Идея создания программируемого калькулятора пришла в голову Уильяму Кану во время работы над проектом компьютера Datamatic H-800.
Расчёты приходилось вести на больших, шумных и медленных электромеханических калькуляторах, называемых иначе комптометрами. Выполняли комптометры только простейшие арифметические операции, и пользование ими отнимало у Кана массу времени. Между тем компьютер, расчёты для которого вёл Кан, смог бы выполнить программу, соответствующую этим расчётам, за считанные минуты. Именно тогда Уильяму Кану пришла в голову мысль самому реализовать упрощенную компьютерную логику и разместить её в корпусе, не превышающем размер ненавистного комптометра. Идеей дело не ограничилось. Вечерами инженер Кан увлечённо проектировал логические схемы нового электронного устройства своей мечты. За основу он взял резисторно-транзисторную логику (РТЛ) - крайне медленное, но зато дешёвое решение. Чтобы хоть как-то компенсировать низкое быстродействие узлов РТЛ, Кан вместо традиционной схемы вычислителя, основанной на двух регистрах для операндов и регистре для операции, разработал схему на основе стека, куда в порядке следования заносились вначале значения операндов и значение операции, которое и инициировало вычисление. Такая форма записи математических выражений известна как обратная польская запись.
Но если обратная польская запись удобна для реализации логики вычислителя, то для простого пользователя, знакомого с азами алгебры, она далеко не очевидна. Понимая это, Кан проектирует схему своего вычислителя так, чтобы пользователь мог вводить математические выражения для расчёта с учётом традиционной скобочной записи алгебраических выражений.
Уильям Кан завершает работу над схемотехникой будущего калькулятора параллельно с завершением проекта Datamatic H-800. Он увольняется из Datamatic и переходит работать в оборонную компанию Raytheon. Но связи с Datamatic не теряет.
Своей идеей Кан поделился со своим бывшим боссом - руководителем проекта Datamatic H-800 Роем Ричем. Толковый менеджер, Рич мгновенно оценивает коммерческую выгодность "баловства" Кана и предлагает ему помощь в продаже идеи. Третьим лицом, посвящённым в разработку калькулятора, становится коллега Кана по Raytheon, схемотехник Дэвид Шапиро.
Зимой 1962 года эта троица принимает авантюрное решение. Они срываются с насиженных в своих компаниях мест и складывают в общую кассу кровно заработанные восемнадцать тысяч долларов - финансовую основу проекта. Используя свои связи, Рой Рич находит несколько меценатов, готовых выступить инвесторами стартапа, пополнившими копилку проекта ещё пятьюдесятью четырьмя тысячами долларов. Рич регистрирует компанию Mathatronics, а Кан и Шапиро, арендовав пустующее помещение магазина в городке Уолтам, штат Массачусетс, оборудуют его под мастерскую и, засучив рукава, принимаются за сборку прототипа калькулятора, который получает имя Mathatron (имя придумала супруга Рича Маргарет). Цель спешки проста: показать инвесторам, что деньги вложены не в мыльный пузырь.
Спустя символичные девять месяцев Рич собирает инвесторов, которым демонстрируется работающий вариант Mathatron, вполне пригодный для промышленного производства.
Mathatron 4-24
Инвесторы видят во всех смыслах необычное устройство. Пользователь с помощью одной клавиатуры может вводить цифры, с помощью другой - выбирать арифметические действия, включая скобочные операции, возведение в степень и извлечение квадратного корня. Специальный регулятор позволяет выбрать один из нескольких режимов работы. Основным из них является "learn mode" - режим обучения, в котором калькулятор запоминает вводимую пользователем последовательность операций и может многократно воспроизводить её.
Клавиатура Mathatron 4-24. В красном поле клавиши выбора арифметических операций. Сверху регулятор режимов работы
Прототип имеет четыре регистра и способен запоминать двадцать четыре действия. Регистры были десятичные с возможностью ввода чисел с плавающей точкой. Кроме этого, Mathatron мог работать с двухзначной десятичной экспонентой в диапазоне значений от -42 до +58.
Для постоянного хранения программ в прототипе Кана и Шапиро использовалась память на ферромагнитных кольцах. (37 дорожек по 20 колец в каждой. Итого 740 бит информации.)
Вычислял калькулятор не очень быстро - около ста операций в секунду. Особенно интересно был реализован механизм вывода результатов. В качестве устройства вывода инженеры приспособили печатающую часть телеграфного аппарата, выбивающую на ленте не только значение результата, но и последовательность вычислений. Позже такой вывод данных станет визитной карточкой устройств Mathatron.