Evolução histórica e curiosidades
Este projeto conta a história das calculadoras mecânicas, desde suas origens até as precursoras das calculadoras modernas. Com uma abordagem envolvente, destacamos seu contexto histórico, impactos e curiosidades, revelando como essas máquinas moldaram o mundo da computação.
Para começar, dê uma olhada a sua volta e procure o máximo de equipamentos eletrônicos que estão presentes. Bastante coisa, né? Por estarmos rodeados por tecnologia, muitas coisas parecem triviais e simples de se fazer. Porém, em muito dos casos, foram necessários anos de desenvolvimento tecnológico para que chegassem àquela solução de funcionamento, de maneira segura e prática. Desse modo, como tudo na vida, a computação, a base do funcionamento dos equipamentos eletrônicos, também teve um começo. E esse começo tem um nome: calculadoras.
Na verdade, as calculadoras estão totalmente ligadas à computação. Pode não parecer, mas os cálculos numéricos são a base do funcionamento dos códigos e dos computadores até hoje, sendo de extrema importância para que tudo rode corretamente. Por isso, com o tempo, houve o aprimoramento das calculadoras, o que, com o aumento das velocidades de cálculo, permitiu o nascimento e o desenvolvimento da computação.
A primeira "calculadora" foi inventada por volta de 2.500 a.C., o ábaco, um dispositivo de contagem usado desde a antiguidade permitindo manipulação rápida de números através de filas de contas, que evoluiu ao longo dos séculos. Antes de sua invenção, métodos como a contagem nos dedos e marcas em pedras eram muito comuns.
Em 1623, um indivíduo sem nada para fazer chamado Wilhelm Schickard teve a ideia de construir uma máquina de fazer contas. E assim fez! Schickard, com engrenagens utilizadas para a produção de relógios, criou o "Relógio calculador", o que mais tarde ficou conhecido como "Calculadora de Schickard" e, mais tarde ainda, como "A primeira calculadora mecânica da história". A calculadora dele possuía as quatro operações aritméticas e os únicos indícios de sua existência foram cartas destinadas a ninguém menos que o físico Johannes Kepler, uma vez que as calculadoras produzidas se perderam em meio às guerras antes de serem enviadas ao astrônomo. A princípio, a sua grande invenção não teve o reconhecimento que merecia, porém, com o passar dos tempos, o seu nome ganhou mais espaço, de modo a alcançar cada vez mais relevância sobre seus feitos.
#Te amamos Schickard.
O que acontece se dividir por zero em uma calculadora mecânica?
Como armazenar dados em engrenagens?
Qual foi a primeira calculadora a realizar as quatro operações?
A pascalina foi uma das primeiras calculadoras mecânicas da história. Ela foi criada em 1642, por Blaise Pascal, quando tinha apenas 20 anos de idade. Por muito tempo, sua invenção ficou conhecida como a primeira calculadora mecânica da história, porém mais tarde foi descoberta uma outra ainda mais antiga...
O filósofo, matemático, historiador, jurista, filólogo, teólogo Gottfried Wilhelm Leibniz, natural da Saxônia, Alemanha, concebeu a ideia de sua máquina de calcular em 1673, mas de fato foi construída em 1694, com o propósito de realizar as quatro operações básicas. Porém, ela não chegou a ser comercializada.
Seu funcionamento se baseia em duas partes, uma orientada a cálculos de adição e subtração muito semelhante à Pascalina e a outra para a multiplicação e divisão. Sua inovação está atrelada à multiplicação que foi construída engenhosamente com duas filas de rodas, uma de rodas iguais e outra de rodas desiguais que estavam associadas respectivamente à adição, ao multiplicando e ao multiplicador, por meio delas ele tornou a multiplicação muito mais eficiente e rápida.
A Calculadora de Morland, desenvolvida pelo matemático e inventor inglês Samuel Morland no século XVII, é considerada uma das primeiras máquinas de calcular capazes de realizar multiplicações. Criada em 1664, a calculadora de Morland era uma ferramenta mecânica que utilizava um sistema de roldanas e engrenagens para facilitar cálculos aritméticos, especialmente a multiplicação, que até então era uma tarefa laboriosa e propensa a erros quando feita manualmente.
A Calculadora de Morland era um dispositivo mecânico composto por engrenagens e rodas dentadas interligadas. O usuário inseria os números a serem multiplicados em diferentes conjuntos de rodas e, ao girar uma manivela, as engrenagens realizavam a multiplicação, exibindo o resultado em uma janela transparente.
A Calculadora de Poleni era um dispositivo mecânico engenhoso composto por rodas de pinos de madeira interligadas. Os números eram inseridos manualmente girando as rodas até que a posição dos pinos correspondesse aos valores desejados. Ao acionar uma manivela, um sistema de engrenagens interconectadas realizava a operação matemática. Já era capaz de multiplicar automaticamente dois números.
Uma máquina pesada e volumosa, seu tamanho e peso dificultavam o transporte e a utilização em campo, o que limitava seu uso prático e sua comercialização. Há indícios de que ela tenha sido destruída e a ideia, abandonada pelo próprio Poleni. E sabe o porquê? Aparentemente, pela descoberta de um projeto pessoal de Braun, o próximo inventor, que foi apresentada ao imperador. Inveja? Queria ser o único? Demorou demais!
A Calculadora de Anton Braun, também conhecida como Máquina de Calcular Braun, foi uma maravilha mecânica construída em 1727 pelo mecânico e óptico alemão Anton Braun. Foi uma invenção significativa na história da computação, especialmente por sua capacidade de realizar todas as quatro operações aritméticas básicas (adição, subtração, multiplicação e divisão). Sabe-se da existência de apenas uma réplica da Calculadora Braun atualmente, que pode ser encontrada no Museu Técnico de Viena.
O design exterior da calculadora de Braun também era impressionante, Johann Baptist Straub, um renomado escultor do período Rococó, foi o responsável por projetar os suportes artísticos e as gravações na capa da máquina. A calculadora de Braun é um exemplo fascinante de como a mecânica e a arte podem se combinar para criar não apenas uma ferramenta funcional, mas também uma peça de grande beleza e significado histórico.
Patenteado na França por Thomas de Colmar em 1820 e fabricado de 1851 a 1915, tornou-se a primeira calculadora mecânica comercialmente bem-sucedida. A produção do Arithmometer em 1851 inaugurou a indústria de calculadoras mecânicas, que acabou construindo milhões de máquinas até a década de 1970. Por quarenta anos, de 1851 a 1890, o Arithmometer foi praticamente o único tipo de calculadora mecânica em produção e comercialização por todo o mundo.
Ele era capaz de realizar cálculos com rapidez e precisão: as quatro operações básicas (adição, subtração, multiplicação e divisão), além de outras operações mais complexas, como raiz quadrada e raiz cúbica. Por isso, alcançou diversos setores, como bancos, empresas comerciais, escritórios governamentais e instituições científicas. Apesar de sua complexa mecânica interna, o Arithmômetro era relativamente fácil de operar, portanto, usuários com treinamento básico podiam realizar cálculos complexos com eficiência.
Inventada na década de 1820 por Charles Babbage, ao contrário dos métodos manuais de cálculo de tabelas de valores para funções matemáticas, em especial, polinomiais, a Máquina Diferencial podia realizar esses cálculos automaticamente usando um sistema complexo de engrenagens e rodas com conectores interligados, o que significava velocidade e precisão. Em vez de calcular diretamente o resultado final, ela usava um método chamado método das diferenças finitas. Essa técnica dividia o cálculo em etapas menores e mais fáceis de gerenciar, cada uma envolvendo adições e subtrações que as engrenagens podiam realizar com eficiência. Embora fosse uma invenção brilhante, a Máquina Diferencial nunca foi totalmente concluída devido a problemas de financiamento e desafios técnicos. No entanto, seus princípios de design abriram caminho para futuras calculadoras mecânicas e máquinas analíticas.
Ao contrário da Máquina Diferencial, que era especializada em calcular funções polinomiais, a Máquina Analítica era uma calculadora de propósito geral. Era capaz de realizar não apenas as operações básicas, mas também exponenciação e logaritmos. Uma das características mais marcantes da Máquina Analítica era sua programabilidade.
Através de perfurocards, os usuários podiam inserir instruções detalhadas para a máquina executar, automatizando cálculos complexos e sequências de operações, a partir de engrenagens e alavancas que transferiam dados entre os componentes da máquina. Ada Lovelace, colaboradora de Babbage, desenvolveu o primeiro algoritmo para a Máquina Analítica, tornando-se a primeira programadora da história. A Máquina Analítica também incorporava memória, permitindo que os resultados intermediários dos cálculos fossem armazenados e reutilizados, a execução de um cálculo multietapas.
As calculadoras Brunsviga foram produzidas na Alemanha de 1930 a 1970, foi um sucesso de vendas sendo comercializada até internacionalmente. Uma calculadora robusta e confiavel que era capaz de realizar várias operações simultaneamente.
A Triumphator era uma empresa sediada perto de Leipzig, na Alemanha Oriental. Fundada em 1900 como Leipziger Röhrenwerke, somente depois em 1904, ela começou a produzir calculadoras de pinos sob a marca Triumphator.
A Business Machine foi criada no ano de 1940, nos Estado Unidos. Ela possui 8 fileiras de botões, totalizando 68 botões no total, pesando mais de 10 Kg.
Foram criadas com o objetivo de ser um dispositivo leve e portátil, projetado para ser levado no bolso. Capazes de efetuar as operações de soma, subtração e multiplicação.
A curta é uma calculadora de bolso que possui as quatro operações. Ela possui uma aparência bem diferente, sendo composta por um cilindro metálico e uma manivela . O nome da calculadora não é por acaso, ele vem justamente do seu inventor Curt Herzstark, sendo criada em 1948 em Liechtenstein.
As calculadoras Facit foram criadas por Karl Viktor Rudin, na cidade de Estocolmo, Suécia. A sua aparência é bem parecida com as famosas máquinas de escrever, se tornando um grande sucesso na época.
A Calculadora Precisa foi idealizada por Ernst Jost em Zurique, na suiça. Um grande diferencial delas em relação às demais máquinas de calcular é que as variações da Precisa dispõem, em sua maioria, de uma ferramenta de impressão de soma de listas. O modelo pertencente ao acervo do museu é Precisa 106-12, o qual possui esse recurso.
A Máquina de Anticítera é uma das descobertas mais fascinantes da história da tecnologia antiga, de modo a ser considerada como o primeiro computador analógico da história. Este dispositivo complexo, datado de aproximadamente 100 a.C., foi encontrado em um naufrágio perto da ilha grega de Anticítera em 1901, no leito do Mediterrâneo que data da era do Império Romano.
Apenas alguns fragmentos resistiram ao tempo e à corrosão, mas foram suficientes para que os arqueólogos percebessem que estavam defronte de um mecanismo surpreendentemente sofisticado. A partir de uma série de engrenagens de bronze, além de outros componentes mecânicos, a Máquina de Anticítera era capaz de prever eclipses solares e lunares, bem como os movimentos dos planetas e de astros, como a Lua. Isso mostra que os antigos gregos possuíam um conhecimento notável sobre astronomia e matemática, e tinham a habilidade de aplicá-lo de maneira prática, por meio da construção de dispositivos mecânicos complexos.
Ainda antes Schickard e Pascal, alguns registros indicam que Leonardo da Vinci (1452-1519) possa ter desenhado um mecanismo que, muito possivelmente, poderia ter sido utilizado para fins de cálculo, uma espécie de calculadora com engrenagens. Contudo, aparentemente, ele nunca chegou a construí-la. O Codex Madrid I e o Codex Madrid II são dois cadernos, diferentes em conteúdo, que foram desenhados por Da Vinci em sua característica letra especular.
No Codex Madrid I, o primeiro e mais completo tratado de mecânica e estática da Renascença, Leonardo Da Vinci esboçou o mecanismo em questão e, com a comparação deste com um diagrama similar do Codex Atlanticus, além de outras notas dessa figura renomada, Roberto Guatelli construiu em 1967, patrocinado pela IBM, uma réplica dessa suposta máquina de calcular. Em contrapartida, há alguns estudiosos que ainda alegam não existir uma evidência concreta de que o esboço de Da Vinci tinha o real intuito de manipular números, há, por exemplo, aqueles que defendem a tese de que se trata de um sistema de redução de engrenagens.
A primeira máquina efetivamente de calcular de que se tem indício foi construída por Wilhelm Schickard (1592-1635) na Alemanha. Embora tenha antecedido a creditada Pascaline, a calculadora de Schickard não recebeu o devido reconhecimento na época, pois foi perdida durante a Guerra dos Trinta Anos (1618-1648) e, somente com estudos recentes, foram encontradas evidências dessa invenção, a partir de cartas escritas à mão de Schickard, destinadas ao físico e astrônomo Johannes Kepler. Por meio de um complexo sistema de engrenagens e hastes, ela era capaz de realizar não apenas adições e subtrações, como também multiplicações e divisões de números com até 6 dígitos. Um fato interessante é que esse invento recebeu o nome de Relógio de Calcular, uma vez que ao se alcançar o resultado, um sino soava para indicar o fim da operação.
Como a maioria sabe, na matemática, a divisão por zero é algo proibido, de forma a ser quase que um dos mandamentos da matemática: "Não dividais por zero". Se tal crime é cometido, é quase como um pecado "matematical". Mas já imaginou o que poderia acontecer caso essa operação fosse feita em uma calculadora mecânica? Será que ela explode? Bem, é quase isso, veja no vídeo a seguir:
Embora as calculadoras mecânicas tenham sido substituídas por modelos eletrônicos mais avançados, seu legado permanece incontestável, afinal, representaram um salto quântico na história da tecnologia. Foram elas as responsáveis por proporcionar tamanho progresso nos setores da sociedade, lançando as bases da era digital que vivemos hoje. Já imaginou só? Antes das calculadoras mecânicas, os cálculos complexos eram realizados manualmente, um processo lento, trabalhoso e propenso a erros. Agora, por mais simples que sejam os cálculos, não precisamos mais sequer pensar para fazer um 2+2, basta pegarmos um smartphone qualquer ou um computador e usufruirmos desse recurso revolucionário que está nas palmas de nossas mãos e que, mesmo sem as tantas engrenagens de antes, segue os mesmos princípios herdados desse tempo.
Frente a esses fatos, fica nítido que, se você está vendo este site neste momento, é fato que você deve isso àqueles que, bem lá trás, pavimentaram um caminho sobre o qual nem imaginavam as proporções que ele tomaria. Ou você acha que Schickard e Pascal estavam conscientes da grandiosidade do que começaram? Foi uma revolução! A Revolução Técnico-Científico Informacional e as próximas que ainda estão por vir são fruto direto desses inventos e da genialidade dos seres humanos por detrás deles.
Quem iria imaginar, né, que as calculadoras mecânicas fossem tão importantes, ou ainda, tão atreladas à computação? É por isso que nós gostaríamos de convidar você, leitor, a vir testemunhar um pouquinho dessa narrativa toda e descobrir coisas novas sobre a história do mundo da tecnologia. Como posso fazer isso? Simples! Fazendo uma visita ao MUSEU DE COMPUTAÇÃO do ICMC (Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação), na USP do campus de São Carlos - SP: Venha conferir!