فيلهلم شيكارد

في عامي 1623 و1624، وفي رسالتين أرسلهما إلى كيبلر ، وصف شيكارد تصميمه وبنائه لما أسماه "آلة حسابية" (arithmeticum organum) اخترعه، ^{[ 16 ]} والتي وُصفت لاحقًا باسم "ساعة حسابية" (Rechenuhr). صُممت الآلة للمساعدة في جميع العمليات الحسابية الأربع الأساسية (الجمع والطرح والضرب والقسمة). ومن بين استخداماتها، أشار شيكارد إلى أنها ستساعد في مهمة حساب الجداول الفلكية الشاقة. كانت الآلة قادرة على جمع وطرح أعداد مكونة من ستة أرقام، وتشير إلى تجاوز هذه السعة برنين جرس. وُضعت آلة الجمع في القاعدة أساسًا للمساعدة في مهمة جمع أو ضرب عددين متعددي الأرقام. ولتحقيق هذه الغاية، تم تركيب ترتيب مبتكر من عظام نابيير الدوارة عليها. كما احتوت على "سجل ذاكرة" إضافي لتسجيل العمليات الحسابية الوسيطة. على الرغم من أن شيكارد لاحظ أن آلة الجمع تعمل، إلا أن رسائله تشير إلى أنه طلب من صانع ساعات محترف يُدعى يوهان بفايستر بناء آلة كاملة. وللأسف، دُمرت الآلة في حريق إما قبل اكتمالها أو قبل تسليمها. تخلى شيكارد عن مشروعه بعد ذلك بوقت قصير. وفي عام 1635، فُني هو وعائلته بالكامل بسبب الطاعون الدبلي خلال حرب الثلاثين عامًا . ^{[ 17 ]}

استخدمت آلة شيكارد عجلات ساعة مُقوّاة، وبالتالي أثقل وزنًا، لحمايتها من التلف بفعل ضغط المُشغّل. يحتوي كل رقم على عجلة عرض، وعجلة إدخال، وعجلة وسيطة. أثناء عملية نقل الأرقام، تتعشق جميع هذه العجلات مع عجلات الرقم الذي يستقبل الرقم المُرحّل.

يُطلق على معهد علوم الكمبيوتر في جامعة توبنغن اسم معهد فيلهلم شيكارد للمعلوماتية تكريماً له.

لطالما كان هناك تساؤل حول من له الأولوية في اختراع الآلة الحاسبة الميكانيكية. كان تصميم شيكارد أقدم زمنيًا، لكنه لم يُستخدم قط، ويبدو أنه كان يعاني من عيوب تصميمية خطيرة. أما تصميم باسكال، فقد جاء لاحقًا بقليل، لكنه كان يعمل بكفاءة عالية. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

في عام 1718، نشر مايكل غوتليب هانش ، أحد أوائل كتّاب سيرة كبلر ، رسائل من شيكارد تصف آلة الحساب، كما ذُكرت أسبقيته في منشور عام 1899، وهو مجلة شتوتغارت للقياس . ^{[ 20 ]} في عام 1957، أعلن فرانز هامر ، أحد كتّاب سيرة كبلر، أن رسومات شيكارد لهذه الساعة الحاسبة غير المعروفة سابقًا سبقت عمل باسكال بعشرين عامًا.

قام برونو فون فرايتاغ-لورينغهوف ببناء نسخة طبق الأصل من آلة شيكارد في عام 1960، لكنه اضطر إلى تحسين تصميم آلية الحمل:

هذا الجهاز البسيط ظاهريًا يُشكّل في الواقع سلسلة من المشاكل لأي شخص يحاول بناء آلة جمع تعتمد على هذا المبدأ. تكمن المشكلة الرئيسية في أن السنّ الواحد يجب أن يدخل في أسنان العجلة الوسيطة، ويدورها 36 درجة (عُشر دورة)، ثم يخرج من بين الأسنان، كل ذلك بينما يدور هو نفسه 36 درجة فقط. يتمثل الحل الأبسط لهذه المشكلة في أن تكون العجلة الوسيطة، في الواقع، ترسين مختلفين، أحدهما بأسنان طويلة والآخر بأسنان قصيرة، بالإضافة إلى آلية توقف زنبركية (شبيهة بالمؤشر المستخدم في عجلة لعبة القمار المعروفة باسم "التاج والمرساة")، مما يسمح للتروس بالتوقف في مواقع محددة فقط. من غير المعروف ما إذا كان شيكارد قد استخدم هذه الآلية، لكنها تعمل بشكل جيد في النسخ التي صنعها فون فرايتاغ لورينغهوف .

كان اختراع باسكال مستقلاً على الأرجح، إذ "يكاد يكون من المؤكد أن باسكال لم يكن على علم بآلة شيكارد". ^{[ 21 ]} أدرك باسكال أن الترس ذو السن الواحد لن يكون كافياً إلا لنقل عدد قليل من المواضع. أما بالنسبة لعدد أكبر من المواضع، فإن القوة اللازمة لنقل المواضع الممتدة ستؤدي إلى تلف هذه التروس. ^{[ 7 ]}

كانت الآلتان مختلفتين جوهريًا، إذ صُممت آلة باسكال أساسًا للجمع، وللطرح أيضًا (باستخدام الأعداد المكملة ). قد تتعطل آلة الجمع في تصميم شيكارد في حالة نادرة تتطلب نقل عدد كبير جدًا من الأقراص، لكنها كانت قادرة على الطرح بسلاسة عن طريق عكس حركة أقراص الإدخال، وهو أمر غير ممكن في آلة باسكالين. (تُظهر التجارب على نماذج مُقلدة أنه في حالة حدوث عطل عند محاولة نقل عدد كبير جدًا من الأقراص، على سبيل المثال، يكون من الواضح للمشغل الذي يمكنه التدخل لمساعدة الآلة على إجراء عمليات النقل الإضافية. هذه الطريقة ليست بنفس كفاءة آلة باسكالين، لكنها ليست عيبًا جوهريًا). كما تتميز آلة الجمع في شيكارد بخاصية إصدار تنبيه صوتي عند تجاوز الناتج الحد الأقصى للأقراص المتاحة، وهي خاصية غير متوفرة في آلة باسكالين.

حاول باسكال إنشاء آلة جمع تعمل بسلاسة لاستخدامها من قبل والده في البداية، ولاحقًا لأغراض التسويق، بينما يبدو أن آلة الجمع في تصميم شيكارد قد تم إدخالها للمساعدة في الضرب (من خلال حساب المنتجات الجزئية باستخدام عظام نابيير، وهي عملية يمكن استخدامها أيضًا للمساعدة في القسمة).