电子计算机的史前世界.doc

电子计算机的史前世界如果说人的变来的，最有可能就是猴子变的，那猴子之前呢？猴是鱼变的，鱼是三叶虫变的，三叶虫是单细胞生物变的，细胞是有机物变得即时人是鱼变的，也不能说人就是鱼，就像有一种说法是计算机始祖是算盘，那算盘为什么不是第一台计算机呢？两个问题的答案是一样的，人是一种能创造工具的高级动物，而猴子不是。计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。显然算盘不是。写到这头都大了，想不明白了，管是什么变的，先搞明白计算机的史前亲戚们。算筹、算盘、计算尺、机械式计算机、机电式计算机、电子计算器。中国最早的计算工具算筹。 算筹是中国古代用来记数、列式和进行各种数与式演算的一种工具。又称为筹、策、算子等。它最初是小竹棍一类的自然物，以后逐渐发展成为专门的计算工具，质地与制作也愈加精致。 算筹在中国的起源很早，春秋战国时期的老子中就有“善数者不用筹策”的记述。中国古代的算筹不仅是正、负整数与分数的四则运算和开方的运算的工具，而且还包含着各种特定的演算。算筹是在珠算发明以前中国独创并且是最有效的计算工具。中国古代数学的早期发达与持续发展是受惠于算筹的。公元600年左右，我国出现新的计算工具算盘。中国算盘是从算筹发展而来的。随着手工业、商业的发展，数学计算日益复杂，拔珠的速度远比摆算筹方便快捷多了，于是人们发明的珠算。汉末三国时期徐岳撰的数术记遗中有述：“珠算，控带四时，经纬三才”，这是对珠算的最早的文字记载。明朝人吴敬九章详注比类算法大全记载了有关珠算的算法。1573年徐心鲁所校订的盘珠算法一书中就已有类似现在使用的算盘的图形样式，在当时，珠算已广泛地运用了。珠算不是一个人创造，应该是一个时代的产物。珠算盘应该说是中国首创的，并流传到了朝鲜、日本、越南等亚洲国家，后来又经一此商旅传到了西方。 算盘一类的计算工具很多文明古国都出现过，例如古罗马算盘没有位值概念，被逃汰，俄罗斯算每柱十个算珠，计算麻烦。现在很多国家流行的是中国式的算盘。17世纪欧洲出现计算尺和机械式计算机。计算尺：早在17世纪初，计算工具在西方国家呈现了较快的发展。首先是闻名于世的英国数学家纳皮尔（J.Napier）最早创立了对数概念，并在他所著的书本里还介绍一种新的数字运算工具，既是后来被人们称为“纳皮尔计算尺”的计算工具。这种计算工具由十根长条状的木棍组成，木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字，纳皮尔用它来帮助进行乘除法计算，使数字运算得到极大简化。然而，纳皮尔在数学领域最伟大的贡献则是他在1614年发表的对数概念，而由他开创的对数概念整整影响了一代数学家，并极大的推动了数学向前发展，而计算尺的基本原理正是应用了对数原理，所以纳皮尔的发明也为今后的计算尺发展奠定了基础。自纳皮尔发明了对数概念以后不久即由甘特（E.Gunter）与奥却德(W.Oughtred)等先后创制了对数尺度及原始形式的对数计算尺。 计算尺的发展是随着科学技术、生产需要和工艺水平而逐渐进步的，它经历了三百余年的发明与创造，经过无数名数学家以及各类专业技术人员的不断努力，特别是二十世纪初至七十年代，计算尺产品已成为计算工具发展历史上工艺最为先进、制造最为精美、品种最为繁多、使用最为广泛的计算工具。 机械式计算机：法国人帕斯卡(16231662)于17世纪制造出一种机械式加法机，它成为世界上第一台机械式计算机。它是一个长20英寸、宽4英寸、高3英寸的长方盒子,面板上有一列显示数字的小窗口，旋紧发条后才能转动， 用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字，通过手工操作，来实现加、减运算。帕斯卡的加法机在法国引起了轰动。这台机器在展出时，前往参观的人川流不 息。它向人们揭示出：用一种纯粹机械的装置去代替人们的思考和记忆，是完全可以做到的。机电式计算机：1934年，德国人朱斯开始研制一种利用机械键盘的计算机。这与巴贝奇分析机原理相类似。1938年，朱斯制成第一台二进制计算机Z1型计算机。1941年，朱斯的第三台计算机Z3型机开始运行。这台计算机是世界上第一台采用电磁继电器进行程序控制的通用自动计算机，Z-3型机器的体积只有衣柜那么大，它有一块精巧的控制面板，只要按一下面板上的按钮就能完成操作。它是世界上第一台能自动完成一连串运算的计算机。Z-3型计算机工作了3年，在1944年美国对柏林的空袭中毁于一旦。1945年，朱斯又完成了Z-4型计算机的研制，它是一种比Z-3型机更进步的机电式计算机，曾在德国V-2火箭的研制中发挥作用。Z-4型机一直工作到1958年。最后一台“史前”计算机-机电式计算机 Mark1944年，Mark计算机问世，于哈佛大学投入运行。它是在美国麻省理工学院的物理学家艾肯的指导下完成研制的。Mark是一种完全机电式的计算机。它长15米，高2.4米，有点像图书馆中的大书架，不过在架子上放的不是书，而是一排排继电器。在它运行时会发出咔嚓咔嚓的响声。它有15万个元件，还有800千米导线。Mark是世界上最早的通用型自动机电式计算机之一，一共使用了3000多个电话继电器代替齿轮传动的机械结构，机器采用十进制，对23位的数进行加减运算，一次需要0.3秒，乘法则需要6秒。指令通过穿孔纸带传送。它在许多方面可以说是巴贝奇分析机现代化的翻版，不同的只是用电代替了蒸汽传动。它的问世标志现代计算机时代的开始。三、世界上第一台计算机的诞生计算机的起源毫无争议的是1946年2月14日，世界上第一台电子计算机才研制成功。 这台机器的名字叫“ENIAC”，它的诞生地是美国的宾夕法尼亚大学。下面是它的诞生过程：1943年，二次世界大战关键时期，战争需要像一只有力的巨手，给电脑的诞生铺平了道路。由于阿贝丁试炮场再次承担美国陆军新式火炮的试验任务，陆军军械部派青年军官戈德斯坦中尉，从宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院召集来一批研究人员，帮助计算弹道表。戈德斯坦从陆军抽调了100 多名姑娘作辅助性人工计算，不仅效率低还经常出错。莫尔学院的两位青年学者36岁的副教授莫契利和24岁的工程师埃克特，向戈德斯坦提交了一 份研制电子计算机的设计方案“高速电子管计算装置的使用”，他们建议用电子管为主要元件，制造一台前所未有的计算机，把弹道计算的效率提高成百上千倍。 4月9日，陆军军械部召集会议审议这份报告。会议即将结束时，身为军械部科学顾问的韦伯伦教授一言九鼎，他猛然站起身，“砰”地一声推开身后的椅子，对阿贝丁试炮场负责人大声说：“西蒙，给戈德斯坦这笔经费！”说完这句话，立即转身向大门外走去， 戏剧性地决定了第一台电子计算机的命运。然而，为支援战争赶制的机器没能在战争期间完成，直到1946年2月14日，世界上第一台电子计算机才研制成功。这台机器的名字叫“ENIAC” （埃尼阿克），即“电子数值积分计算机” 的英文缩写。它能够在一天内完成几千万次乘法，大约相当于一个人用台式计算机操作40年的工作量。一条炮弹的轨道用20秒钟就算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。ENIAC标志着电子计算机的创世，人类社会从此迈进了电脑时代。 第一台电子计算机ENIAC的诞生体积:90立方米;重量:30 吨;占地:170 平方米;耗电:140 千瓦;使用器件:18800个电子管,70000个电阻, 1500个电容,6000个开关运算速度:5000次加法/秒,500次乘法/秒, 100次除法/秒.存储容量：存20个字长为10位的十进制数；缺点：ENIAC是第一台真正能够工作的电子计算机，但