Calculatrice

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Page d'aide sur l'homonymie Ne doit pas être confondu avec Calculatrice programmable ou Ordinateur.

Une calculatrice, ou calculatrice électronique, ou calculette (terme souvent considéré comme péjoratif par les fabricants), est une machine conçue pour simplifier, et fiabiliser, des opérations de calculs. D'abord mécanique, puis électromécanique, la machine à calculer est devenue électronique dans les années 1960, avec l'introduction de la première machine à calculer électronique en 1961, suivi d'une miniaturisation accélérée des circuits intégrés.

Les machines les plus simples, se limitent aux quatre opérations arithmétiques usuelles, tandis que les calculatrices programmables les plus sophistiquées disposent d'une expressivité équivalente aux ordinateurs (voir Machine de Turing et Turing-complet).

Les calculatrices mécaniques[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Calculatrice mécanique.

Bien qu'il n'y ait pas, à proprement parler, de filiation technologique entre les calculatrices mécaniques et les calculatrices électroniques, il n'est pas inutile d'évoquer ici les outils utilisés pour le calcul avant l'arrivée des calculatrices, ni de rappeler que cette arrivée sur le marché a stoppé net la fabrication des calculatrices mécaniques et électromécaniques ainsi que des instruments comme la règle à calcul.

En 1645, la première machine à calculer, introduite au grand public, la Pascaline, fait son apparition pour les additions et soustractions. Inventée par Blaise Pascal, elle lance le développement des machines à calculer.

En 1673, Leibniz présente une machine à multiplier où une partie mobile se décale à chaque fois d'un cran vers la gauche (comme pour une multiplication à la main).

En 1820, Thomas de Colmar invente la première machine à calculer industrielle, l'Arithmomètre, et la commercialise en 1851. Le calcul des racines carrées figure dans son mode d'emploi.

En 1843, le suédois Georg Scheutz fait fonctionner sa propre « machine à différence »[réf. nécessaire].

Vers 1850, l'anglais Charles Babbage conçoit la Difference engine, prévue pour calculer des fonctions polynomiales et tabuler les résultats[1]. Toutefois, cette machine n'a pu être construite à l'époque en raison de problèmes financiers. Cependant, entre 1990 et la fin des années 2000[2] le Science Museum de Londres a construit deux exemplaires complètement fonctionnels de cette machine.

Entre 1820 et 1940, des milliers de brevets[3] sont pris pour des machines mécaniques, actionnées manuellement ou grâce à un moteur électrique.

Vers 1901, les premières machines à dix touches font leur apparition aux États-Unis.

En 1948, est introduite la Curta (machine à calculer portative ayant l'ergonomie d'un moulin à poivre, et une manivelle de moulin à café) capable d'effectuer les quatre opérations de base[4] et les racines carrées.

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Machine à calculer électromécaniques[modifier | modifier le code]

Le principal progrès de l’électricité a été de remplacer la « manivelle » des machines à calculer « à curseurs » par un moteur électrique. Ce moteur permettait de rendre les calculs moins pénibles et plus rapides. Contrairement aux machines à curseurs, elles imprimaient leurs calculs. Les calculatrices imprimantes étaient d'abord limitées aux additions et aux soustractions (d'où leur nom d'« additionneuses »), puis les premières « multiplicatrices » apparurent au début des années 1960. À cette époque (1963-1964), seuls les constructeurs Olivetti avec sa Divisumma 24 et Remington avec sa Pringtime, avaient mis sur le marché une « 4 opérations imprimante ».

Les calculatrices électroniques[modifier | modifier le code]

La calculatrice électronique ne descend pas des calculatrices mécaniques, mais bien des premiers ordinateurs. Les calculs y sont exécutés en binaire, sans l'intervention du moindre engrenage. Le chemin de la miniaturisation durera près de 20 ans avant que la calculatrice ne détrône, au milieu des années 1970, les machines mécaniques et les règles à calcul omniprésentes.

Les premières calculatrices électroniques[5] ont d'abord été de bureau à cause de leur poids, de leur taille et de la nécessité de les alimenter sur le secteur. Leur affichage était fréquemment réalisé avec des tubes Nixie.

Histoire[modifier | modifier le code]

En 1961, ANITA Mark VII et Mark VIII sont les premières calculatrices électroniques destinées au grand public,[réf. nécessaire] composées de tubes à vide pour l'électronique et de Tube Nixie pour l'affichage.

Les premières calculatrices « grand public » sont apparues ensuite lorsque la miniaturisation des composants (avec en particulier les premiers circuits intégrés) et la baisse de leur coût ont permis de fabriquer des machines à calculer de petite taille alimentées par des piles ordinaires ou des batteries rechargeables.

En 1967, la société américaine Texas Instruments crée un premier prototype et en dépose le brevet.[réf. nécessaire]

En janvier 1971, la première véritable calculatrice de poche et électronique, avec un écran DEL est la LE-120A de Busicom[6].

En septembre 1971, la première calculatrice électronique ayant été mise sur le marché français est ICC-804D de Sanyo[7].

Plusieurs inventent les premières calculatrices de poche avec :

Affichage[modifier | modifier le code]

L'affichage des résultats de calculs des premières calculatrices se faisait successivement au moyen de :

  1. autant de tubes Nixie que de chiffres à afficher[8] ;
  2. autant d'afficheurs à sept segments que de chiffres à afficher et constitués de diodes électroluminescentes d'abord rouges puis de diverses couleurs ;
  3. un écran à cristaux liquides capable de visualiser d'abord uniquement des chiffres puis tout type de caractères, d'abord en noir et blanc[9] puis en couleur.

Opérations[modifier | modifier le code]

Les machines effectuaient les quatre opérations arithmétiques. La grande différence de ces machines électroniques avec les machines mécaniques ou électromécaniques est l’exécution des opérations en silence et instantanément. Il fallait plusieurs secondes pour une multiplication et 10 à 20 minutes pour une division avec la très performante Olivetti Divi24 électromécanique. Peu de temps après, quelques-unes surent effectuer des racines carrées. D'abord de bureau, avec ou sans mémoire(s) elles sont de taille importante ; au moins 30×30 cm environ (Casio, Friden, Sharp, Adler…) et équipées de tubes Nixie (12, 14 voire 16 tubes).

Miniaturisation[modifier | modifier le code]

Dans les années 1970, elles se miniaturisent pour devenir portables grâce à l'affichage à sept segments (généralement des diodes) puis très vite, elles deviennent de poche (Sanyo, Canon, Adler…) grâce à l'utilisation de piles ou d'accumulateurs d’électricité et un écran à cristaux liquides.

Une autre avancée fut l'apparition du bloc d'impression Seiko qui équipera très longtemps la plupart des calculatrices électroniques de bureau[réf. nécessaire].

Dès qu'elles respectèrent les priorités entre opérations et que les fonctions trigonométriques apparurent, on parla de calculatrices scientifiques (par exemple Hewlett-Packard avec la HP-35 sortie en 1972).

De nos jours, les calculatrices graphiques disponibles au public sont parmi les plus performantes. Permettant d'afficher la représentation graphique d'une fonction, elles sont notamment produites par Texas Instruments, Casio, Hewlett-Packard et dans une moindre mesure par Sharp ou Brother.

Calculatrices scientifiques[modifier | modifier le code]

Dès le milieu des années 1960, Hewlett-Packard optant pour la notation polonaise inverse[10] produit les calculatrices de bureau, de la série HP-98XX, dont l'efficacité et la précision dépassent sensiblement celles des autres marques. Dès l'introduction de sa première calculatrice de poche en 1972, la HP-35 (qui doit son nom au nombre de touches), la firme Hewlett-Packard s'impose dans la communauté scientifique et chez les étudiants.

En 1977, Texas Instruments produit la calculatrice scientifique TI-57 avec des fonctionnalités similaires à celles d'HP.

Prix[modifier | modifier le code]

Le prix des calculatrices basiques est aujourd'hui très faible (moins d'une heure de travail), mais il n'en a pas toujours été ainsi. Pour l'anecdote, au début des années 1970, les premières calculatrices scientifiques de poche HP-35 coûtaient à peu près la moitié du salaire mensuel d'un enseignant. Il était donc hors de question de les mettre sans protection à disposition d'un public d'étudiants, c'est pourquoi HP vendait également un « socle » destiné à recevoir ces machines[11]. Les calculatrices ne supplantèrent la règle à calcul qu'au milieu des années 1970.

Évolution[modifier | modifier le code]

On distingue les calculatrices simples « quatre opérations », les calculatrices financières, les calculatrices scientifiques, graphiques ou non, et les calculatrices formelles.

Les évolutions postérieures furent les suivantes :

  1. une ou plusieurs mémoires pour stocker les résultats intermédiaires
  2. mémoire active (M+, M-)
  3. mémoires statistiques (somme des x, somme des x², nombre de valeurs)
  4. puis, parallèlement :
  5. programmation (au début, quelques pas de programme, dans un langage de bas niveau)
  6. écrans mode texte puis graphique, puis couleur
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Une fonction calculatrice est également incluse dans les ordinateurs de bureau, portables ou non, dans tous les systèmes d'exploitation grand public, dans les assistants personnels et dans la quasi-totalité des téléphones mobiles actuels.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Difference machine sur le site Wikipedia UK
  2. Science Museum de Londres Babbage's Difference Engine No 2, 2000 Sur le site sciencemuseum.
  3. Les brevets manuscrits de 1820 à 1900, site web de l'ANCMECA
  4. Addition, soustraction, multiplication et division.
  5. Avec une électronique à tube dans un premier temps.
  6. vintage calculators, sur le site vintagecalculators.com
  7. Noël Jouenne, Les calculatrices de poche, sur HAL
  8. Une tube Nixie, ne pouvant afficher qu'un seul caractère, voir l'article correspondant pour plus de détail
  9. ou plutôt vert et blanc
  10. Hewlett-Packard avait opté pour la très originale notation polonaise inverse, économique en nombre de saisies, mais très abstraite pour le grand public qui est plus habitué à taper 1, +, 3, = que 1, 3 ,+.
  11. En l'occurrence une monumentale gueuse de fonte de 10 kg dotée d'un alvéole dans laquelle la machine était maintenue par de robustes fixations.
  12. exemple : Electro-Calcul 80 D1, Dual power/solar and Battery Backup; affichage LCD
  13. Elle permet les quatre opérations, plus des calculs courants (pourcentage, racine carrée).

Annexes[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]