Instrument de calcul - Définition

Introduction

Au sens le plus large du terme, un instrument de calcul est un objet qui aide l'opérateur dans ses calculs.

Les historiens de la technique du calcul font la distinction entre instrument et machine.

Ils parlent d'instrument quand l'opérateur doit intervenir dans le calcul, par exemple pour effectuer un report, ou déterminer la position de la virgule (boulier, règle à calcul, compas de proportion). Ils utilisent le terme de machine à calculer pour les objets qui donnent le résultat sans que l'opérateur n'interviennent dans le calcul lui-même. L'opérateur peut toutefois intervenir pour apporter son énergie mécanique à la machine par l'intermédiaire d'un actionneur (manivelle, levier, poussoir, touches, etc.)

Dans cet article de portée générale, nous prenons le parti de classer à la fois les instruments et les machines, renvoyant le lecteur aux chapitres plus détaillés consacrés à ces objets.

Types d'instruments et de machines ayant existé

La taxonomie des instruments et machines à calculer n'est pas un sujet simple. Nous en resterons à quelques subdivisions générales.

Instruments proprement dits

• Abaques
  • Doigts
  • Cailloux (calculus, en latin, ayant donné le mot calcul)
  • Coquillages
  • Jetons et tables à calcul
  • Boulier

• Tables

L'écriture, les chiffres, les nombres, le zéro, puis la numération de position permettent le calcul algorithmique, introduit en France vers l'an 1000. Les algoristes s'opposent longtemps aux abacistes, qui utilisent les abaques à jetons.

• • Table d'addition
  • Table de multiplication
  • Table de logarithmes
  • Table de valeurs naturelles
  • Table trigonométrique
  • Comptes faits, qui simplifient le calcul des prix (livres, sols, deniers, oboles, pite, semi-pite)
  • Tables diverses : table de tir, table de navigation, table de cubage

• Rhabdologie (science des bâtons)
  • Bâtons de Neper
  • Calculatrice de Scott
  • Réglettes de Genaille-Lucas

• Instruments analogiques
  • compas de proportion
  • Planimètre
  • Intégrateur
  • Intégraphe
  • Analyseur harmonique
  • Règle à calcul

Machines à calculer

On parle de machine à calculer quand l'opérateur n'a pas à intervenir dans le calcul.

• Machines analogiques
  • Calculateur analogique

• Machines mécaniques
  • Machine à additionner ou additionneuses
  • Machine à multiplier ou calculatrices
  • Machine multi-opération
  • Machine à différences
  • Machines mécaniques imprimantes

• Machines numériques
  • Machine mécanographique
  • Machine à recenser
  • Ordinateur
  • Calculateur de bureau
  • Calculatrice électronique avec imprimante
  • Calculatrice de poche électronique
  • Calculatrice scientifique de poche électronique
  • Ordinateur personnel

Actuellement seules les 3 dernières sont habituellement utilisées, combinant toutes les fonctions.

Musées

• http://www.cmi-visavoy.com/musee01.htm
• Machine de bureau, Musée de la communication à Berne, (Suisse)

Histoire

• Aides au calcul non mécanisées
  • 1100 boulier Le premier boulier trouvé est romain : cabinet des médailles Bibliothèque Nationale Paris.
  • 1614 Publication des tables de logarithmes par Neper
  • 1617 Bâtons de Neper
  • 1628 La règle à calcul de William Oughtred
  • 1854 Le Planimètre Amsler permet le calcul d'une intégrale par la mesure graphique d'une surface
  • vers 1900 un Intégrateurpermet le calcul d'une intégrale par la mesure graphique d'une surface
  • vers 1900 un Analyseur harmonique permet la décomposition en série de Fourier d'une courbe périodique
• Machines mécaniques
  • vers 1500 prototype de Léonard de Vinci(1452-1519) (addition) Aucune référence ne permet de dire que le dessin trouvé était une machine de calcul.
  • 1623 La machine à calculer de Wilhelm Schickard (addition+multiplication) la machine aurait brulé dans un incendie. Les lettres écrites en latin à Kepler ont disparu.
  • 1642 La machine à calculer de Blaise Pascal, la Pascaline (9 exemplaires connus) La machine de Pascal réalise directement addition et division, et permet de faire les quatre opérations. Trois types de machines : décimal base 10, comptable bases 10,20,12, Architecte bases 10,6,12.
  • 1673 La machine à calculer de Leibniz (addition+multiplication) Cette machine comportait des innovations intéressantes, notamment la mise en mémoire du multiplicande. Le système de report ne fonctionnait pas vraiment.
    • Le brevet de Thomas de Colmar reprend, en 1820, la même technique. Le chariot, les cylindres inscripteurs, mais ses reports fonctionnent.
    • La dernière machine du même type a été créée en 1948, la Curta
  • 1820 L'arithmomètre de Thomas de Colmar, première machine industrielle (5000 exemplaires vendus) Machine copiée dans le monde entier. Elle est à la base de l'industrie des machines à calculer.
  • 1822 La machine à différences de Charles Babbage
  • 1850 Naissance du clavier, le 1^er calculateur à touches de D.D. Parmelee
  • 1857 L'arithmomètre de Hill
  • 1885 Le comptomètre de Dorr E. Felt
  • 1888 La 1^re machine à calculer à impression de William Seward Burroughs
  • 1889 La machine à multiplier de Léon Bollée
• Machines électromécaniques
  • La machine à carte perforées de Herman Hollerith
  • 1879 La 1^re caisse enregistreuse de James J. Ritty
    • Additionneuse, imprimante et tiroir-caisse
  • 1910 La machine à calculer électro-mécanique de bureau
  • 1940 La première machine à calculer pour nombres complexes
• Machines électroniques
  • 1938 Le premier calculateur digital binaire de Konrad Zuse fonctionne avec des relais
  • 1943 Le premier ordinateur à lampes, le Colosse I, du Chiffre Anglais déchiffre les messages de l'Enigma
  • 1945 Premiers calculs de l'ENIAC de la Moore School de Pensylvanie.
  • 1964 La 1^re machine à calculer électronique de bureau
  • 1967 La 1^re machine à calculer électronique de poche
  • 1972 La 1^re machine à calculer électronique scientifique de poche Hewlett-Packard HP35
  • 1974 La 1^re machine à calculer électronique scientifique de poche bon marché (Commodore)
  • 1978 L'ordinateur personnel