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.

Strumento analogico 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.

Strumento analogico-digitale 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".

Dysplay digitale di calcolatrice meccanica

In digitale il risultato è chiarissimo

1.035.000: anche con l'abaco non si può sbagliare

Regolo calcolatore analogico

1.035.000 sul regolo quasi non si vede ...

Particolare di regolo analogico     Particolare di regolo analogico ingrandito

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




Nicola Marras 2008

      

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