Was there life before computer?

gli strumenti di calcolo prima dell'era digitale


Analogico e digitale


Il sito tratta il calcolo prima "dell'era digitale", ma in effetti questa è cominciata quando il primo uomo ha contato degli oggetti con le dita della mano (digitus in latino significa dito). Sarebbe meglio dire "Era Numerica", il modo cioè in cui lavorano i moderni processori, ma ormai il nome è entrato nell'uso comune per indicare il mondo moderno.

La storia del calcolo automatico è divisa in due grandi categorie: le calcolatrici meccaniche digitali che effettuano solo addizioni e sottrazioni ed i regoli analogici, che espletano tutte le funzioni di un moderno calcolatore scientifico tranne le addizioni e le sottrazioni. In modo analogico le operazioni sono il risultato di una somma di misure e le quantità numeriche sono rappresentate mediante grandezze fisiche continue (le scale). Si opera quindi simulando "per analogia" l'operazione da effettuare. Per meglio chiarire: se metto 10 sassolini da 100 grammi l'uno sulla bilancia leggerò 1 chilo, se ne aggiungo altri 10 leggerò 2 chili, sempre che la bilancia sia precisa e che io riesca a leggerne bene la scala. Due chili equivalgono a 20 sassolini: ho eseguito 10 + 10 in modo analogico.

Col sistema digitale il numero viene invece rappresentato in modo discreto, cioè da un insieme composto da singole unità, come la perlina dell'abaco o un numero:

contando gli stessi sassolini ne avrò prima 10 e raddoppiandoli 20. Ho calcolato in modo digitale e il risultato non è una somma di misure ma un insieme discreto, chiaramente visibile e sempre uguale, indipendente dalla precisione della bilancia e dalla omogeneità del peso dei sassolini. In questo caso è impossibile sbagliarsi.

L'anemometro qui a fianco riporta lo stesso dato rappresentato in entrambi i modi. La lancetta misura una distanza ed è meno facile da leggere che l'informazione digitale, ma con essa è più intuitivo accorgersi della quantità misurata. Bisogna ricordarsi che la cifra 15,9 m/s indica un vento forte, ma la posizione della lancetta oltre metà scala ci comunica immediatamente la situazione. Per questo motivo i tachimetri delle auto sono sempre di tipo tradizionale.

A causa delle difficoltà di lettura sembrerebbe poco conveniente usare il sistema analogico, ma le proprietà dei logaritmi permettono di effettuare operazioni complesse solo marcan- doli, come nei regoli calcolatori, su delle scale. Con i sassolini, ed in seguito con le calcolatrici meccaniche, si possono eseguire solo addizioni e sottrazioni. Moltiplicare od estrarre radici in modo digitale obbliga a calcoli lunghi e fastidiosi. A fianco particolare di una calcolatrice per iPod che coniuga l'immediata comprensione dei dati analogici con la precisione di lettura digitale.

Il computer, derivato delle calcolatrici, ha una storia a sé stante che esula da questo tema. E' però da ricordare come il sistema binario sia stato inventato da Leibniz nel 1679 proprio pensando al suo uso in un super calcolatore e che la prima macchina programmabile, a schede perforate, venne realizzata già nel 1801 da Jacquard per la produzione dei suoi tessuti. Questo sistema venne poi ripreso dai primi computer meccanici dell'800, nati per elaborare i dati del censimento statunitense, e poi utilizzato fino agli anni '70 del secolo scorso. La tecnologia moderna ha radici antiche.



Leggere i risultati

Nel display digitale il risultato è subito comprensibile mentre in quello analogico è frutto di una misura e deve essere interpretato. Qui in basso il numero 1.035.000 è espresso chiaramente ed anche con l'abaco, una volta presa pratica, non vi sono dubbi. Osserviamolo sul regolo: la lettura è imprecisa ma chi adoperava questi strumenti aveva una tale pratica che gli errori difficilmente superavano il 2%. Si racconta scherzosamente che gli ingegneri, alla domanda di quanto facesse 2x2, consultassero il regolo rispondendo "Ca.4, più precisamente fra 3,9 e 4,1". In effetti bisognava approssimare, naturalmente in eccesso, e gli oggetti di un tempo sono "belli robusti come non se ne fanno più".

In digitale il risultato è chiarissimo

1.035.000: anche con l'abaco non si può sbagliare

1.035.000 sul regolo quasi non si vede ...

   

... ed anche guardando con attenzione è molto difficile leggerlo




Nicola Marras 2008

      

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