

Des systèmes plus sophistiqués ont vu le jour plus tard dans la guerre avec la nécessité de briser les codes ennemis.

Cela a finalement conduit au développement du célèbre `` ordinateur '' Colossus qui était dédié à l'exécution d'algorithmes booléens XOR plutôt que de calculs. en soi.

À la fin de la guerre, le premier ordinateur de calcul général, l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) est achevé en 1946.

Cela a été conçu comme un calculateur de table de tir d'artillerie entièrement numérique et pourrait également être appliqué à la résolution de nombreux autres problèmes numériques.

Cela comprenait les quatre fonctions arithmétiques de base. C'était 1000 fois plus rapide que n'importe quel ordinateur électromécanique existant de l'époque et pouvait contenir jusqu'à dix chiffres décimaux dans sa mémoire.

C'était, cependant, énorme pesant un incroyable 27 tonnes et exigeait beaucoup d'espace.

Mais les progrès de toutes les calculatrices électroniques ont atteint un point d'étranglement car ils étaient limités par la taille des tubes à vide - ils auraient besoin d'être miniaturisés.

La miniaturisation ouvre la porte aux calculatrices électroniques

Avec la miniaturisation des tubes à vide, le développement des calculatrices électroniques pourrait se poursuivre rapidement.

Une nouvelle inspiration pour la comptabilité arithmétique (ANITA) est devenue la première calculatrice de bureau entièrement électronique au monde en 1961.

ANITA a été développé par la société britannique Control Systems Limited et utilisait un clavier à bouton-poussoir pour son fonctionnement.

Aucune autre pièce mobile n'était nécessaire avec tous les trucs intelligents traités électroniquement à l'aide de tubes à vide et de tubes de comptage à cathode froide "Dekatron".

Pendant un certain temps, ce fut la seule calculatrice électronique de bureau disponible avec des dizaines de milliers vendues jusqu'en 1964.

Le développement des transistors ouvrirait soudainement la concurrence.

La domination d'ANITA sur le marché a été sérieusement remise en question par trois premiers calculateurs électroniques à transistors, la série américaine Friden 130, l'IME 84 italien et le Sharp Compet CS10A du Japon.

Bien qu'aucun n'était significativement meilleur que l'ANITA, ou moins cher d'ailleurs, leur conception entièrement transistor ouvrirait la concurrence.

Des entreprises comme Canon, Mathatronics, Smith-Corona-Marchant, Sony, Toshiba profiteront bientôt de cette nouvelle opportunité.

Parmi ces calculatrices notables sont nées, notamment la calculatrice «Toscal» BC-1411 de Toshiba.

Le BC-1411 était en avance sur son temps et intégrait une première forme de RAM sur des circuits imprimés séparés.

1965 a vu l'introduction de l'impressionnant Olivetti Programma 101. Cela gagnerait de nombreux prix industriels et pourrait lire et écrire des cartes magnétiques, afficher les résultats et avoir une imprimante intégrée pour démarrer.

À peu près au même moment, l'Institut central bulgare des technologies de calcul a publié l'ELKA 22. Il pesait environ 8 kg et était la toute première calculatrice dotée d'une fonction racine carrée.

Malgré ces impressionnantes premières calculatrices électroniques, toutes étaient lourdes et encombrantes, pour ne pas dire coûteuses.

Tout cela était sur le point de changer lorsque Texas Instruments a sorti son prototype emblématique "Cal Tech".

Il était suffisamment compact pour être portable, pouvait exécuter toutes les fonctions arithmétiques de base et pouvait même imprimer les résultats sur du ruban de papier. La calculatrice était sur le point de se généraliser.

La puce a tout changé

Le prochain grand bond en avant dans le développement de la calculatrice est venu avec le développement de la micropuce. Ce n'était pas une tâche facile et nécessitait des ingénieurs pour surmonter trois énormes problèmes.

1. Le nécessaire pour remplacer les cartes de transistors par des micropuces intégrées,

2. Ils avaient besoin d'être légers pour pouvoir fonctionner sur piles plutôt que sur secteur et;

3. Pour être utilitaires, ils devaient développer des mécanismes de contrôle plus minces et plus simples.

Aussi avancé que le "Cal-Tech" de Texas Instruments, il reposait toujours sur des transistors et devait également être branché sur le secteur.

Les sociétés japonaises et américaines de semi-conducteurs ont commencé à s'associer pour développer des semi-conducteurs. Des entreprises comme Texas Instruments ont fait équipe avec Canon, General Instrument a travaillé avec Sanyo et de nombreuses autres entreprises ont formé des alliances similaires.

Après quelques années de développement, le Sharp QT-8D "Micro Compet" est sorti.

Bien que primitif selon les normes actuelles, il utilisait quatre puces Rockwell (chacune équivalant à 900 transistors) pour alimenter l'affichage, le point décimal, l'addition numérique et le contrôle d'entrée du registre.

Cela devait encore être branché, mais un modèle alternatif, le QT-8B, utilisait des cellules rechargeables qui lui permettaient d'être complètement portable. C'était une énorme innovation à l'époque.

Il a été rapidement suivi par d'autres calculatrices portables, la Sharp EL-8, le Canon Pocketronic et la mini calculatrice Sanyo ICC-0081. La calculatrice électronique à puce était arrivée.

Les calculatrices deviennent de plus en plus petites

Aussi impressionnantes que soient les calculatrices, elles étaient pratiquement obsolètes au moment de leur mise sur le marché. Tout au long du début des années 1970, des appareils plus récents et plus sophistiqués ont été produits.

Certains réduiraient les puces nécessaires à une dans le Mostek MK6010 ("Calculator-on-a-Chip") de Busicom et plus tard le encore plus petit LE-120 "Handy" qui intégrait un écran LED et fonctionnait 4 piles AA.

Ces puces seraient éventuellement utilisées par Intel dans les PC de première génération.

Beaucoup d'autres suivront des entreprises américaines comme Bowmar et des premières calculatrices minces fabriquées par Clive Sinclair en 1972.

C'étaient tous des pionniers dans cette nouvelle industrie en croissance, mais ils étaient encore assez chers pour la plupart des consommateurs à l'époque.

Les écrans LED consommaient également les batteries et leurs fonctions étaient encore limitées à l'arithmétique de base. Tout cela a changé lorsque Sinclair a produit le Cambridge qui était la première calculatrice à faible coût.

Des capacités de calcul plus avancées ont été introduites dans les calculatrices de poche avec la calculatrice «scientifique» Hewlett Packard HP-35. Cela a pu gérer la trigonométrie et les fonctions algébriques.

Les progrès augmenteraient rapidement presque tous les mois avec le Texas SR-10 ajoutant la notation scientifique et le SR-11 ajoutant une clé Pi et le 1974 SR-50 fournissant des fonctions log et trig.

Cela a finalement conduit au développement de la soi-disant «guerre des calculatrices» qui aboutirait à la production de modèles meilleur marché et meilleurs. Une aubaine pour les consommateurs et un casse-tête pour les industriels.

À la fin des années 1970, l'utilité et la popularité de la règle à calcul séculaire avaient fait leur chemin.

Les calculatrices ont également commencé à devenir programmables à cette époque avec des exemples comme le HP-65 de 1974 qui pouvait gérer 100 instructions, stocker et récupérer des données à partir d'un lecteur de carte magnétique.

En entrant dans les années 1980, des entreprises comme HP et le petit nouveau sur le marché, Casio, menaient la charge de l'industrie.

À la fin des années 1970, une panoplie de calculatrices bon marché, petites et à faible consommation d'énergie pouvait être trouvée presque partout. Certains étaient si efficaces que les premières versions à cellules solaires ont commencé à apparaître.

Le premier, le Sharp EL-8026 et le Teal Photon marqueraient l'apogée de l'évolution des calculatrices physiques (les modernes ont, en termes réels, très peu changé de sens). Peu de choses ont changé au cours des années 80, à l'exception notable du développement des ordinateurs de poche.

Comme il s'agissait plus de PC de poche que de calculatrices, nous ne discuterons plus de cette ramification ici.

Mais les calculatrices de poche, comme leurs ancêtres les Abacus et la règle à calcul devraient bientôt s'adapter ou mourir. L'ère de l'ordinateur personnel était juste à l'horizon.

Les calculatrices deviennent graphiques et virtuelles

À partir du milieu des années 1980, les fabricants de calculatrices recherchaient toute fonction tueur qui pourrait permettre à leurs produits de se démarquer de la concurrence.

Cela conduirait finalement au développement de la calculatrice graphique en 1985, le premier étant le Casio fx-7000g.

Au cours des prochaines années, d'autres entreprises amélioreraient la calculatrice graphique comme la HP-28 en 1986. D'autres modèles plus récents comme la TI-85 ou la TI-86 ont même commencé à fournir des fonctionnalités comme le calcul.

Des tracés mathématiques 2D et 3D ont commencé à apparaître, ainsi que d'autres fonctionnalités telles que les enregistreurs de données des capteurs d'entrée et les capacités de connectivité WiFi / autres ont également commencé à apparaître.

Ayant survécu à l'essor des ordinateurs personnels tout au long des années 1980, la calculatrice semblait «trop grosse pour tomber en panne». Mais une nouvelle menace se profilait à l'horizon: les appareils mobiles !!

La première idée de cette nouvelle ère est venue du communicateur personnel Bell South / IBM Simon 1992. C'était un téléphone portable avec des fonctions PDA comme le courrier électronique, le calendrier et, oui, une calculatrice virtuelle.

Toujours en 1993, Apple a sorti son PDA Newton (également doté d'une calculatrice numérique virtuelle) ainsi que d'autres comme les PDA Palm et Handspring.

1996 a vu la sortie du Nokia 9000 Communicator qui comprenait un téléphone mobile, un PDA, une connexion Internet qui est largement considéré comme l'un des premiers smartphones au monde.

Au milieu des années 2000, les vannes étaient ouvertes. Les téléphones Blackberry, Apple iPhone, Android et Windows sont apparus avec des calculatrices numériques en standard avec leur système d'exploitation ou en tant qu'applications téléchargeables gratuitement.

Le reste, comme on dit, appartient à l'histoire. Il semblait que le temps de la calculatrice physique était terminé.

Pourtant aujourd'hui, comme nous le savons tous, les calculatrices physiques sont toujours très populaires et largement vendues. La gamme va de quelques dollars à plusieurs centaines de dollars la pièce.

Alors que les appareils tels que les smartphones continuent d'exiger des prix de billets élevés, sans parler de l'utilité pure et de la praticité des calculatrices physiques, leur avenir semble assuré.

Au moins pour l'instant!


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