Metode Numerice

Istoria sistemelor de calcul din antichitate până în secolul XX

Din cele mai îndepărtate timpuri, omul a căutat să folosească diverse dispozitive care să-l ajute în efectuarea calculelor analogice.

Primii algoritmi de rezolvare a problemelor ce implicau calcule numerice apar tot în Babilonul antic, în jurul anului 2000 ÎC. Pentru a simplifica aceste calcule, care oricum erau la un nivel foarte scăzut, se folosesc abace, cărora li se aduc diverse îmbunătăţiri în decursul istoriei. Matematica evoluează mult în următoarele milenii şi astfel apare nevoia dezvoltării de noi dispozitive ajutătoare, dintre care vom pomeni unul manual, inventat de celebrul matematician John Napier, sistem numit „Oasele lui Napier” (Napier’s Bones), capabil să execute toate cele patru operaţii primare: adunare, scădere, înmulţire (prin adunări repetate) şi împărţire (prin scăderi repetate).

Încă din secolul XV, Leonardo da Vinci a încercat să construiască un dispozitiv mecanic capabil să efectueze adunări şi scăderi. Ideea a fost îmbunătăţită de Blaise Pascal în 1642 (prin modelul Pascaline), care a încercat să pună în vânzare aceste maşinării, dar fără a avea vreun succes. La sfârşitul aceluiaşi secol, XVII, un german, matematicianul Gottfried Leibniz, a dezvoltat primul calculator mecanic capabil să efectueze înmulţiri cu numere de 5-12 cifre. Acesta folosea o nouă componentă, tamburul.

Începutul anilor 1800 aduc o revoluţie în domeniul calculatoarelor mecanice: apariţia cartelelor pontate, o dată cu sistemul dezvoltat de francezul Joseph-Marie Jaquard, un război de ţesut cu mai multe modele de produse, fiecare fiind stocat pe câte o astfel de cartelă din hârtie pontată. După câteva decenii, în jurul lui 1820, francezul Charles Xavier Thomas produce primul calculator ce putea efectua toate cele 4 operaţii de bază, numit Arithmometru. Acesta se baza pe teoriile lui Leibnitz dar folosea sistemul de role de hârtie pontată şi s-a bucurat de vânzări record, dominând piaţa americană şi europeană până la începutul secolului XX.

Un proiect foarte important apărut în jurul anilor 1830 a fost cel dezvoltat de un alt francez, mult mai celebru, Charles Babbage, care realizează  primul sistem de calcul numeric programabil din istorie. Acesta era cu adevărat unul inovator, utilizând un motor analitic (echipament pe care Babbage a încercat să-l dezvolte pentru a putea permite efectuarea de calcule logaritmice precise, bazat pe un proiect precedent tot al său, motorul diferenţial), şi semănând din multe puncte de vedere cu unele computere moderne. Acesta a fost proiectat până la cele mai mici detalii, dar nepus integral în practică. În anii 1990, specialiştii de la London Science Museum construiesc aceste sisteme, pe baza notelor lui Babbage, demonstrând că ideile sale revoluţionare erau funcţionale.