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물건을 딱 하나만 가지고 여행을 떠나야 한다면 여러분은 무엇을 들고 갈건가요? 저라면 망설임 없이 스마트폰을 선택할 거예요. 스마트폰 하나면 검색부터 예약, 결제까지 모든 걸 할 수 있잖아요. 컴퓨터 덕분인데요, 그거 아나요? 컴퓨터의 원조가 바로 계산기예요. 이번 호에서는 사칙연산뿐만 아니라 거듭제곱과 삼각함수도 되는 공학용 계산기를 만들면서 계산기의 역사도 함께 살펴볼 거예요.


컴퓨터 발명으로 이어진 계산기 개발
지금으로부터 400년 전 천문학자와 수학자는 계산기가 없어 큰 수를 계산하는 데 애를 먹었어요. 기껏 며칠 동안 열심히 계산했는데, 한순간의 실수로 틀린 답을 내는 경우가 빈번했거든요.

1623년 독일의 천문학자 빌헬름 시카르트는 이 문제를 해결하고자 나무 톱니바퀴로 움직이는 기계식 계산기를 발명했어요. 태엽으로 톱니바퀴를 돌려 수를 계산하는 방식이에요. 20년 뒤 프랑스의 수학자 블레이즈 파스칼은 덧셈과 뺄셈이 가능한 금속 계산기를 만들었어요. 톱니바퀴 8개가 서로 맞물려 돌아가는 형태로, 톱니바퀴 각각은 각 자리의 수를 계산했어요.하지만 이들 계산기 모두는 삼각함수나 로그함수와 같은 계산은 할 수가 없어 천문학자나 수학자에게 큰 도움이 되지 못했어요. 또 구조가 복잡하고 고장이 잦았어요. 그러던 1822년 영국 수학자 찰스 배비지가 이런 기계식 계산기의 단점을 극복한 ‘차분기관’의 설계도를 발표했어요. 삼각함수는 물론 미분 계산도 할 수 있었고, 계산과 동시에 검산도 가능했어요. 배비지의 획기적인 아이디어에 영국 정부는 막대한 자금을 지원했어요. 그러나 당시 기술 수준으로는 정교한 계산기를 만들기가 어려웠어요. 20년 동안 애를 썼지만, 차분기관의 일부만 만드는 데 만족해야 했어요.

배비지는 차분기관을 만들면서 이보다 더 우수한 성능의 계산기를 떠올렸어요. 바로 ‘해석기관’이에요. 1분에 60회라는 빠른 속도로 계산하고, 계산이 끝나면 저절로 결과를 저장하고 출력해 줘요. 잘못된 공식이 들어오면 큰 소리로 벨을 울려요.

자료를 입력받아 계산, 저장, 출력하는 방식이 컴퓨터와 꼭 닮았죠? 해석기관은 컴퓨터의 기본적인 요소를 모두 갖추고 있었어요. 그래서 찰스 배비지를 ‘컴퓨터의 아버지’라고 불러요. 하지만 안타깝게도 해석기관 역시 설계도대로 완성하지 못했어요. 만약 완성했다면 해석기관이 최초의 컴퓨터가 됐을 거예요.