Histoire des machines
La machine de Leibniz
Machine de Leibniz (copie)
En 1672, lors d’un voyage à Paris, Leibniz découvre la pascaline, calculateur mécanique pouvant faire les additions et soustractions. Il conçoit alors l’idée d’une machine pouvant également réaliser les multiplications et divisions. On pense que deux machines seulement ont été construites à l’époque de Leibniz, l’une entre 1686 et 1694, l’autre entre 1690 et 1720. Cette dernière a survécu et se trouve à la Niedersächsische Landesbibliothek à Hanovre. Des répliques fonctionnelles en ont été réalisées (ci contre, copie conservée au Technische Sammlungen Museum à Dresde). La complexité du mécanisme était à la limite des capacités de réalisation mécanique de l’époque.
La machine de Leibniz, et en particulier le mécanisme du cylindre, est la source principale d’inspiration pour les calculatrices numériques ultérieures. On pense néanmoins que le principe du cylindre a pu être redécouvert indépendamment par certains inventeurs.
L'élément central de la machine est le cylindre de Leibniz (photo ci-contre). Un tour de cylindre (actionné par la manivelle centrale) ajoute à un totalisateur le nombre d'unités spécifié par la position du cylindre, elle-même déterminée par celle d’un inscripteur à cadran. Le nombre d’inscripteurs et de cylindres (8 sur la machine présentée) est le nombre maximal de chiffres du multiplicande. Pour faire une multiplication, on affiche le multiplicande sur les inscripteurs (fixant ainsi la position des cylindres) et on fait autant de tours de manivelle que d’unités du multiplicateur (la manivelle entraînant tous les cylindres). Puis on décale le bloc mobile portant l'ensemble des cylindres d’une position vers la gauche (manivelle de gauche) et on recommence avec le chiffre des dizaines, et ainsi de suite. Le totalisateur enregistre le résultat final. Ce mode opératoire reflète exactement le procédé de multiplication à la main.
Une faiblesse de la machine de Leibniz est le traitement de la retenue, principale difficulté de la conception d’un calculateur mécanique. La propagation de la retenue au delà d’une position nécessite l’intervention manuelle de l’opérateur, qui est averti par un indicateur (les plaquettes sombres en forme de pentagone, partiellement visibles en haut sur la photo de la machine).