计算工具的发展史.doc

计算工具的发展史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，按照纵式相间的原则表示任何自然数，从而进行加、减、乘、除、开放以及其它的代数计算。负数出现后，算筹分为红和两种，红筹表示正数，黑筹表示负数。这种运算工具和运算方法是当时世界上独一无二的。后来我国劳动人民创造了算盘作为运算工具。早在公元15世纪，算盘已经在我国广泛使用，后来流传到日本、朝鲜等国。它的特点是结构简单，使用方便，特别实用，它计算数目较大的和数目较多的加减法，更为简便。算盘已经基本具备了现代计算器的主要结构特征。例如，拨动算珠，也就是向算盘输入数据，这时算盘起着“储存器”的作用；运算时，珠算口诀起着“运算指令”的作用，而算盘则起着“运算器”的作用。当然，算珠毕竟要靠人的手来拨动，而且也根本谈不上“自动运算”。除中国外，其它中古的国家亦有各式各样的计算工具发明，例如罗马人的算盘，古希腊人的算板，印度人的沙盘，及英国人的刻齿本片等。这些计算工具的原理基本上是相同的，同样是透过某种具体的物体来代表数，并利用对物件的机械操作来进行运算。 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。纳皮尔筹：15世纪后，格子算法通行于中亚细亚及欧洲，纳皮尔筹便是根据了格子算法的原理，但与格子算法不同的是它把格子和数字刻在筹长条竹片或木片上，这便可根据需要拼凑起来计算。 计算尺：在1614年，对数被发明以后，乘除运算可以化为加减运算，对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年，E冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1632年，奥特雷德发明了有滑尺的计算尺，并制成了圆形计算尺。1652年，R比萨克制成了有固定尺身和滑尺的计算尺。1850年，V曼南在计算尺上装上游标，因此而受到当时科学工作者，特别是工程技术人员所广泛采用。 机械计算机：机械式计算机是与计算尺同时出现的，是计算工具上的一大发明。席卡德1623是最早构思出机械式计算机，他在给天文学家J开普勒的信1623，1624上描述了他发明的四则计算机，但并没有成功制成。而能成功创制第一部能计算加减法的计算机是B帕斯卡1642，在1671年，GW莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算机，是长1米的大盒子。自此以后，经过人们在这方面多年的研究，特别是经过LH托马斯，W奥德内尔等人的改良后，出现了多种多样的手摇计算机，并风行全世界。于17世纪末，这种计算机传入了中国，并由中国人制造了12位数的手摇计算机，独创出一种算筹式手摇计算机。 电子计算机：一种能依照一定的程序自动控制的计算机。19世纪初，法国的JM雅卡尔发明了用穿孔卡片来控制的纺织机，1822年，英国的C巴贝奇便根据同一原理制成了一部能执行计算程序的差分机，并于1834年，设计了一部完全程序控制的分析机，可惜碍于当时的机械技术所限制而没有制成，但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后，由于电力技术有了很大的发展，电动式计算机便慢慢取代以人工为动力的计算机。在1880年，美国的H霍勒里斯与JS比林斯发明了电动穿孔卡片式计算机，能机械化地处理数据。后来他们更开创了第一家制造电子计算机的公司国际商业机器公司简称IBM。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。世界上第一台能够自动运算的计算器，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实际上半叶，科学技术的迅速发展，更发明了不少电器型计算器，进一步为巴贝其的梦想实现提供了物质、技术基础。1941年，德国的楚泽采用了继电器，制成了第一部通用程序控制计算机，实现了100多年前巴贝奇的理想。1944年，美国的艾肯亦以同一方法制成了一台程序控制自动数字计算机。20世纪初，电子管的出现，使计算机的改革有了新的发展，并由于二次大战的迫切的军事需要，美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机电子数字积分仪与计算机ENIAC，由JW莫利和JP埃克特等主要设计，而J冯诺伊曼亦曾参与改进工作。ENIAC使用了18000个电子管，占地170平方米，功率150千瓦。在ENIAC产生之前，英国的AM图灵已提出了理想计算机的理论，并探讨了制造通用数字计算机的可能性。1943年实际上制造出破译密码的计算机，但由于军事保密，外人未知其详。20世纪以来，电子技术与数学得到充分的发展，电子技术的改进，为计算机提供了物质上的基础，而数学的发展对设计及研制新型的计算机有很大的帮助。电子计算机又称电脑在40多年得到高速的发展，其使用的元件亦已经历了四代的变化。包括第一代的电子管、第二代的晶体管、第三代的集成电路、及第四代的