Was there life before computer?

gli strumenti di calcolo prima dell'era digitale


Storia delle calcolatrici


"For the world and our country: 90 degrees north! The Nautilus had accomplished the impossible"

così alle ore 23.15 GMT del 3 Agosto 1958 il capitano Anderson annunciava all'equipaggio che il Nautilus, primo sottomarino nucleare, aveva raggiunto in immersione il Polo Nord. A bordo si utilizzava ancora una calcolatrice meccanica, l'ultimo modello di una serie di macchine progettate nel 1600. Vediamone la storia.

Nel 1966 furono trovate a Madrid due raccolte di manoscritti leonardeschi considerate perdute: ricercate in tutto il mondo giacevano da secoli nella Biblioteca Reale con un riferimento di inventario errato! Tra i tanti progetti un disegno sembra rappresentare un calcolatore ma probabilmente si tratta solo di una "ratio machine" che, come un contachilometri o un orologio, ad ogni giro completo di una ruota fa avanzare di un'unità la ruota a fianco la quale a sua volta, dopo un' intera rotazione, fa avanzare di un'unità la ruota successiva. Viene così risolto il problema del riporto che nell'abaco si effettua manualmente. Questo meccanismo si chiama totalizzatore.

Il calcolatore di Leonardo, Codex Madrid I ca. 1500

Una riproduzione del calcolatore di Leonardo venne costruita dalla IBM negli anni '60, ma l'originale non avrebbe potuto funzionare a causa degli eccessivi attriti e la prima calcolatrice meccanica è attribuibile allo scienziato tedesco Schickard nel 1623. Il suo "Orologio Calcolatore" andò distrutto in un incendio e fu Pascal che nel 1640 riuscì finalmente a produrre un'addizionatrice funzionante. Nel 1673 Leibniz progettò un sofisticato calcolatore mentre l'architetto Perrault aveva già disegnato un paio di anni prima una pratica calcolatrice tascabile: l'era del calcolo meccanico stava cominciando.

Questi prototipi erano troppo complessi per la tecnologia dell'epoca e potevano essere realizzati solo artigianalmente in pezzi quasi unici, ma i modelli che ne derivarono furono costruiti fino al 1975: il brevetto di Pascal diede vita alle economiche pascaline, quello di Perrault ad una linea di piccoli aritmografi e il progetto di Leibniz, ripreso da Thomas de Colmar nel suo Arithmometer e migliorato da Odhner, fu adottato dalle principali marche per i modelli più prestigiosi e versatili. Le tastiere apparvero alla fine dell'800 e la storia si conclude nel 1956 con l'innovativa Olivetti Divisumma, un perfetto condensato di tutte le caratteristiche da sempre cercate. All'inizio degli anni '70 la comparsa delle calcolatrici elettroniche cancellò in un attimo queste macchine dal mercato.

   

Principi uguali: grande calcolatore del '600 e piccola Curta del 1960



Wilhelm Schickard

Dopo Leonardo da Vinci il primo vero tentativo di costruire uno strumento di calcolo è da attribuire al matematico tedesco Wilhelm Schickard, che nel 1623 concepì un orologio calcolatore basato sul movimento di ruote dentate e destinato a Keplero. Era in grado di eseguire meccanicamente addizioni e sottrazioni mentre per la moltiplicazione e la divisione utilizzava un adattamento dei bastoncini di Nepero. L'operatore disponeva di un set di anelli da infilare alle dita per memorizzare il riporto e un campanello avvertiva quando infilarne un altro.

Le lettere di Schickard a Keplero riferiscono che la macchina fu distrutta in un incendio quando era ancora incompleta e rimangono solo gli schizzi del progetto, ritrovati nel 1912, che hanno permesso di realizzarne una ricostruzione funzionante. Keplero dovette calcolare le orbite dei pianeti solo con i bastoncini di Nepero ed era già evidente il problema di base: i calcolatori meccanici non eseguono facilmente le moltiplicazioni e bisogna ricorrere a sistemi misti o sotterfugi matematici.

Per chi vuole provarla questa è una emulazione virtuale.

In questa replica sono ben evidenti i bastoncini di Nepero

Negli schizzi inviati a Keplero si notano gli anelli per il riporto



Pascal e le pascaline

Nel 1642, a soli 19 anni, Blaise Pascal costruì la prima calcolatrice commerciale. Questa macchina, concepita per il sistema monetario francese e chiamata da tutti "pascalina", eseguiva rapidamente le addizioni ma si doveva sottrarre col metodo del complemento a 10 e moltiplicare o dividere non era facilissimo. Con la Rivoluzione la Francia si convertì al decimale ma le tradizioni sono dure a morire: fiori e uova si comprano ancora a dozzine mentre le rose si regalano dispari proprio per dimostrare che si è operata una scelta. In questa pascalina il display è diviso in Migliaia, Centinaia, Decine, Nombres Simples (unità), Sols (20 Sols = 1 Nombre Simple) e Deniers (12 Deniers = 1 Sol).

Pascalina del 1650 (replica di R. Guatelli - Museo Leonardo - Milano)

L'invenzione di Pascal non ebbe subito il successo sperato, al tempo non si riusciva a risolvere il problema dell'attrito e gli sforzi necessari per azionarla la rovinavano rapidamente. Molti provarono a migliorarla, creando spesso pezzi bellissimi dai nomi di fantasia, ma rimase poco utilizzata fino a quando i progressi della tecnologia permisero la realizzazione di modelli affidabili.

Gli esemplari più belli ispirati al progetto di Pascal furono eseguiti da Tito Livio Burattini e Samuel Morland, entrambi regalati a Cosimo III de' Medici, ma la pascalina rimase nell'ombra fino a quando il tumultuoso sviluppo economico degli Stati Uniti non spinse gli inventori a ridisegnarla in modo più razionale e moderno.

Il Ciclografo di Burattini, ca. 1660 (© Museo Galileo - Firenze)

Nel 1901 apparve sul mercato statunitense "The Calcumeter", la prima pascalina veramente economica e funzionale. Questa addizionatrice incontrò grande successo e fu copiata da molti produttori nonostante fosse sempre difficile eseguire sottrazioni, moltiplicazioni e divisioni.

The Calcumeter, 1901, una delle prime pascaline funzionanti

Attorno al 1930 ci si accorse finalmente che, facendo girare le ruote in senso inverso ed utilizzando una seconda scala numerica invertita, le sottrazioni si potevano eseguire come addizioni al contrario mentre moltiplicare resterà sempre poco intuitivo, fatto ininfluente visto il semplice uso contabile a cui queste macchinette erano destinate. Le pascaline cambiarono poco nel corso degli anni e solo nel 1956 l'ingegnere ligure Sergio Lanza riuscì a far funzionare un modello modificato che, a causa della scarsa protezione garantita dal brevetto italiano, venne copiato da tutti. La produzione terminerà verso il 1975: il calcolatore di Pascal era stato costruito, nelle varie versioni, in oltre 5 milioni di unità.

Ancora negli anni '20 i modelli sono tradizionali ma dal 1945 ...


... la sottrazione è diventata facilissima (notare la scala piccola invertita)


Modello tascabile esadecimale, ca. 1965

   

Copia cinese della pascalina modificata da Lanza, 1970 (© John Wolff)



La pascalina in colonna singola

Alla fine dell'800 fu di gran moda un modello di pascalina col display di sole due o tre cifre che permetteva di eseguire la contabilità in colonna singola, sommando cioè i numeri di ogni colonna ed effettuando il riporto a memoria. Così semplificata non soffriva il problema dell'attrito e se ne costruirono di molto curiose: il Webb Adder si manovrava infilandolo nel pollice, lo Stephenson era più piccolo e sottile di una moderna carta di credito e l'Adix possedeva una rudimentale tastiera che velocizzava il lavoro.

Tutte ebbero grande successo e l'Adix veniva ancora commercializzato negli anni '50.

 

Webb Adder, ca. 1891: una rudimentale addizionatrice


La piccola Adix con tastiera, ca. 1901

I libretti di conti fatti

Le calcolatrici, anche le semplici pascaline, erano piuttosto costose e chi non poteva permettersele utilizzava i "Ready Reckoner", pratici libretti di conti fatti in cui si dava il risultato di una grande quantità di problemi correnti. Le prime edizioni risalgono all'inizio dell'800 e vennero ristampati con poche modifiche fino al 1975 circa. Il loro prezzo era 30 volte inferiore a quello di una calcolatrice e per l'uso casalingo non avevano rivali.

Alcuni vennero montati su rulli per facilitarne la consultazione, specialmente se destinati agli esercizi commerciali: un sistema molto pratico quando ci si limita a calcolare il prezzo di una merce per quantità od unità di peso. Il modello illustrato in basso è di una velocità sconcertante in questo tipo di operazioni.

Tabella di calcolo a rulli "Supra Barême", ca. 1920



Leibniz e successori

Nel 1673 Leibniz, ispirandosi al brevetto di Pascal, progettò un sofisticato calcolatore utilizzando il suo innovativo "tamburo" (o stepped drum). Addizioni e sottrazioni si eseguono come nella pascalina, la moltiplicazione si effettua tramite addizioni ripetute: per ottenere il risultato di 15x4 bisogna sommare 15+15+15+15, operando inversamente si può dividere. La tecnologia impiegata è complessa, basta sapere che non è necessario eseguire tutte le somme in quanto il procedimento è meccanizzato. Nella pascalina i numeri vengono subito addizionati mentre il tamburo (chiamato in seguito traspositore) li conserva in una memoria che permette di riutilizzarli. Inoltre i tamburi, uno per ogni colonna, sono scorrevoli e permettono di moltiplicare automaticamente per potenze di 10: volendo eseguire 540x123 non serve eseguire 123 addizioni ma basta impostare 540 sui cilindri, sommarlo 3 volte, spostare i tamburi di una posizione a sinistra, sommare 2 volte, spostare e sommare una volta. Il numero di addizioni o sottrazioni consecutive è controllato da una lancetta: per eseguire una moltiplicazione è sufficiente puntarla sul numero di addizioni desiderato che il calcolatore eseguirà poi autonomamente.

Immaginando una super calcolatrice Leibniz inventò anche il sistema binario, presentato il 15 marzo 1679 nel manoscritto di sole tre pagine "De Progressione Dyadica". Troppo moderno per i tempi non venne compreso e la prima macchina di questo tipo fu costruita nel 1936. Oggi è la base matematica del computer, ideato per questo scopo quando ancora non si conosceva l'elettricità.

La macchina di Leibniz in una stampa di fine '800

Il progetto di Leibniz era difficile da costruirsi ma ebbe molti emulatori come Poleni, Leupold e Braun, che produssero opere d'arte destinate alle corti anche se poco funzionali. Le basi concettuali erano valide, solo troppo avanzate per l'epoca, ed i modelli che ne derivarono furono poi utilizzati fino al 1970.

Nel 1709 l'astronomo Giovanni Poleni pubblicò la descrizione di una macchina di calcolo: la sua interpretazione del tamburo di Leibniz anticipa di 150 anni l'invenzione di Odhner che darà il via alla produzione in serie di queste calcolatrici.

Il capitolo si apre con le seguenti parole: "Dopo aver ascoltato più volte, sia dalla voce o dagli scritti di scienziati, che sono state fatte da l'intuizione e la cura dei più illustri Pascal e Leibniz due macchine che vengono utilizzate per la moltiplicazione aritmetica, io che non conosco la descrizione del loro meccanismo volevo indovinare il loro funzionamento per costruirne una nuova e migliore". Gente in gamba a quei tempi.

I due esemplari costruiti non sono sopravvissuti ma una loro descrizione, apparsa nel "Theatrum arithmetico geometricum" ha permesso di eseguirne una copia funzionante nel 1959.

Il "Theatrum arithmetico geometricum" (1727) del tedesco Jacob Leupold fu la migliore opera sulle macchine di calcolo del XVIII° secolo. Vi sono descritti tutti i calcolatori, i regoli logaritmici ed una sua calcolatrice, mutuata dal progetto di Leibniz e mai realizzata. Fu ripresa da Anton Braun e verrà infine terminata da Philippe Vayringe nel 1736. In seguito in tanti cercarono di migliorarla ma solo a metà '800 si riuscirono a produrre meccanismi che non subissero attriti eccessivi.

La calcolatrice di Braun, costruita da Vayringe nel 1736

Thomas de Colmar brevettò la sua modifica al progetto di Leibniz nel 1820, ma le difficoltà incontrate per realizzarlo ne rimandarono la commercializzazione al 1851. Ingombrante e costoso il suo Arithmomètre era però molto affidabile e fu prodotto fino al 1915 in ben 1.500 unità.

Colmar morì nel 1870 e la fabbrica passò prima al figlio, poi al nipote e nel 1887 fu acquistata da Louis Payen. Nel 1902 venne rilevata dalla vedova che a sua volta la rivendette poco dopo e tutte queste vicissitudini impedirono lo sviluppo della macchina, che perse così la sua supremazia di mercato. Altri modelli, più versatili e moderni, stavano nascendo ma l'Arithmomètre era robustissimo e in molti uffici è stato utilizzato fino al secondo dopoguerra.

L'Arithmomètre di Colmar, ca. 1900. Provatene l'emulazione virtuale

Un articolo pubblicato nel gennaio 1857 su "The Gentleman's Magazine" lo descriveva così:

"L' Arithmomètre, leggero e facilmente trasportabile, può essere utilizzato senza difficoltà anche per estrarre radici quadrate. Una moltiplicazione fra due numeri di 8 cifre si esegue in 18 secondi, una divisione in 16 e in un minuto si estrae la radice quadrata di un numero a 16 cifre. Lo strumento interpreta le domande e fornisce immediatamente le risposte calcolando con una sua propria logica ed intelligenza. Può sfidare vittorioso qualsiasi altro calcolatore esistente".

Chissà come avrebbe lodato un comune iPhone, provate però ad estrarre radici più rapidamente!

L' Arithmomètre rimase un esperimento isolato in quanto Odhner stava ormai invadendo il mercato con il suo nuovo modello di calcolatrice. Alla fine dell'800 ci fu un fiorire di brevetti volti a migliorarlo, primo forse quello dell'americano Baldwin, ma solo Odhner riuscì a trovare una soluzione così valida da rimanere in commercio per 100 anni. Una profonda rielaborazione dei suoi principi teorici fu poi alla base delle macchine a moltiplicazione diretta che vedremo in seguito.

Infine non si può dimenticare la piccola Curta, progettata da Kurt Herzstark durante la seconda guerra mondiale: 230 grammi per eseguire le quattro operazioni con un display di 11 cifre, un gioiello miniaturizzato di grande successo nonostante il costo proibitivo. I principi delle grandi macchine progettate 300 anni prima si erano finalmente realizzati grazie alla moderna tecnologia costruttiva.

Composta di oltre 600 pezzi utilizzava ancora il tamburo di Leibniz ma è certamente la miglior calcolatrice tascabile meccanica mai esistita, la preferita dai piloti di rally, e rimase in produzione fino alla prima metà degli anni '70.

   

L'interno della Curta: stregoneria meccanica

Kurt Herzstark, un genio della meccanica di precisione, venne internato perché ebreo a Buchenwald dove il direttore del campo gli propose di costruire un mini calcolatore, che intendeva regalare a Hitler per la vittoria, offrendogli in cambio un trattamento sopportabile. Herzstark riuscì nell'intento, sopravvivendo quindi alla prigionia, e dopo la guerra brevettò e produsse in serie il suo progetto. La vittoria finale non era stata di Hitler ma una buona calcolatrice può davvero salvare la vita.



Willgodt Odhner

Willgodt Odhner, ingegnere ed imprenditore svedese, lavorava a San Pietroburgo nell'azienda del fratello di Alfred Nobel dove nel 1871, riparando un Arithmomètre, si accorse che era possibile ridisegnare il tamburo di Leibniz in modo più pratico: ci vollero 19 anni prima di iniziare la produzione ma la sua calcolatrice ebbe un immediato successo e la fabbrica passò poi ai figli che costruirono circa 23.000 unità prima di essere espulsi dalla Russia durante la rivoluzione. Questa macchina si basa sulla "Pin Whell", ingegnosa modifica al tamburo di Leibniz, che velocizza le ripetute addizioni necessarie per moltiplicare. Fu copiata da molte ditte, le principali furono Brunsviga, Triumphator, Walther, Thales, Muldivo, Felix, Tiger e Busicom. Quest'ultima è rimasta famosa in quanto nel 1970 commissionò alla Intel un chip per creare una macchina moderna, destinata a sostituire il vecchio progetto di Odhner. Federico Faggin, allora direttore tecnico della Intel, sviluppo il rivoluzionario microprocessore 4004 ed il nuovo Busicom141-PF fu la prima calcolatrice elettronica non scientifica di piccole dimensioni: la minuscola firma "F.F.", nascosta al suo interno, ne certificava l'origine italiana.

Calcolatrice tipo Odhner, ca. 1920 (© Kees Nagtegaal)


L'interno con le "Pin Wheel" (© Kees Nagtegaal)

Negli anni '50, con milioni di esemplari costruiti dalle diverse ditte, l'erede della macchina di Leibniz era uno dei calcolatori più venduti e la produzione aumentò fino a raggiungere le 10.000 unità al giorno nel 1970. Con la comparsa delle calcolatrici elettroniche il declino fu immediato e dal 1972 non vennero più commercializzate. In due anni era cambiato il mondo.

L'ultimo Busicom meccanico, 1970 (© John Wolff)

I numeri si inseriscono spostando dei cursori, un sistema poco pratico, e dal 1920 alcune fabbriche dotarono le loro macchine di una tastiera. La complessità del meccanismo rallentava però il funzionamento e, nonostante gli ultimi modelli avessero una disposizione dei tasti moderna, questa soluzione ebbe un successo modesto.

   

Una delle prime Odhner con tastiera, ca. 1925, e un modello del 1965



Perrault e gli aritmografi

Torniamo un po' indietro nel tempo: l'architetto Claude Perrault, noto per la facciata del Louvre, aveva disegnato attorno al 1670 una addizionatrice tascabile, l'Abaque Rhabdologique, passata all'epoca inosservata nonostante la sua descrizione fosse stata pubblicata nel 1699. Alla fine dell'800 questo progetto costituì la base per tutta una serie di piccole Slide e Chain Adder, nelle quali i numeri si inseriscono facendo scorrere dei cursori con l'aiuto di uno stilo. Le differenze fra i due modelli sono solo tecniche: le Slide Adder utilizzano un cursore mobile, le Chain Adder una piccola catena. Il disegno di Perrault venne inoltre semplificato nel 1847 da Kummer, ma solo nel 1889 Louis Troncet riuscì a commercializzare con successo questa modifica. Nasceva una linea di piccoli e praticissimi aritmografi, copiati da molte ditte col nome di addiator e costruiti senza modifiche fino al 1988. Una lunga vita per uno strumento semplice e geniale: a quei tempi non uscivano certo novità ogni 6 mesi.

   

Molto simili il brevetto di Perrault, 1669, e del Comptator, 1911


Il Comptator, "Slide Adder" tascabile di inizio '900


Meccanismo del Golden Gem, piccola "Chain Adder", ca. 1917

Gli addiator hanno normalmente due moduli per inserire i numeri: sul davanti per addizionare e sul retro con la numerazione invertita per sottrarre, oppure semplicemente uno sopra l'altro.

   

Il Troncet del 1889 e l'Addiator del 1979 presentano poche differenze


Un modello in esadecimale per programmatore di computer

Il progetto originale rimase uguale negli anni ed una delle poche varianti fu l'elegante Locke Adder che si poteva utilizzare senza stilo. Nonostante la vivace colorazione dei cursori era però difficile da leggere e rimase un esperimento isolato.

Locke Adder, ca. 1905: di colorazione vivace ma poco pratico

Gli aritmografi furono estremamente popolari per quasi 100 anni. Non più commercializzati in Europa dopo il 1979 rimasero in produzione per il mercato sovietico fino al 1988 e le rimanenze erano ancora in vendita all'inizio degli anni '90. I Russi, infatti, non avevano pile per le nuove calcolatrici elettroniche!

  

I tempi cambiano: molto diversi questi annunci del 1935 e del 1965

Queste macchinette sono semplici addizionatrici e per gli usi contabili venivano integrate con le tavole di moltiplicazione illustrate nella prossima pagina. Per gli ingegneri si produceva invece una versione che aveva un regolo inserito sul retro. Avevano così tutte le funzioni di una calcolatrice tascabile, ma l'immagine in basso ne mostra il principale difetto: è abbastanza complicato leggerne le scale.

Tutto in un solo strumento: addiator con regolo integrato, ca. 1970



Le tavole di moltiplicazione

Con aritmografi e pascaline risulta difficile moltiplicare e spesso venivano accompagnate da tavole di moltiplicazione che permettevano di effettuare facilmente le quattro operazioni con un investimento limitato. Esistevano modelli da taschino e grandi libri molto precisi: questi ultimi furono molto utilizzati dal Terzo Reich per allestire uffici nelle zone occupate pur senza disporre di personale qualificato. Basta infatti un po' di attenzione per non commettere errori ma la velocità di calcolo è molto modesta.

11 x 19 = 209 con la tabellina tascabile Habs



Felt e la tastiera estesa

Dopo vari tentativi, come quelli di Luigi Torchi e Tito Gonnella agli inizi dell'800, nel 1887 nacque una nuova categoria di calcolatrici: le Key Driven, munite di una grande tastiera che aziona direttamente il meccanismo e la manovella serve solo per azzerare. I tasti sono disposti in colonne, una per ogni posizione decimale, con le cifre da 1 a 9. Una calcolatrice con 6 colonne calcola quindi fino a 999.999, una con 10 fino a 9.999.999.999 e il Duodecillion arrivava a questo numero: 9.999.999.999.999.999. 999.999.999.999.999.999.999.999!

360 tasti per il Burroughs Duodecillion,
presentato all'Esposizione di Panama del 1915

Il progetto, ispirato alla pascalina, venne brevettato dall'americano Dorr Felt. Divertente ricordare che il prototipo del suo Comptometer fu costruito dentro una scatola di legno per spaghetti comprata in drogheria e queste macchine sono ricordate come "Macaroni Box". Felt costituì la sua fabbrica con l'amico e finanziatore Robert Tarrant, entrando subito in lite con William Bourroghs che nel 1905 aveva cominciato a produrre delle macchine molto simili e di pari successo.

Nelle Key Driven la pressione di un tasto dà la somma del corrispondente valore nella corretta posizione decimale, per lo zero si salta semplicemente la colonna, e tutte le cifre sono immesse simultaneamente con entrambe le mani. Un comptometrista esperto è rapidissimo nell'eseguire lunghe serie di addizioni e questa tastiera rimase in uso per quasi un secolo anche nelle prime calcolatrici elettroniche.

Benchè siano semplici addizionatrici possono effettuare moltiplicazioni e divisioni, ma il procedimento è abbastanza complicato. Basta leggere dal manuale Felt & Tarrant:

"Per moltiplicare 158 per 49 premere contemporaneamente 9 volte, utilizzando entrambe le mani, il tasto 1 della colonna centinaia, il 5 della colonna decine, e l'8 della colonna unità. Il risultato è che abbiamo moltiplicato 158 per 9. Poi, senza cambiare le posizioni relative delle dita, spostarle di un colonna a sinistra e premere quattro volte: abbiamo ora moltiplicato 158 per 40. Il Comptometer è di 8 a 10 volte più veloce rispetto ad un operatore con carta e penna".

Davvero poco istintivo e gli operatori dovevano essere ben addestrati, ma chi aveva necessità di eseguire lunghe serie di moltiplicazioni necessitava delle macchine specifiche illustrate più avanti.

  

Uno dei primi Comptometer (© Mark Richards) e modello 1960 (© John Wolff)


Tipica calcolatrice a tastiera dimezzata, ca. 1947 (© John Wolff)

Le tastiere estese erano cosi complesse e costose che si realizzarono anche calcolatrici "Half Keyboard" con numerazione fino a 5. Si risparmiavano metà macchina e metà spesa, ma 7 si doveva digitare come 4+3. Pensate di eseguire 6.789,77 + 9.876,96 + 8.690,89: facile commettere errori.

I costruttori principali furono Felt & Tarrant, Borroughs e Bell Punch, ma tutti i modelli venivano chiamati Comptometer dal nome ideato da Felt nel 1887. Molti furono dotati di stampante e la tastiera estesa ebbe grande diffusione in altri tipi di calcolatori, anche elettronici.

Il primo calcolatore elettronico utilizzabile negli uffici:
Bell Punch "ANITA" (A New Inspiration To Arithmetic), 1961



La moltiplicazione diretta

Tutte le calcolatrici che abbiamo visto finora sono in realtà semplici addizionatrici in grado, ripetendo all'infinito addizioni e sottrazioni, di eseguire le 4 operazioni. Era necessaria una grande attenzione da parte dell'operatore e si era molto cercato di superare questo limite. Lo spagnolo Ramón Verea ed il francese León Bollée, noto come ideatore della "24 ore" di Le Mans, costruirono alcune macchine che moltiplicavano direttamente ma fu lo svizzero Hans W. Egli che, ispirandosi ai principi di Leibniz, brevettò nel 1893 il primo calcolatore in grado di funzionare efficacemente. Il suo "Millionaire" ebbe un discreto successo e dal 1913 incominciò a produrre un nuovo modello soprannominato MADAS (Multiplication, Automatic Division, Addition, and Subtraction). Il Millionaire terminò la carriera nel 1920 ma per la sua estrema robustezza (pesava ca. 40 kg) rimase in uso più di 30 anni in molti uffici. Le calcolatrici a moltiplicazione diretta sono faticose da azionare e vennero da subito dotate di servomotore elettrico.

Il Millionaire (© John Wolff)

Cercando di migliorare le prestazioni delle MADAS l'americano J.R. Monroe, insieme al grande esperto del tamburo di Leibniz Frank Baldwin, costruì dal 1914 una sua linea di calcolatori. Composti da oltre 4.000 pezzi erano logicamente costosissimi e furono utilizzati principalmente nei laboratori scientifici o dove ci fosse necessità di effettuare numerose moltiplicazioni con operatori non allenati. Al tempo gli uffici sceglievano i vari modelli a seconda del compito da eseguire e la perfetta funzionalità in tutte le operazioni fu raggiunta solo nel 1956 con la Olivetti Divisumma. La moltiplicazione diretta venne sviluppata anche da altre fabbriche come la Friden, da ricordare per i suoi primi calcolatori elettronici, e l'italiana Lagomarsino.

   

Le prime ed ultime Monroe, 1920 - 1970 (© John Wolff)


Questa pubblicità Monroe degli anni '20 elogia la facilità d'uso
delle sue calcolatrici, ma oggi in pochi saprebbero utilizzarla



La tastiera moderna

La tastiera con disposizione moderna dei tasti venne inventata nel 1914 da David Sundstrand per le sue addizionatrici e questo layout fu ripreso in molte macchinette economiche. Nel 1945 fu adottata dalla Olivetti per la Divisumma, la miglior calcolatrice mai costruita, divenendo così l'indiscusso standard mondiale pur non essendo particolarmente pratica. La tastiera dei telefoni è invece diversa, risale ai dischi combinatori che avevano i numeri ordinati in fila, mentre le lettere indispensabili per inviare gli SMS sono nate nel 1922 per memorizzare i recapiti: una lavanderia poteva richiedere il 1-800-528-6379 che si pronunciava 1-800-LAUNDRY. Al tempo c'erano pochi numeri e si poteva fare.

   

Tastiera Sundstrand e layout di telefono

   

Touchpad e disco combinatorio

Un curioso sistema per inserire i numeri utilizzando un combinatore telefonico fu brevettato in Italia negli anni '50 dall'ingegner Lanza, già nominato a pagina 22. In pratica si immetteva il moltiplicando sulla tastiera ed il moltiplicatore col disco, ma era solo una complicazione e non ebbe successo.

   

Contex 10, 1965 (© John Wolff) e calcolatrice brevetto Lanza



Capellaro, Olivetti e la Divisumma

Natale Capellaro entrò in Olivetti nel 1916 come apprendista operaio, nel 1943 divenne direttore dell'Ufficio Progetti e nel 1960 assunse la Direzione Tecnica. Due anni dopo gli venne conferita la laurea ad honorem in ingegneria e per le sue straordinarie realizzazioni merita un posto di primo piano fra i grandi inventori.

Da operaio era addetto al montaggio delle macchine da scrivere ma da progettista sarà il creatore di quasi tutte le calcolatrici Olivetti. Il suo primo modello fu l'Elettrosumma del 1945 a cui seguì nel 1956 la Divisumma che pose l'Olivetti ai vertici del mercato mondiale. Era la prima calcolatrice in grado di compiere le quattro operazioni senza bisogno di operatori specializzati, la prima a racchiudere tutte le caratteristiche moderne senza derivare dai principi del 1600. L'obiettivo di tanti inventori si era finalmente realizzato, purtroppo in ritardo, e queste macchine dotate di tastiera Sundstrand e stampante integrata ebbero vita breve: l'elettronica stava ormai giungendo a maturità e le ultime Divisumma non furono più meccaniche.

La serie comprendeva la Multisumma (somma, sottrazione e moltiplicazione), la Divisumma (anche divisione) e la Tetractys (dal nome della successione pitagorica dei numeri naturali), dotata di memoria meccanica, motore elettrico e doppio totalizzatore, che rappresentava lo stato dell'arte. Nessuna aveva il display e sia i numeri inseriti che i risultati si potevano leggere solo dopo essere stati stampati. Il segreto della loro velocità (molto sinteticamente) era questo: trovavano il modo più rapido per operare a seconda dell'operazione richiesta, riducendo per esempio 3 x 99.999 a 3 x 100.000 - 1, impiegando quindi tempi ridottissimi. Niente di simile era stato mai concepito prima e Marcello Nizzoli, Ettore Sottsass e Mario Bellini ne curarono il design creando opere di riferimento per lo stile dell'epoca.

Olivetti Divisumma, ca. 1960 (© John Wolff)

Si tratta di apparecchi complessi da realizzare ma venivano commercializzati a 10 volte il costo di produzione e, pur avendo il prezzo di una Fiat 500, ne furono venduti oltre un milione e mezzo: la Divisumma fu quindi fondamentale per la prosperità dell'Olivetti e venne definita scherzosamente "La gallina dalle uova d'oro". Gli elevati guadagni rallentarono però l'azienda nello sviluppo delle calcolatrici elettroniche perché la Direzione si era convinta, come Henry Ford con la sua "T", che le calcolatrici tradizionali si sarebbero sempre vendute senza necessità di ulteriori investimenti. Un'occasione perduta per la Olivetti dove all'epoca, fuggito alla Intel Federico Faggin (pag. 32), lavorava il bravissimo Pier Giorgio Perotto. Era considerato "Un cacciatore di farfalle che non avrebbe mai concluso nulla" ma nel 1965 presentò con queste parole la sua "Perottina", primo Personal Computer della storia, al Bema Show di New York:

"Sognavo una macchina amichevole alla quale delegare quelle operazioni che sono causa di fatica mentale e di errori, una macchina che sapesse imparare e poi eseguire docilmente, che immagazzinasse dati e istruzioni in modo semplice, il cui uso fosse alla portata di tutti, che costasse poco e fosse delle dimensioni degli altri prodotti per ufficio. Per questo ho creato un linguaggio nuovo che non necessita dell'interprete in camice bianco". Leibniz o Bill Gates non avrebbero saputo dire meglio.

Nessuno si era mai avvicinato tanto alla meta ma, nonostante al Bema Show ci fosse un impressionante afflusso di visitatori entusiasti, il progetto non venne sostenuto dalla Direzione e la storia del computer passò in un altro continente. I concorrenti, loro si, avevano capito le sue potenzialità e cominciarono a copiare: nel 1967 l'innovativo Desk Top HP 9100 si dimostrò un clone della Perottina e la HP dovette pagare una multa di ben 900.000 dollari alla Olivetti, che diede poi simbolicamente un dollaro a Perotto. Questo il ringraziamento per aver dato avvio alla rivoluzione elettronica, chi diceva dell'Italia "... ma la gloria non vedo"? Oggi la Olivetti Programma 101, nome ufficiale della Perottina, è esposta al MoMa insieme alla Divisumma.

La Perottina del 1965



Le stampanti

Eccetto che su pascaline ed aritmografi le stampanti vennero montate su tutti i modelli di calcolatori. Primo fu il Felt & Tarrant Comptograph del 1889, ancora poco affidabile, ma col tempo furono migliorate, elettrificate e rese sempre più piccole fino a poter stampare gli scontrini che tutti conosciamo. A fianco una addizione con la Lagomarsino Totalia, il risultato è in rosso.

Barrett con stampante, ca. 1926 (© John Wolff)

Olivetti E-24, ca. 1959 (© John Wolff)

Addizioni con la Lagomarsino



La fine di un'epoca

Negli anni '60 le calcolatrici meccaniche venivano utilizzate in tutte le applicazioni commerciali e finanziarie: nei centri di calcolo più importanti si lavorava coi modelli a moltiplicazione diretta, nei grandi uffici c'erano le Odhner, derivate dal progetto di Leibniz, e le Key Driven inventate alla fine dell'800. I piccoli negozi avevano le pratiche pascaline e nel taschino erano sempre presenti gli aritmografi, disegnati da Perrault nel 1600. Un caso a parte le Olivetti che pur giunte tardi sul mercato lo stavano velocemente conquistando. Le prime calcolatrici elettroniche avevano costi ed ingombri eccessivi e non vi fu concorrenza fino al 1970, quando la diffusione del transistor e dei LED permise la realizzazione di apparecchi piccoli ed economici.

Olivetti Logos, un record di permanenza negli uffici postali (© John Wolff)

La transizione fu tuttavia lenta: ingegneri e scienziati sostituirono immediatamente i loro regoli, ma negli uffici queste macchine venivano cambiate solo quando si rompevano. C'era infatti una generazione di operatori esperti ed allenati ad utilizzarle e per questo motivo ancora oggi scriviamo con la stessa tastiera inventata nel 1878. Usandone una più moderna non saremmo più veloci ma solo disorientati: vorreste cambiare la vecchia con la nuova?

Tastiera "qwerty" nata nel 1878 e modello ergonomico "NEO" del 2004

Alla fine degli anni '80 le calcolatrici meccaniche si potevano ancora vedere negli uffici postali, poi sono definitivamente scomparse. Ci hanno accompagnato per secoli ma nessuno si ricorda più della loro esistenza.

   

Nel 1973 si poteva scegliere fra questi due modelli ...


... e la nuova Divisumma elettronica: l'era
del calcolo meccanico stava tramontando




A bordo dei primi sottomarini nucleari si utilizzavano esclusivamente
calcolatrici meccaniche: la rivoluzione elettronica arriverà solo nel 1972.




Nicola Marras 2008

      

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