기계식 계산기와 펀치 카드 기계

기계식 계산기와 펀치 카드 기계

라이프니츠 계단식 기어 자세한 내용은 '기계식 계산기' 참조 독일의 박학자 빌헬름 시카트는 1623년 calculating clock을 설계했으나 제작 중이던 1624년 화재로 파괴되면서 시카트는 완성을 포기했다. 1957년에 두 장의 스케치가 발견되었지만 이미 계산기 역사에 영향을 미치기에는 너무 늦었다. 1642년에는 아직 십 대였던 블레이즈 파스칼이 계산기에 대한 선구적인 연구를 시작하여 3년 후에 완성하여 50대의 시제품을 만들었다. 이 때문에 일반적으로 파스칼이 기계식 계산기의 발명자로 여겨지고 있다. 그 후 10년간 20대의 (Pascaline이라 칭한) 계산기를 만들었다. 고트프리트 라이프니츠는 1672년 Pascaline을 개량하여 곱셈을 직접 계산할 수 있도록 한 Stepped Reckoner를 발명. 중요한 점은 계단식 기어 기구다. 라이프니츠는 "훌륭한 인간이 노동자처럼 계산 등 누구나 할 수 있는 일에 시간을 빼앗기는 것은 소용없다. 라이프니츠는 바이너리의 제창자이기도 하며, 오늘날의 컴퓨터는 모두 바이너리에 기초하여 작동하고 있다. 그러나 1940년대 무렵까지 계산기는 십진법을 사용하고 있는 경우가 많았다. ENIAC의 링 카운터는 기계식 계산기의 숫자 톱니바퀴 움직임을 에뮬레이트한 것이었다. 1820년경 찰스 자비에 토마스가 세계 최초로 양산된 기계식 계산기 앨리스모미터를 만들었다. 이것은 사칙 연산이 가능했다. 라이프니츠 계산기를 바탕으로 하고 있다. 바지기관에 대해서는 별도로 기술한다. 야가시라 료이치의 자동 계산반. 1903년 일본에서 특허 취득. 톱니바퀴를 회전시키기 위한 레버가 있다. 일본에서는 야가시라 료이치가 1903년에 자동 계산기라고 하는 기계식 계산기의 특허를 취득. 톱니바퀴식으로 1개의 원통과 22개의 톱니바퀴 등으로 구성되어 있다. 곱셈자리 이송과 계산 종료를 자동 판정하는 기능도 있는 것으로 알려졌다. 200대 이상이 주로 군이나 정부에 팔렸다. 타이거 계산기 (국립과학박물관 전시, 정보처리기술유산) 수동식 기계식 계산기는 1970년대경 계산기로 교체되기 직전까지 계속 사용됐다. addiator, 콤프토미 터, 먼로계산기, 쿠르타계산기, Addo-X 등이 있다. 일본에서는 타이거 계산기가 대명사가 됐다. 20세기에 이르러 기계식 계산기, 캐시 레지스터, 회계기 등은 전동기로 구동되게 되었다. 컴퓨터라는 말은 그런 계산기계를 이용해 계산을 하는 직업을 의미했다. 1920년대 루이스 프라이 리처드슨은 일기예보에 관심을 갖고 다수의 계산수를 모아 기상모델의 수치해석을 할 것을 제안했다. 오늘날에도 네비에스토크스 방정식을 사용한 기상 데이터의 수치 해석에는 강력한 컴퓨터가 필요하다. 쿠르타 계산기는 곱셈과 나눗셈도 할 수 있다. 1930년대경부터 프리덴 계산기, 머천트 계산기, 먼로 계산기와 같은 기업이 사칙 연산을 할 수 있는 기계식 계산기를 제조 판매하기 시작하였다. 맨해튼 계획으로 나중에 노벨상을 수상한 리처드 P. 파인만의 지휘로 다수의 여성 수학자를 계산 수로 모아 미분방정식 수치로 계산했다. 진공관을 사용한 초기의 컴퓨터는 신뢰성이 낮았기 때문에, 머천트 계산기에서는 팔진법판의 기계식 계산기를 발매. 컴퓨터 계산 결과 검산에 사용했다. 1948년, 쿠르타 계산기가 등장. 소형으로 휴대 가능한 기계식 계산기이다. 1950년대와 1960년대에 걸쳐 다양한 기계식 계산기가 등장했다. 이 계산기들은 계산기에 의해 돌아왔다. 세계 최초의 완전 전자식 탁상 계산기는 영국의 ANITAMk. VII(1961)로 표시에는 니키시관을 사용하고 177개의 소형 사일러트론관을 사용하고 있었다. 1963년 6월에는 프리덴이 EC-130을 발매. 이쪽은 트랜지스터를 사용해, 5인치의 브라운관에 13자리의 수치를 표시해, 역폴란드 기법을 채용하고 있었다(가격은 2200달러). 후계의 EC-132에서는, 제곱근과 역수를 계산하는 기능도 추가되어 있다. 1965년 원라보라토리즈가 출시한 LOCI-2 는 10자리 트랜지스터 탁상 계산기로, 니키시관으로 표시하고 로그도 계산할 수 있었다. 펀치 카드 기계 자동 오르간 기구 자세한 내용은 '해석기관' 및 '펀치카드시스템' 참조 1801년 조제프 마리 자카르가 개발한 자카드 직기는 직조기 패턴을 펀치카드로 제어하도록 돼 있었다. 펀치 카드를 교체하기만 하면 직조기 자체는 변경하지 않고 다양한 디자인의 천을 짤 수 있다. 이는 프로그래밍 관점에서 획기적인 업적이다. 찰스 배비지는 기계식 자동계산기로서는 매우 큰 규모를 만들고 또 설계하고 있다. 1833년 바비지는 수표 작성용 계차 기관의 개발에서 보다 범용적인 해석 기관으로 관심을 옮겼다. 이것은, 자카르의 펀치 카드를 프로그램의 표현에 사용했다 (자카드 직조기에서, 카드의 구멍은 경사의 오르내림을 직접 나타낼 뿐이지만, 이것은 코드화이다). 1835년에 그 해석기관에 대해 기술을 남겼다. 범용 프로그램 가능한 컴퓨터로 입력에는 펀치카드, 동력원에는 증기기관을 채용해 톱니바퀴나 축의 위치에서 수치를 나타내는 것이다. 원래는 내지 계차기관은 수표를 고정밀도로 작성하는 것을 목적으로 하고 있었지만, 보다 발전된 구상인 해석기관은 보다 범용적이고 프로그램 가능한 모종의 컴퓨터라고 할 수 있을지도 모르는 것이었다. 설계는 옳았고 계획도 틀리지 않았지만 기계 제작을 담당한 장인과의 불화 등 여러 요인이 겹쳐 제작이 좌절됐다. 바지는 까다로운 남자였기 때문에 누구와도 말다툼을 했다. 부품은 모두 수작업으로 만들 필요가 있어, 개개의 부품의 작은 오차가 겹쳐 전체적으로는 잘 움직이지 않을 가능성도 있었다(원래 필요한 정밀도라고 하는 것은 당시 알 수 없었다). 따라서 부품의 정확도에 어려워도 어쩔 수 없는 면도 있었다. 결과적으로 중단된 프로젝트에 대한 영국 정부의 출자 중단이 결정됐다. 조지 고든 바이런의 딸 에이다 러브레스는 Federico Luigi, Conte Menabrea가 저술한 'Sketch of the Analytical Engine'을 영문 번역해 대량의 주석을 부기하고 있다. 이것이 세계 최초의 프로그래밍에 대한 출판물로 여겨지고 있다. 타뷰레이팅머신 IBM 407 (1961) 계차기관의 초기 한정적 설계를 재현하는 계획이 1991년 사이언스 뮤지엄에서 실시됐다.몇 가지 사소한 수정을 통해 버비지 설계대로 움직이는 것이 확인돼 시대를 훨씬 앞서가던 버비지 설계가 옳았음을 증명했다.부품 제작에는 컴퓨터 제어 공작기계를 사용했지만 당시 장인 수준에 맞춰 오차를 내도록 했다. 더블린 출신 회계사 Percy Ludgate는 버비지의 업적을 몰랐지만 독자적으로 프로그램 가능한 컴퓨터를 설계해 1909년 출간한 저작에 이를 쓰고 있다. 이하는 계산에 사용할 수도 있지만(실제로 행해지고 있다), 주로 데이터 처리를 실시하는 기계, 타 뷰레이팅 머신의 이야기이다. 1880년대 말 미국의 하만 호렐리 스는 기계로 읽을 수 있는 형태로 미디어에 데이터를 기록하는 방법을 발명했다. 그때까지 기계가 판독 가능한 형태로 매체에 기록되는 것은 제어 정보이지(피아노 롤이나 자카드 직기) 데이터가 아니었다. 당초 종이테이프를 시도했으나 최종적으로 펀치카드에 도달했다. 철도 차장이 표에 가위를 넣는 모습을 보고 펀치카드가 생각났다고 한다. 펀치카드에 구멍을 뚫는 키펀치기와 이를 처리하는 다른 뷰레이팅 머신을 발명하였다. 그러한 발명이 현대 정보처리 발전의 기반이 되었다. 기계식 카운터로서 릴레이(와 솔레노이드)를 사용하고 있다. 오렐리스의 발명은 1890년 미국 인구 조사에 사용되었으며, 예정된 몇 달 전에 집계를 끝내고 예산을 억제하는 데 기여했다. 이전의 인구 조사보다 몇 년 짧은 기간에 집계를 마쳤다. 오렐리스가 창업한 회사는 나중에 IBM의 핵심이 되었다. IBM은 펀치카드 기술을 발전시켜 일련의 상용 데이터 처리기기(펀치카드시스템)를 개발했다. 1950년경까지 IBM의 시스템이 산업계와 정부에서 널리 쓰이게 되었다.