第一章第3节：古代的计算机的资料.doc

“古代”的计算机1642至1643年1642至1643年，巴斯卡(Blaise Pascal)为了帮助做收税员的父亲，他就发明了一个用齿轮运作的加法器，叫 “Pascalene” ，这是第一部机械加法器。这个 “Pascalene” 有八个可动的刻度盘，最多可把八位长的数字加起来。1642至1643年 1666至1801年1666 年，在英国 Samuel Morland 发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。1673 年 Gottfried Leibniz 制造了一部踏式 (stepped) 圆柱形转轮的计数机，叫 “Stepped Reckoner” ，这部计算器可以把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里。1694 年德国数学家， Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的 Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。1773 年 Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至 12 位的计算器器。计算机历史1773年1775 年 The third Earl of Stanhope 发明了一部与 Leibniz 相似的乘法计算器。1786 年 J.H.Mueller 设计了一部差分机，可惜没有拨款去制造。1801 年 Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。1811至1822年1811年Luddites 破坏这些令人们失业的机器。1820年托马斯计算尺 (The Thomas Arithmometer) ，在法国科学学会发表。它是根据 Leibniz 的踏式鼓 (stepped-drum) 原理而制成。它是第一部大量生产的计算器，可以计算乘数，如得到用者协肋更可计算除数。这机器售卖了约90 年。1822年巴培格(Charles Babbage) 开始设计及制造差分机(Difference Engine)。这部差分机是用蒸气激活的而且体积十分庞大，它有一贮存程序，可以进行计算并把结果自动地印出来。1829至1849年 1829年 Willian Austin Burt 取得一部切合实际但笨拙的打字机的专利权，这是美国第一部书写机器。1832年巴培格和 Joseph Clement 制造了差分机的雏型。1833至1835年巴培格把目标转去设计分析机，由于分析机有现代计算机的基本组件，所以巴培格被称为计算机之父。1838年1月Samuel Morse 和 Alfred Vail 发表电报系统的组件。1842年Augusta Ada Byron，Countess of Lovelace 把 Luigi Menabrea 有关分析机的小册子翻译并加上自己的批注，成为第一个程序编写员(programmer)1843 年 Scheutz 与他的儿子 Edvard Scheutz 制造了一部第三阶 (3 rd order) 差分机。1844 年 Samuel Morse 由华盛顿传送一封电服去巴尔的摩，美国马里兰州的一个城市。1847 至1849年巴培格完作二十一幅差分机改良版的构图，可以操作第七阶相差(7th order) 相差及31 位数宇。但因没有人赞助，所以这台机器并没有完成。1854至1890年 1854至1890年1854年 George Boole 出版 An Investigation of the Laws of Thought”，是讲述符号及逻辑理由，它后来成为计算机设计的基本概念。1858年一条电报电第一次跨越大西洋，并且提供了几日的服务。1861年一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。1876 年 Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。1876至1878年 Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。1882年 William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作，并专注于加数器的发明。1889 年Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现，并被用于 1890 中的人口调查。 Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算，他用咭贮存资料， 然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果，在短短六星期内做到。 1893至1937年1893 年第一部四功能计算器被发明。1895 年 Guglielmo Marconi 传送广播讯号。1896 年 Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。1901 年打孔键出现，之后的半个世纪只有很少的改变。1904 年John A.Fleming 取得真空二极管的专利权，为无线电通讯建立基础。1906 年 Lee de Foredt 加了一个第三活门在Felming 的二极管， 创制了三电极真空管。1907 年唱片音乐在纽约组成第一间正式的电台。1908年英国科学家 Campbell Swinton 述了电子扫描方法及预示用阴极射线管制造电视。1911年 Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并，组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R)，制表及录制公司。但在1924年，改名为International Business Machine Corporation (IBM)。1911年荷兰物理学家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。1931年 Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机，这机器可以解决一些令数学家，科学家头痛的复杂差分程序。1935 年 IBM (International Business Machine Corporation) 引入 IBM 601”，它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。1937年Alan Turing 想出了一个 通用机器(Universal Machine)” 的概念，可以执行任何的算法，形成了一个可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好，因为他用了符号处理(symbol processing) 的概念。1935年至1938年1938 年 Konrad Zuse 完成了一部可编写程序的二进制机械，原名叫 V1，后来改称为 Z1。这计数机用浮点操作，有 7 个位的指数，16 个位的尾数，以及一个正负唬位。存贮器是用滑动的金属部份贮存16个数字，运作得很理想，但算术部件就不太成功。程序由穿孔带读取 (不是纸带，是 35MM的电影菲林)，数据可以用一个数字键盘输入，而输出就显示在一电灯上。1940年至1944年 1939年11月John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。 它是第一部用真空管计算的机器。1939年Zuse 与 Schreyer 开鈶制造了V2”后来叫Z2，这机器沿用 Z1的机械贮存器，加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后，这计划被中断一年。1939-40年 Schreyer 完成了用真空管的10位加数器，以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。1940年1月在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以计算复杂数字的机器， 叫“复杂数字计数机(Complex Number Calculator)”，后来改称为“断电器计数机型号I (Model I Relay Calculator)” 。它用电话开关部份做逻辑部件：145个断电器，10个横杠开关。数字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月，电传打字 etype 安装在一个数学会议里，由New Hampshire 连接去纽约。1940年 Zuse 终于完成 Z2，它比运作得更好，但不是太可靠。1941年夏季，Atanasoff 及 Berry 完成了一部专为解决联立线性方程系统(system of simultaneous linear equations) 的计算器，后来叫做ABC (Atanasoff-Berry Computer)”，它有 60 个 50位的存贮器，以电容器(capacitories) 的形式安装在2个旋转的鼓上，时钟速度是60Hz。1941年2月 Zuse 完作V3”(后来叫Z3)，是第一部操作中可编写程序的计数机。它亦是用浮点操作，有7个位的指数，14位的尾数，以及一个正负号。存贮器可以贮存64个字，所以需要1400个断电器。它有多于1200个的算术及控制部件，而程序编写，输入，输出的与 Z1 相同。1943年1月 Howard H. Aiken完成ASCC Mark I”(自动按序控制计算器 Mark I ，Automatic Sequence - Controlled Calculator Mark I)，亦称“Haward Mark I”。这部机器有51尺长，重5顿，由 750,000部份合并而成。它有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。1943年12月 Tommy Flowers与他的队伍，完成第一部“Colossus”，它有2400个真空管用作逻辑部件，5 个纸带圈读取器(reader)，每个可以每秒工作5