과학

아날로그와 기계식 계산기, 역사를 물들인 15가지

오델리아 2017. 1. 9. 15:16

- 주판


전기가 등장하기 훨씬 전부터 인류는 계산을 더 쉽게하는 방법을 모색하고 있었다. 


수학을 좋아하는 사람도, 싫어하는 사람도 극히 단순 계산으로도 스마트폰을 통해 더욱 간단해졌다는 것은 인정하지 않을 수 없는 것.



인류가 손가락 관절의 뼈보다 많은 수를 셀 수 있게되었든 것은...주판이 발명되고나서부터. 기본적인 형태의 주판의 기원은, 고고학자가 확인 가능했었던 기원전 2700년 메소포타미아까지 거슬러 올라간다. 


- Antikythiron 섬의 기계



이 작은 아날로그 컴퓨터는, 안티키티리온(Antikythiron) 섬 앞바다에서 침몰 한 그리스 선박에서 발견된 것이다. 천체의 위치와 태양과 달의 월식을 예측하는 기계로 고대 올림픽의 기일도 계산할 수 있었다.


Antikythiron 기계는 기원전 250년 경에 만들어진 것으로 생각되고 있다. 현재 알고있는 범위에서는 14세기 천문 시계가 발명 될 때까지 이렇게 복잡한 기계는 없었다.


- Napier's(네이피어) bones



봉을 사용한 이 계산기는, 스코틀랜드의 수학자로 물리학자 인 존 네이피어가 1617년에 발명했다. Napier's(네이피어) bones는 멋진 계산기로, 가감승제뿐만 아니라 제곱근풀이도 가능했다. 네이피어는 불행하게도, 이 계산기를 발표한 해에 사망했기 때문에, 자신의 발명이 수년게 걸쳐 사용되는 모습은 볼 수 없었다.


- 파스칼의 계산기



블레즈 파스칼은 1642년, 19세 때 파스칼의 계산기를 만들었다. 이 발명은, 징세관이었던 아버지의 일을 줄이고 싶다는 생각에서 탄생했다. 파스칼의 계산기는 역사상 처음으로 캐리를 자동 제어하는 구조를 탑재하고 있어, 사용하는 사람이 1을 더하는 것을 잊지 않게 됨으로 실수가 발생할 수 없게 되었다.


파스칼은 이 계산기의 설계에 관해 프랑스 국왕으로부터 왕실 특권을 가지고 있는 프랑스에서 단 1명, 기계식 계산기의 설계및 제조를 허가 받았다. 파스칼이 계산기를 상품화하려고 했지만, 5년간 20대 정도 밖에 팔리지 않아, 결국 수학에 대한 흥미를 잃었고 철학쪽으로 심취해 나갔다.


- 尺規(척규)



군대 계산기로 알려진 尺規는, 두 개의 자를 경첩으로 연결 한 유일한 기계이다. 열고 닫을 수 있으며, 여러 종류의 눈금을 붙일 수 있다. 이것을 사용하는 것으로, 당시의 대부분의 다양한 수학 연산을 수행 할 수 있었다고.


尺規는 여러 수학자에 의한 발명품 일 가능성이 높지만, 일반적으로 갈릴레오 갈릴레이의 공적으로 되어있다. 만드는 것도 쉬웠기 때문에 전성기에 널리 사용되었다. 용도는 건축, 포술 시점의 결정, 측량, 심지어 음악에도 사용되었다는.


- 해석 기관



찰스 배비지의 해석 기관은, 유일한 이론적인 기계이며, 완성된 것은 아니다. 이론적으로는 아주 훌륭했지만, 만약 무사히 완성되었다면 세계 역사상 처음으로 튜링을 달성했을 것이다.




이 분석 기관은 조건부로 반복에 대응, 메모리 내장 연산 논리 회로의 탑재를 염두에 두고 설계되었다. 펀치 카드를 사용하여 프로그램의 입력과 데이터의 저장(최대 약 16k 바이트)이 가능했지만, 배비지와 수석 엔지니어가 끊임없이 대립하고 있었기 때문에, 영국 정부는 1830년대 후반에 자금 지원을 중단했다.


- 액티 그래프



액티 그래프는 현대의 노출계(露出計) 연결 기술로, 사용하는 목적은 노출계와 마찬가지로 촬영 된 사진의 품질을 향상시키는 것이었다. 전자 노출계와 달리 계산자에 가까운 기계이다.


- 미분 해석기



이 기계의 용도는 물론 미분 방정식을 푸는 기계. 구체적으로는 공과 원반을 사용하여 적분을 수행하고 미분 방정식을 풀었다. 미분 해석기는 전자 컴퓨터에 이해 대체 될 때까지 폭넓게 사용되었다.


- Z1



Z1은 프로그래밍을 토대로 부울 논리와 부동 소수점 숫자를 사용하는 세계 최초의 컴퓨터였다. 불행히도, 제2차 세계 대전의 베를린 공습 때 파괴되어 버려, 생산 계획도 좌절되어버렸다.


- 리머 체(sieve)



1936년 캘리포니아 버클리 대학의 데릭 노먼 리머 교수는, 아들의 힘을 빌려 두 숫자를 나누기 했을 때의 나머지를 산출하는 기계를 만들었다. 체(sieve)라고 불리는 이 기계는 당초 자전거 체인을 사용하여 만들어졌다. 


- 암호화 계산자



"Aristo 90197"의 외형과 구조는 보통 계산자를 닮았지만, 이 암호 계산자에는 아무것도 적혀 있지 않다. 따라서 암호화 분석자에게 최적의 도구였다. 암호화 계산자에 문자를 쓰고, 슬라이드 시키면 암호를 변경할 수 있다.


Aristo는 제2차 세계 대전과 냉전 시대, 암호 분석가 훈련에 널리 사용되었다. 대체나 전치 등 초보적인 암호화 기능을 손쉽게 이용할 수 있었기 때문에 국가 기밀의 보호와 암호문의 전송에 필수적인 도구가 되었다.


- MONIAC



Terry Pratchett 씨의 팬이라면 MONIAC을 본 기억이 있겠지만, "Making Money"를 읽은 적이 없는 사람에게는 환상의 세계에서 나온 것 같은 기계이다. MONIAC은 1949년 뉴질랜드의 경제학자가 설계했다. 펌프에 의해 탱크 사이를 이동하는 물을 사용하여 영국의 경제를 시뮬레이션.


탱크에는 자금, 건강, 교육 등 경제의 거의 모든 구성 요소의 이름을 붙일 수 있다. 물은 펌프에 의해 다른 장소로 옮겨진다. 줄어든 물은 수출, 늘어난 물은 수입을 나타내 물의 이동에 의해 투자를 시뮬레이션 했다.


- Chadwick Magic Brain



Chadwick Magic Brain은, 전자 기기가 등장하기 전에 소비자 계산기의 좋은 예이다. 스타일러스를 사용하여 가감승제를 행한 순수한 기계식 계산기이다.


계산하는 숫자 옆의 홈에 스타일러스를 넣고나서, 위 아래로 이동시키고, 그 숫자를 계산기에 추가한다. Chadwick Magic Brain은 너무 간편하고 사용하기 쉬웠고, 놀라울 정도로 쌌다. 1962년 당시의 가격은 0.98 달러였다. 2016년 가치로 환산하면 8 달러 미만.


- Curta 계산기



Curta를 보면 떠오르는 것이 후추 빻는 기계 또는 카메라 용품 중 하나. "계산기"라는 느낌은 없지만, 진짜 계산기이다. 본체 측면의 슬라이드를 사용하여 숫자를 입력하고 상단의 레버를 돌려 사칙 연산을 수행.


- KL-1



KL-1은 구소련에서 설계된 계산기. 실제로는 단순한 계산자이지만, 둥근 모양으로 회중 시계만큼의 크기이다. 문자판과 바늘을 슬라이드 시키는 것으로 곱셈과 나눗셈등 다양한 삼각 함수를 계산.