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El primer dispositivo mecánico dedicado al cálculo surgió a raíz del trabajo tedioso y rutinario que realizaban los astrónomos mientras rellenaban tablas interminables con las posiciones de los diferentes cuerpos celestes . Quienes se dedicaban a estas tareas ya estaban familiarizados con el uso de diversos instrumentos, como el astrolabio, empleado para la determinación de la longitud y la latitud de los astros, así como de la hora, entre otros usos. Para facilitar la realización de las operaciones que se llevaban a cabo manualmente también existían los ábacos y los "huesos de Napier" , un dispositivo creado por el matemático escocés John Napier a principios del siglo XVII. Pero todos exigían un dominio elemental del cálculo y una intervención continua de la persona que lo manejaba . Ninguno disponía de un mecanismo autónomo para resolver operaciones aritméticas.
Fue en 1623 cuando Wilhelm Schickard (1592-1635), un profesor de Lengua Hebrea y posteriormente de Astronomía en la Universidad de Tubinga (Alemania), propuso por primera vez ese mecanismo . Schickard era también un experimentado mecánico y grabador, destrezas que le permitieron idear el llamado reloj calculador, o Rechenuhr . Su diseño se conoció tan sólo en el siglo XX , cuando apareció casualmente, en la correspondencia del conocido astrónomo Johannes Kepler, un dibujo empleado por éste como separador en sus Tablas Rudolfinas (1627), su nuevo catálogo estelar. A partir de este esquema se ha intentado reconstruir y explicar el diseño y el funcionamiento de la propuesta de Schickard.
El diseño de la calculadora de Sickard se encontró en un dibujo entre la correspondencia de Johannes Kepler
Schickard y Kepler tenían intereses comunes , sobre todo los relativos a las técnicas de cálculo. Parece que éste fue uno de los temas de conversación cuando coincidieron en Alemania. Al separarse, Schickard se centró en el diseño de su reloj calculadora . En 1623 escribió entusiasmado una carta a Kepler en la que le decía: "Lo que has hecho por medio del cálculo yo lo he intentado por medio de la mecánica. He concebido una máquina consistente en una serie de once ruedas dentadas completas y seis incompletas. Realiza cálculos instantánea y automáticamente a partir de los números provistos, pudiendo sumar, restar, multiplicar y dividir" . En 1624, Schickard informaba de nuevo al astrónomo sobre los detalles de su invento y le enviaba algunos dibujos, de los que sólo se ha localizado el ya citado.
Ruedas y engranajes Según esos apuntes, el reloj calculadora estaba compuesta de dos partes . En la parte superior, mediante unas varillas que se movían horizontalmente, se reproducía el sistema de Napier para resolver las multiplicaciones, divisiones y raíces. En la parte inferior se alojaba el procedimiento ya completamente mecanizado por el que se solucionaban las cadenas de sumas y restas que se iban generando . Hay que tener en cuenta que con el método de Napier, si se multiplicaba un número por otro que contuviera tres cifras, se obtenían, una vez elegidas las varillas y leído los resultados, tres números cuya suma había que realizar por los procedimientos normales, sin ayuda. Esto es precisamente lo que el modelo de Schickard resolvía mecánicamente.
Básicamente, este procedimiento permitía disponer de un sistema para registrar "lo que se lleva" al realizar una suma. Usando diferentes ruedas y engranajes, cuando, por ejemplo, se sumaba 7 y 8, el resultado, que es 5 y 10, debía reflejarse con un 5 en la primera unidad y un 1 en la segunda unidad.
Así, cuando la primera rueda dentada daba una vuelta completa , pasaba de 0, 1, 2... a 0, la segunda (correspondiente a las decenas) daba un paso y se movía sólo un diente . El proceso se complicaba cuando se pasaba a las centenas, después a las unidades de millar, etc.
Según la correspondencia, Schickard construyó un modelo de prueba, pero éste se debió de perder en un incendio . Su apariencia sólo se ha conocido por una réplica llevada a cabo en 1960. Hasta 1642, cuando el filósofo y matemático Blaise Pascal diseñó y supervisó la elaboración de su "pascalina" , no se realizó la primera máquina de cálculo cuyo original se ha conservado . Aunque se crearon varios prototipos, no pasó de la fase de ensayo y autopromoción, pues el dispositivo sufría disfuncionalidades que la hacían inviable en la práctica . Estos intentos no fueron inútiles, sino contribuciones esenciales a las innovaciones tecnológicas. Con todo, hubo que esperar a 1851 para que Thomas de Colmar creara la primera calculadora con un uso práctico y diario .