Marchant Silent Speed 8D

Už to tak je na světě zařízeno, že firmy které úspěšně podnikají v matematických oborech přitahuje název začínající na M. Na poli software to je známá trojice Maple, Mathematica a Matlab. K tomu méně výrazní hráči jako Magma, Maxima, MuPad. Nejinak tomu bylo na hardwarovém poli. Zde je silnou čtyřkou Mercedes, Monroe, MADAS a Marchant. S firmami Mercedes, Monroe a MADAS jsme se již seznámili dříve, v tomto článku je na řadě Marchant.

 

První Marchanty

Firmu Marchant založili bratři Marchantové, Rodney a Alfred. Svůj první kalkulátor představili v roce 1910. Tento kalkulátor byl bohužel zdrojem patentových sporů, neboť bratři Marchantové nerespektovali dostatečně patentová práva dalších osob. Záchranu přinesl švédský inženýr Carl Friden, který do firmy nastoupil jako šéfkonstruktér a použil zde vlastní mechanismus pro elektrické i mechanické kalkulátory (okolo roku 1920). Carl Friden také podstatně snížil složitost kalkulátoru. Redukoval počet součástek o celou jednu třetinu a tím zvýšil spolehlivost. Cesty Carla Fridena a bratří Marchantů se později rozešly (během hospodářské krize v roce 1934) a Carl Friden si založil vlastní firmu. Ta byla velice úspěšná, mimo jiné expandovala do Evropy a má na svém zářezu i světový unikát: pouze firma Friden dokázala sestrojit mechanický kalkulátor, který automaticky a stiskem jednoho tlačítka vypočítal druhou odmocninu. Kalkulátory Friden byly vždy na špici vývoje a přes inovace a přidávání dalších funkcí si udržely svou vnitřní "jednoduchost" (míněno ovšem relativně ve srovnání s ostatními výrobci mechanických kalkulátorů). Historie firmy Friden je velmi zajímavá, vraťme se ale k Marchantům.

Silent speed

Firma Marchant se vydala jiným směrem než Friden, a to navyšováním výkonu kalkulátoru. Šéfkonstruktérem se stal Harold T. Avery (od roku 1929 až do jeho odchodu do důchodu v roce 1958), který kladl důraz na rychlost. A to bez ohledu na vnitřní složitost. Výsledkem byl unikátní mechanismus, kterým se Marchant výrazně odlišil od konkurence.

Avery představil v roce 1933 revoluční kalkulátor Silent Speed. Jak napovídá název, kalkulátor byl o poznání tišší a rychlejší než konkurenční výrobky. Silent Speed používal mechanismus proměnných převodů, kterými byly napojeny cifry displeje na motor a planetární převod, který přenášel pohyb každého kolečka v ciferníku na sousední kolečko vlevo s poměrem 1:10. Pokud byly na klávesnici vedle sebe stisknuty cifry 2, 8 a 1, každá cifra měla zařazen vlastní převod. Například na pozici, kde bylo číslo 8 se ozubená kola pohánějící registr otáčela čtyřnásobnou rychlostí ve srovnání s pozicí kdy byla stisknuta dvojka a osminásobnou rychlostí ve srovnání s pozicí, kde byla stisknuta jednička. To se bavíme o rychlostech, které se přenáší z motorové jednotky do hlavního registru. Tato rychlost není přímo předávána kolečkám s ciframi, ale k této rychlosti je pomocí planetárního převodu přidávána desetina rychlosti sousedního kolečka vpravo. Pokud tedy přičítáme číslo 281 a jako základní rychlost bereme otáčení ciferníku zcela vpravo (s jedničkou), potom ciferník na pozici kde přičítáme osmičku se otáčí 8.1-krát rychleji a na pozici kde přičítáme dvojku 2.81-krát rychleji. Dochází tak plynule k přechodu přes desítku již během výpočtu. Pokud se kolečko otočí o celou otáčku (devítka přejde na desítku), sousední kolečko vlevo se otočí vlivem tohoto pohybu o desetinu otáčky, tj. o jednu cifru, přesně jako to funguje při sčítání přes desítku.

Různou rychlost koleček přičítajících různé hodnoty již známe z kalkulátoru Mercedes Euklid. Je tu však rozdíl: u Mercedesu se po jedné otočce pohyb cifer zastavil, aby se ozubené tyče způsobující pohyb vrátily na své výchozí místo a na těch pozicích, za kterými se devítka přetočila přes desítku, došlo k posunu o jednotku. U ostatních kalkulátorů (typu Diehl, MADAS, Hamann, Monroe apod) sice odpadala fáze navracení tyčí, ale všechna kolečka ciferníku se točila stejně rychle, zastavovala se postupně a ani zde se přechod přes desítku nedal realizovat bez předchozího úplného zastavení všech koleček. Násobení číslem 4 tedy byla vždy série čtyř rozběhnutí a zastavení mechanismu. To se neobjede bez hluku a cvakání táhel a vaček uvnitř stroje, bez opotřebení těchto součástek a nemůže to probíhat příliš velkou rychlostí. Averyho kalkulátor popsanými neduhy netrpěl. Protože díky planetárním převodům, probíhal přechod přes desítku průběžně, nebylo nutné při násobení nebo dělení opakovaně zastavovat a rozbíhat kolečka ciferníku. Planetární převody zajistily, že desetina otáček každého kolečka se už během výpočtu přičítala k sousedovi nalevo (na vyšší pozici).

Jak jsme psali, výhodou použití planetárních převodů bez opakovaných cyklů zastavení a spuštění bylo dosažení nižší hlučnosti a možnost práce na vyšší otáčky. Nevýhodou byl obrovský nárůst složitosti (viz dokumentace na webu Johna Wolffa) a nutnost použití dalšího mechanismu, který zajistí správné zobrazení cifer po dokončení výpočtu. Například při zobrazení čísla 28 je zcela vpravo na ciferníku osmička a od ní nalevo dvojka posunutá o 0.8 pozice příslušné jedné cifře. Uživatel tedy vidí skoro trojku, což je nutné po dokončení výpočtu opravit a cifry zarovnat zaokrouhlením dolů. Toto zaokrouhlení je nutno zrušit před spuštěním dalšího výpočtu. Bohužel komplikovaný mechanismus hlavního registru a počítadla otáček s jemnými převody po letech zpravidla nepracuje zcela bez chyb a po rozebrání není snadné jej správně sestavit. Proto se dnes setkáváme většinou s Marchanty, které mají cifry na cifernících různě poházené nebo vůbec nezobrazují správné hodnoty. To je daň za složitost, díky které byly Marchanty zdaleka nejrychlejší stroje své kategorie.

Prediktivní dělení

Další nárůst rychlosti byl v predikci při dělení. Připomeňme, že dělení na mechanických kalkulátorech probíhalo postupným odečítáním dělitele od dělence. V případě, že došlo k posunu do záporných čísel, operace se vrátila přičtením a pokračovalo se v opakovaném odečítání na vedlejší pozici. Marchant obsahoval mechanismus, který porovnával první cifru v hlavním registru s první cifrou čísla na klávesnici. Pokud byla cifra na klávesnici větší, byla při troše štěstí detekována situace, že je možné přejít na další pozici. Pokud detekce selhala, došlo před posunem registru ke "zbytečnému" odečtení a přičtení, jak jej známe od kalkulátorů ostatních výrobců.

Dělení bylo možné zastavit tlačítkem Stop. První stisk tlačítka nechal doběhnout výpočet na právě zpracovávaném místě poté bylo dělení přerušeno. Druhý stisk tlačítka Stop zastavil dělení okamžitě.

Méně obvyklou funkcí bylo automatické vynulování registru, ve kterém se formuje podíl. Proto uživatel nemusel dávat pozor na to, aby registr před výpočtem vynuloval. (Většinou totiž registr obsahuje jedničku vniklou při přenosu děleného čísla z klávesnice do registru.) Nevýhodou bylo, že nebylo možno sečítat řadu podílů.

Některé modely obsahovaly páčku pro nastavení, zda po dokončení automatického dělení má zůstat zobrazen zbytek po dělení, nebo zda má být automaticky vynulován.

Další funkce modelu Marchant 8D

Násobení

Model Silent Speed má tlačítka pro násobení a zkrácené násobení, což neznalé obdivovatele vede k myšlence, že kalkulátor automaticky násobil. Není tomu tak. Tlačítko pro násobení není nic jiného než tlačítko pro opakované přičítání. Při stisku tlačítka plus se hodnota z klávesnice přičetla jednou k hodnotě v hlavním registru, počítadlo operací se zvětšilo o jedničku a vynulovala se klávesnice. Při stisku násobení se přičítalo tak dlouho, jak dlouho uživatel držel stisknuté tlačítko a po uvolnění se klávesnice nevynulovala. Tlačítko pro zkrácené násobení podobným způsobem modifikovalo funkci tlačítka pro operaci odečítání.

Cachováni vstupu

Klasický mechanický kalkulátor obsahuje zámky, které nedovolí stisk tlačítka před dokončením právě probíhající operace. A to někdy zdržovalo. Kalkulátory Marchant se chovaly jinak. Po spuštění operace došlo k přenosu hodnoty z klávesnice do speciálního registru a k uvolnění klávesnice. Poté byla spuštěna požadovaná operace. Protože klávesnice byla již uvolněna, operátor mohl zadávat další hodnotu.

Těžko říci, zda hlavní motivací této funkce bylo uvolnění klávesnice pro operátora, nebo zda hlavní motivací byla skutečnost, že použití dodatečného mechanismu nevyžadovalo tolik síly při stisku tlačítek. Jisté je, že například operace přičtení proběhla tak rychle, že operátor by musel být vskutku velice rychlý aby jej limitovala zablokovaná klávesnice. Bohužel už dnes asi nenajdeme člověka, který na těchto strojích pracoval a mohl by nám o tom vyprávět. Ať je to tak či tak, řešeno dnešní terminologií tyto kalkulátory uměly cachovat vstup, což je velmi překvapivá funkce na 30. léta 20. století.

Ergonomie klávesnice

Vývoj kalkulátorů probíhal tak, že k základnímu modelu, který zpravidla uměl sčítat, odečítat a někdy dělit, byly přidávány další a další funkce. Pro pohodlí nebo zvýšení konkurenceschopnosti. Podle toho, kam byla zabudována táhla a vačky pro dodatečné funkce, byly na odpovídající místa umístěny i ovládací prvky. Proto většina kalkulátorů měla ovládací prvky rozházené po těle stroje. Nějaká tlačítka byla napravo od klávesnice, nějaká nalevo, občas něco různě někde na boku nebo vepředu. Každodenní uživatel si s takovými nástrahami snadno poradil, pro nováčky to však byl zmatek. Kalkulátory Marchant byly snad jediné, které měly všechny ovládací prvky umístěny pohromadě napravo od klávesnice. Dnes bychom řekli, že jsou umístěny ergonomicky. Těžko říci, zda to byla náhoda či záměr, každopádně tato vlastnost byla vždy zdůrazněna v reklamních materiálech.

Marchant a soumrak mechanických kalkulátorů

Na úspěch kalkulátorů Silent Speed sice firma již nenavázala dalším převratným vynálezem, i tak tato technologie s dalšími vylepšeními postačovala k tomu, aby se firma hřála dlouhodobě na top pozicích výrobců mechanických kalkulátorů. Slavný fyzik Richard Feynmann ve svých pamětech popisuje, že kalkulátory se používaly v Los Alamos při práci na projektu Manhatan (vývoj americké atomové bomby). Za zmínku jistě stojí ještě model DeciMagic, který automaticky pracoval s desetinnou čárkou. Tuto funkci neměl žádný jiný mechanický kalkulátor.

V průběhu dějin se firma Marchant spojila s řadou dalších slavných jmen. Nejprve v roce 1958 se známým výrobcem psacích strojů Smith-Corona a nové kalkulátory se vyráběly pod značkou SCM. V roce 1960 firma SCM také pohltila německou firmu Hamann-Rechenmaschinen. Tato firma se oddělila od koncernu DeTeWe, a vyráběla kalkulátor Hamann 505. To však bylo již dlouho po smrti zakladatele firmy, geniálního vynálezce Christela Hamanna, který zemřel v roce 1948. V novinovém inzerátu 10. prosince 1961 firma Smith-Corona Marchant Inc. oznámila, že se stala výhradním distributorem kalkulátorů Diehl v severní Americe.

Firma Smith-Corona Marchant zachytila (mimo jiné i díky spolupráci s koncernem Diehl) nástup plně elektronických kalkulátorů a nepostihl ji osud firem, které se zánikem trhu mechanických kalkulátorů rychle zmizely z mapy světa. Ovšem jistě tušíte, že osud firmy vyrábějící psací stroje a kalkulačky nebyl po rozšíření levných japonských elektronických kalkulaček a po zavedení počítačů s textovými procesory do kanceláří firem procházka růžovým sadem.

Literatura:

1. Marchant History by Ernest E. Jorgenson
2. Velmi detailní popis kalkulátoru Marchant od Johna Wolffa
3. Obrázky kalkulátoru Marchant ADX, Wim Hasselo
4. Video funkčního kalkulátoru Marchant 10AFE a detailní fotografie , Tiny Henst
5. My Years with Marchant by Ernie Jorgenson
6. Marchants: Some Preliminary Remarks by Nicholas Bodley

---

Robert Mařík, září 2016