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(一)手指、算筹与算盘 任何一项伟大的发明,都不会是凭空产生的。电子计算机也是如此。人类寻求高速计算工具的努力,可以追溯到遥远的古代。 人的手指是一种天然的计算工具,也是最古老的计算工具之一。远古时期,人借助扳著指头数的方法,不仅获得了许多数的概念,还大大提高了计算速度。 可是,人的双手要做很多的事情,不能老是用来记数,于是,小石子、贝壳、小木棍、绳结等等,都成了人类的计算工具。 在千百万次计算的实践中,我国古代人民发现,将小竹棍按一定的规则摆成各种形状,就能表示一切的自然数,能够很大的提高计算速度,于是又发明了算筹。算筹轻巧灵便,用它不仅可以进行加减乘除法运算,还能进行乘方、开方和其他代数运算,计算程序与现在算盘的运算,还能程序基本相同。它是我国古代人民一项极为出色的创造。 算筹也有不足之处。运算时需要经常改变它的形状,遇到很复杂的计算问题,常常是心算己经得出某一步骤的结果,而手中的算筹仍在慢慢摆放,给人一种得心不应手的感觉。所以,大约在15世纪,算筹就被更快速的计算工具算盘所取代了。 在世界各种古算盘中,我国的算盘是最先进的。它用竹签串联一粒粒算珠代替一根根零散的算筹,用快速的拨珠代替缓慢的〞运筹〞,因而既便于演算,又便于携带,算起来又快又准。尤其是通常的加减运算,用算盘甚至比用电子计算器算得还快! (二)机械计算机 算盘已经基本具备了现代计算机的主要结构特征。例如,拨动算盘珠,也就是向算盘输入数据,这时算盘起著〞存贮器〞的作用;运算时,珠算口诀起著〞运算指令〞的作用,而算盘则起著〞运算器〞的作用,.....当然,算盘珠毕竟要靠人手来拨动,其运算速远远比不上电子计算机,而且也根本谈不上〞自动运算〞。,因此人类便一直想发明一种「神奇的机器」,这个重担自然而然地落在数学家身上。像目前大多认为巴斯卡发明的齿轮式计算器是第一台计算器。 世界上现存最早的一台机械计算机,是1642年由法国数家巴斯卡发明的。这台能进行6位数加减法运算的机器问世之时,曾经轰动了整个欧洲,吸引了许多人前去参观。 帕斯卡计算机是一个不太大的黄铜盒子,里面并排装着一些齿轮。每个齿轮都可以记录0-9这10个数字,几个齿轮排成一行,相当于处在个位、十位、百位等数位的位置,当低位齿轮转动10圈时,高位齿轮刚好转动1圈,从而实现了自动进位。 1694年,德国数学家莱布尼兹更上一层楼,发明了世界上第一台能进行加减乘除法运算的机械计算机。 在数学史上,莱布尼兹还以发明现代电子计算机二进制概念而闻名,他最先提出了二进制的加、减、乘、除运算。当时,莱布尼兹正在研制乘法计算机,他反复试验了许多种方案,却总也提不高机器的运算速度。后来他发现,要提高速度,就必须采用一种适合机器运算的记数方法。可是,他苦苦思索了很长时间,也没有想出一个好主意来。一位在中国传教的友人,给他寄来了一幅太极八卦图。这幅古老而神奇的图案,引起了莱布尼兹极大的兴趣,触发了他的灵感。他发现,如果把图中〞连续的长划〞看作是1,把〞间断的短划〞看作是0,那么,用八卦就可以表示出从0到7的这8个整数。后来,他又作了进一步的研究,终于发明了二进制的记数方法。 原来,在电子计算机内部,是用电子器件的不同稳定状态来表示不同的数字符号。二进制中只有2个不同的数字,对于每一个数位,计算机只要准备一个具有两种不同稳定状态的器件就行了。例如,利用电路的〞开〞和〞关〞,电脉冲的〞有〞和〞无〞,都可以在机器中表示二进制数。如果采用其他的进位制,那么,对于每一个数位,计算机都得准备一个具有更多种不同稳定状态的器件,这样不仅会给计算机的设计制造增添麻烦,还会影响计算的精确性,降低运算速度。 莱布尼兹计算机是一个长100厘米、宽30厘米、高25厘米的盒子,里面用梯形轴齿轮结构代替了帕斯卡用铁钉制成的齿轮结构,从而利用齿数的变换,实现了乘除法运算。梯形轴齿轮是可变齿轮的前驱,莱布尼兹的这一发明,以后长期为各种机械计算机所采用。 (三)自动与电器计算机 世界上第一台能够自动运算的计算机,是1822年由英国数学家巴贝其发明的。是以蒸汽为动力代替人类进行具体运算。20世纪上半叶,科学技术的迅速发展,更发明了不少电器型计算机,进一步为巴贝奇的梦想实现提供了物质、技术基础。 (四)电子计算机 1943年,由于二次世大战的紧迫需要,一个美国科研小组在军方的大力支持下,决定将电子真空管应用到计算机装置上,研制出一种自动高速的新型计算机。在研制人员富有成效的合作和发奋努力下,研制工作进展很顺利,不到2年的时间,世界上第一台电子计算机ENIAC便研制成功了。 ENIAC是〞电子数值积分和计算机〞的英文缩写,它耗资48万美元,用去18000个电子管、70000个电阻、10000个电容、1500个继电器,是一个占地170平方米、重达30吨的庞然大物。1946年2月15日,ENIAC正式投入运行。它能它在1秒钟内进行5000次加法运算,比当时最快的电器计算机还快1000多倍。 而从1944年夏天起,世界著名数学大师冯.诺伊曼就参与了ENIAC的研制工作,并以超群的智慧对一些关键问题作出了贡献。1945年3月,冯.诺伊曼起草了一份关于〞离散变数自动电子算机〞EDVAC的设计报告,对ENIAC作了两项重大的改进:一是在计算机内采用二进制,大大简化了计算机的结构和运算过程;一是把程序和数据一起存贮在计算机内,使得计算机的全部运算成为真正的自动过程。尤其是后一项改进,标志著电子计算机时代的真正开始。直到目前为止,几乎所有电子计算机都采用了冯.诺伊曼的这一设计思想。冯.诺伊曼也因此被誉为是〞电子计算机之父〞。 1946年2月15日,在美国宾夕法尼亚大学,世界上第一台电子计算机ENIAC正式投入了运行。在隆重的揭幕仪式上,ENIAC表演了它的〞绝招〞:在1秒钟内进行5000次加法运算;在1秒钟内进行500次乘法运算。这比当时最快的电器计算机的运算速度要抉1000多倍。全场起立欢呼,欢呼科学技术进入了一个新的历史发展时期。 然而,从技术上讲,ENIAC尚未正式运行也就几乎过时了。因为在它正式运行之前,一份新型电子计算机的设计报告,又在计算机发展史上树起了一座新的里程碑!这份设计报告的起草人,就是20世纪天才的数学大师之一、美籍匈牙利数学家冯.诺伊曼。 1944年夏天,冯.诺伊曼在一个火车站候车时,偶然遇见了ENIAC研制小组的负责人之一、数学家格尔斯坦中尉。当时,冯.诺伊曼正为原子弹实验中遇到的大量计算问题而苦恼,譬如有关原子核裂变反应过程问题,需要进行数十亿次初等算术运算,上百名女计算员用台式计算日夜不停地工作,仍然不能按时完成任务。在与格尔斯坦中尉闲聊中,冯.诺伊曼听到了ENIAC正在研制的消息,立刻理解了这项工作的深远意义。不久,他就成了研制小组的常客,并对一些关键问题的解决作出了贡献。 那时候,ENIAC的研制工作已经接近尾声,冯.诺伊曼与大一起集中讨论了ENIAC的不足处。1945年3月,他起草了一份〞离散变数自动电子计算器〞的设计报告,对ENIAC作了两项重大的改进。 一项改进是将10进制改为2进制,从而大大简化了计算机的结构和运算过程;另一项改进是将程序与数据一起存贮在计算机内,使得电子计算机的全部运算成为真正的自动过程。 这份设计报告是计算机结构思想一次最重要的改革,标志著电子计算机时代的真正开始。连一向专搞理论的普林斯顿高级研究院,也破例批准了冯.诺伊曼的研制工作。从此,他那崭新的设计思想,深深地烙记在现代电子计算机的基本设计之中。西方科学家们对冯.诺伊曼的工作给予了极高的评价,尊他为〞电子计算机之父〞。 到1956年,全世界已经生产了几千台大型电子计算机,其中有的运算速度已经高达每秒几万次。这些电子计算机都以真空管为主要元件,所以叫真空管计算机。利用这一代电子计算机,人们将人造卫星送上了天。这是第一代电子计算机。 第二代电子计算机是电晶体计算机。1956年,美国贝尔实验室用电晶体代替真空管,制成了世界上第一台全电晶体管计算机Leprechaun。它使计算机的体积、重量、耗电都大为减少。至60年代,世界上已产了3万多台晶体管计算机,运算速度达到了每秒300万次。 第三代电子计算机是中小规模集成电路计算机。1962年,美国得克萨斯公司与美国空军合作,以集成电路为计算机的基本电子元件,制成了一台实验性的样机。在这时期,计算机的体积、功耗都进一步减少,可靠性却大为提高,运算速度达到了每秒4000万次。 第四代电子计算机是大规模集成电路计算机。一般认为这是1970年开始的事。现在,巨型机的运算速度已达到每秒几亿次,在科学研究和经济管理中起著不可替代的作用;而微型机则使计算机的体积与成本大幅度减少,并渗透到工业生产和日常生活的各个角落。今天,要制造一台具有ENIAC同样功能的计算机,体积只要有它的百万分之一也就足够了。 第五代电子计算机的研制工作已经开展多年了,无论是〞梦幻式〞的超导计算机,还是光计算机、生物计算机、人工智能放大器,都已取得了一定的进展。这一代计算机的速度将达到每秒万亿次,能在更大程度上模拟人的智能,并在某些方面超过人的智能。
参考: 摘自2.ee.ntu.edu/~b6204033/cs1
读了人类发明创造各种计算工具的资料,有什么感受
…,这样从右到左,纵横相间,就可以表示任意大的自然数了.计算工具发展史上的第一次重大改革是算盘,也是我国古代劳动人民首先创造和使用的.算盘由算筹演变而来,并且和算筹并存竞争了一个时期,终于在元代后期取代了算筹.算盘轻巧灵活、携带方便,应用极为广泛,先后流传到日本、朝鲜和东南亚等国家,后来又传入...
算盘是谁发明的?
算盘是中国古代的一种计算工具,其发明者难以确切考证。尽管无法确定具体的发明者,但算盘的历史可以追溯到中国春秋时期,甚至更早。最初的算盘可能是由筹算演变而来,筹算是一种用竹签或木棍进行计算的方法。随着时间的推移,算盘逐渐发展成为一种固定的计算工具,并在商业、财务、科学等领域得到了广泛应用...
算盘起源于哪个朝代
算盘起源于春秋时期。算盘是中国传统的计算工具,是由春秋时期便已普通使用的筹算逐渐演变而来的,算盘不但是中国古代的一项重要发明,而且是在阿拉伯数字出现之前曾被人们广为使用的一种计算工具。由于算盘制作简单,价格便宜,珠算口诀便于记忆,运算又简便,所以在中国被普遍使用,并且陆续流传到了日本、美国...
古代计算工具
而唐代是中国历史上的盛世,经济文化都较发达,需要有新的计算工具,使用了两千年的筹算在此时演变为珠算,算盘在这时被发明,是极有可能的。 zhidao.baidu\/question\/12674568?fr=qrl3算筹是中国古代的计算工具,通常用竹,也有用木、竹、骨、石制成的。它产生年代已不可考,估计在春秋时代已是人们的...
古代计算工具有哪些?
也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的,大约二百七十几枚为一束,放在一个布袋里,系在腰部随身携带。需要记数和计算的时候,就把它们取出来,放在桌上、炕上或地上都能摆弄。2、算盘 算盘,又作祘盘,珠算盘是我们祖先创造发明的一种简便的计算工具,珠算盘起源于北宋时代,北宋串档算珠。算盘...
传统的算盘是怎么操作的?
算盘是中国传统的计算工具,起源于春秋时期的筹算。它经过长时间的演变,成为了我们现在所熟知的模样。算盘主要由木制的框架和一串串算珠组成,算珠分为上下两部分,每部分有固定的算珠数目。使用算盘进行计算,遵循一定的珠算法则,可以快速完成加减法等运算。算盘的起源和普及可以追溯到东汉时期,《数术记...
算盘是从哪种计量单位演变而来的
按照一定的排列方式,进行数学计算。总结 综上所述,算盘是从古代的计量单位和计算工具中演变而来的。通过不断的发展和改进,最终成为了古代数学计算工具中最为流行的一种。随着科技的不断进步,现代人们使用的计算工具已经从算盘发展到了计算机,但是算盘作为古代文化遗产之一,仍然具有着重要的历史价值。
算盘起源于哪个朝代
算盘是早在春秋时期便已普通使用的筹算逐渐演变而来的。算盘是中国传统的计算工具,也是中国古代的一项重要发明,而且是在阿拉伯数字出现之前曾被人们广为使用的一种计算工具。由于算盘制作简单,价格便宜,珠算口诀便于记忆,运算又简便,所以在中国被普遍使用,并且陆续流传到了日本、朝鲜、美国和东南亚等国家...
算盘的历史
算盘的发明,是我国古代科学成就之一,今已有1000多年的历史了。我国是世界上发明算盘最早的国家。算盘,是由古代的“筹算”演变而来的。“筹算”就是运用“筹码”——一种竹签来进行运算。唐代末年开始见到筹算乘除法,到了宋代产生了筹算的除法歌诀,明代(1368年)吴敬著《算法十全》中,有了算盘这一...
计时工具的发展和演变的小知识
4.古人计时有巧招,晚上计时的工具和方法有哪三种 古人晚上计时的工具:漏刻:是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生,这就是漏刻。漏,是指漏壶;刻,是指刻箭。箭,则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水,利用水均衡滴漏原理,观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器,漏刻的使用...
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计算工具的演变 - ?
项查强阳:[答案] 脑的发展历史 1. 电脑的英文名称为 Computer,直译的意思是计算机. 电脑由早期的机械式电脑发展到现在所使用的个人电脑,经过了一段相当长的时间,最早的计算机得追溯到西元 1942年由法国数学加巴斯卡所发明的巴斯卡机,这台机器是由许多...
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计算工具是怎样演变的 - ?
项查强阳:[答案] 计算器﹝Computer﹞是一种运算的器械或计算工具.从古代原始的计算工具,以致现代先进的电子计算器,当中经历了一段漫长的历史阶段. 1614年,苏格兰数学家纳皮尔﹝1550-1617﹞发明了对数后,人们便根据对数的原理,制成了至今仍被许多工...
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计算工具的演变 - ?
项查强阳: 近代的科学发展促进了计算工具的发展:1. 比例规:伽利略发明了「比例规」,它的外形像圆规,两脚上各有刻度,可任意开合,是利用比例的原理进行乘除比例等计算的工具.2. 纳皮尔筹:15世纪后,「格子算法」通行于中亚细亚及欧洲,...
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计算工具的发展经历了算筹、___、___、机械计算器、电子计算器和___的过程. - ?
项查强阳:[答案] 计算工具的发展经历了算筹、算盘、计算尺、机械计算器、电子计算器和计算机的过程. 故答案为:算盘、计算尺,计算机.
娄底市19177062884:
计算工具的发展过程 - ?
项查强阳: 计算工具的发展过程如下: 1、石块、贝壳计数2、结绳计数 3、手指计数 4、小棒计数 5、珠算 6、计算尺 6、手摇计算机 7、电子计算机
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计算器的发展 - ?
项查强阳: 最早的计算工具诞生在中国.中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策,又被叫做算筹.这种算筹多用竹子制成,也有用木头,兽骨充当材料的.约二百七十枚一束,放在布袋里可随身携带.直到今天仍在使用的珠算盘,是中国古代计算工具...
娄底市19177062884:
计算工具的发展史300字作文大全 - ?
项查强阳: 现在人们常用计算器来计算,既快捷,又精准,给人们的生活、工作带来了方便.但是计算机的发展经历了漫长的过程,凝聚着劳动人民的智慧. 我国春秋时期出现的算筹是世界上最古老的计算工具.计算的时候摆成纵式和横式两种数字,按照...
娄底市19177062884:
计算器发展历史? - ?
项查强阳:[答案] 1642年,年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理,发明了第一部机械式计算器,在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮,一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位,人们可以像拨电话号码盘那样,把数字拨进去,计算结...
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计算工具发展经历了哪几个阶段及其代表工具 计算机发展经历了几个阶段及其主要的核心部件同上 - ?
项查强阳:[答案] 计算机的发展阶段: 四个发展阶段: 第一个发展阶段:1946-1956年电子管计算机的时代.1946年第一台电子计算机问世美国宾西法尼亚大 学,它由冯·诺依曼设计的.占地170平方 ,150KW.运算速度慢还没有人快.是计算机发展历史上的一个里程碑...
娄底市19177062884:
纵观计算工具演变的历史,最具代表性的就算筹、( )、( )以及( ). 我国春就秋时期出现的(?
项查强阳: 最具代表性的就算筹、(算盘 )、(手摇计算器 )以及(电子计算器 ). 我国春就秋时期出现的(算筹是世界上最古老的计算工具.)