计算器的发展ppt课件.ppt

Balalala 计算器duang 产造 3 班by曾瑛 1 IwanttobeyourBaymax warnyouallthewinner 起源发展 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领域中的另一项发明 明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同 17世纪初 西方国家的计算工具有了较大的发展 英国数学家纳皮尔发明的 纳皮尔算筹 英国牧师奥却德发明了计圆柱型对数算尺 这种计算尺不仅能做加减乘除 乘方 开方运算 甚至可以计算三角函数 指数函数和对数函数 这些计算工具不仅带动了计算器的发展 也为现代计算器发展奠定了良好的基础 成为现代社会应用广泛的计算工具 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 计算结果就会出现在另一个窗口中 但是只能做加减计算 1694年 莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算 此后 一直要到20世纪50年代末才有电子计算器的出现 2 文献 算盘究竟是何人发明的 现在无法考察 但是它的使用应该是很早的 东汉末年 数学家徐岳 数术纪遗 载 珠算控带四时 经纬三才 北周甄鸾注云 刻板为三分 位各五珠 上一珠与下四珠算盘色别 其上别色之珠当五 其下四珠各当一 汉代即有算盘 但形制与近日不同 不过 中梁以上一珠当五 中梁以下各珠当一 则与现代相同 又据徐岳说 他的老师刘洪曾问学于道家天目先生 天目先生解释了14种计算方法 其中一种就是珠算 可见至迟在东汉已经出现算盘 有些历史学家认为 算盘的名称 最早出现于元代学者刘因 1249 1293撰写的 静修先生文集 里 在 元曲选 无名氏 庞居士误放来生债 里也提到算盘 剧中有这样一句话 闲着手 去那算盘里拨了我的岁数 公元1274年 杨辉在 乘除通变算宝 里 1299年朱世杰在 算学启蒙 里都记载了有关算盘的 九归除法 3 公元1450年 吴敬在 九章详注比类算法大全 里 对算盘的用法记述较为详细 张择瑞在 清明上河图 中画有一算盘 可见 早在北宋或北宋以前我国就已普遍使用算盘这一计算工具了 我国的算盘由古代的 筹算 演变而来 筹算 就是运用一种竹签作筹码来进行运算 唐代末年 已见筹算乘除法的改进 到宋代产生了筹算的除法歌诀 15世纪中期 鲁班木经 中有制造算盘的规格 由于算盘普及 论述算盘的著作也随之产生 流行最久的珠算书是1593年明代程大位所辑的 算法统宗 算法统宗 是一部以珠算应用为主的算书 全书共17卷 有595个应用题 多数问题摘自其他算书 但所有计算都改用珠算 书中载有算盘图式和珠算口诀 并举例说明如何按口诀在算盘上演算 其中开平方和开立方的珠算法是程大位首先提出来的 书末附录 算经源流 记载了宋元以来的51种数学书名 其中大部分已失传 这个附录便成了宝贵的数学史料 由于珠算口诀便于记忆 运用又简单方便 因而在我国被普遍应用 同时也陆续传到了日本 朝鲜 印度 美国 东南亚等国家和地区 算盘的出现 被称为人类历史上计算器的重大改革 就是算盘在电子计算器盛行的今天 它依然发挥着它特有的作用 随着算盘的使用 人们总结出许多计算口诀 使计算的速度更快了 4 这种用算盘计算的方法 叫珠算 在明代 珠算已相当普及 并且出版了不少有关珠算的书籍 中流传至今 影响最大的是程大位 1533 1606 的 直指算法统宗 1592 算盘的出现 被称为人类历史上计算器的重大改革 就是在电子计算器盛行的今天 它依然发挥着它特有的作用 现在 已经进入了电子计算机时代 但是古老的算盘仍然发挥着重要的作用 在中国 各行各业都有一批打算盘的高手 使用算盘和珠算 除了运算方便以外 还有锻炼思维能力的作用 因为打算盘需要脑 眼 手的密切配合 是锻炼大脑的一种好方法 5 IwanttobeyourBaymax warnyouallthewinner最早的计算器 骨算盘 6 种类 值得注意的是 算盘一词并不专指中国算盘 从现有文献资料来看 许多文明古国都有过各自的与算盘类似的计算工具 古今中外的各式算盘大致可以分为三类 沙盘类 算板类 穿珠算盘算盘类 沙盘是在桌面 石板等平板上 铺上细沙 人们用木棍等在细沙上写字 画图和计算 后来逐渐不铺沙子 而是在板上刻上若干平行的线纹 上面放置小石子 称为 算子 来记数和计算 这就是算板 19世纪中叶在希腊萨拉米斯发现的一块1米多长的大理石算板 就是古希腊算板 现存在雅典博物馆中 算板一直是欧洲中世纪的重要计算工具 不过形式上差异很大 线纹有直有横 算子有圆有扁 有时又造成圆锥形 类似现在的跳棋子 上面还标有数码 穿珠算盘指中国算盘 日本算盘和俄罗斯算盘 日本算盘叫 十露盘 和中国算盘不同的地方是算珠的纵截面不是扁圆形而是菱形 尺寸较小而档数较多 俄罗斯算盘有若干弧形木条 横镶在木框内 每条穿着10颗算珠 在世界各种古算盘中 中国的算盘是最先进的珠算工具 算盘的式样繁多 著名的收藏家陈宝定先生 共收集古今中外算盘 多种 中国乃至世界最大的算盘 收藏在天津历史博物馆内 它是清朝末年天津沽衣街算盘作坊制造的 距今已有一二百年的历史 它的长度是按天津达仁堂药店的柜台设计的 为 厘米 宽则为 厘米 共有 档 营业忙时 五六个店员可以同时在大算盘上算账 7 算盘指法 二五珠算盘 一般只用拇指 食指和中指拨珠 亦有极少数非常熟练的人五个手指都用上的 三个手指的基本分工是 拇指拨下珠向上靠梁 食指拨下珠向下离梁 中指拨上珠靠梁和离梁 一四珠算盘 或一五珠算盘 两个手指的基本分工是 食指拨上珠向下靠梁 食指拨上珠向上离梁 拇指拨下珠向上靠梁 食指拨下珠向下离梁 三个手指的基本分工是 拇指拨下珠向上靠梁 食指拨下珠向下离梁 中指拨上珠靠梁和离梁 一四珠算盘 或一五珠算盘 两个手指的基本分工是 食指拨上珠向下靠梁 食指拨上珠向上离梁 拇指拨下珠向上靠梁 食指拨下珠向下离梁 算法算盘口诀控制珠算过程 惟熟练后不用加减口诀 编辑 加法口诀加数不进位加进位加直加满五加进十加破五进十加一一上一一下五去四一去九进一二二上二二下五去三二去八进一三三上三三下五去二三去七进一四四上四四下五去一四去六进一五五上五五去五进一六六上六六去四进一六上一去五进一七七上七七去三进一七上二去五进一八八上八八去二进一八上三去五进一九九上九九去一进一九上四去五进 8 减法口诀减数不退位减退位减直减破五减退位减退十补五减 一一去一一上四去五一退一还九二二去二二上三去五二退一还八三三去三三上二去五三退一还七四四去四四上一去五四退一还六五五去五五退一还五六六去六六退一还四六退一还五去一七七去七七退一还三七退一还五去二八八去八八退一还二八退一还五去三九九去九九退一还一九退一还五去四乘法口诀就是 九九歌 同时要结合加法进行计算 除法口诀可以是 九九歌 同时结合减法计算 别有源自筹算的 九归诀 如下 二一添作五 逢二进一 三一三十一 三二六十二 逢三进一 四一二十二 四二添作五 四三七十二 逢四进一 五一添作二 五二添作四 五三添作六 五四添作八 逢五进一 六一下加四 六二三十二 六三添作五 六四六十四 六五八十二 逢六进一 七一下加三 七二下加六 七三四十二 七四五十五 七五七十一 七六八十四 逢七进一 八一下加二 八二下加四 八三下加六 八四添作五 八六七十四 八五六十二 八七八十六 逢八进一 九一下加一 九二下加二 九三下加三 九四下加四 九五下加五 九六下加六 九七下加七 九八下加八 逢九进一 9 撞归口诀撞一 见一无除作九一 撞二 见二无除作九二 撞五 见五无除作九五 撞六 见六无除作九六 撞七 见七无除作九七 撞八 见八无除作九八 撞九 见九无除作九九 象征乌镇修真观算盘 毫厘不爽 乘除分明 算盘常用来象征精打细算 毫厘不差 象征神明计算世人的功过也定然清晰分明 在北京东岳庙速报司中 挂有两座大算盘 长6尺 高2尺 共29档 203枚算盘珠 这座算盘表示神灵给下界的人们计算功过不差毫厘 在台湾 多数城隍庙悬挂大算盘 象征神明计算人类的善恶 分毫无差 以教化人心 编辑 常见趣味练习1 三盘清 以123456789开始 见几加几 相当于原数乘两倍 共操作三次 得987654312 再加9 最后得987654321 2 九盘清 以123456789开始 反复加123456789 加到第八次 得1111111101 再加一次 得1234567890 3 凤凰单展翅 以7715625开始 见几加几 最后得123450000 形似一只凤凰展开一只翅膀 4 凤凰双展翅 以77158950625开始 见几加几 最后得1234543210000 形似一只展开双翅的凤凰 10 算盘 算板 11 各国的算盘 新型中国算盘有的文明古国也出现过类似于算盘的计算工具 有的国家从中国传入算盘以后 对算盘的形态作了改变 中国算盘 中国算盘的雏型是汉代的筹算 中国算盘的特点是设有横梁 采用上二珠 下五珠的形式 上一珠当五 下一珠当一 随手拨珠 便成答数 珠动则数出 因为当时的计算方式是一斤十六两 也就是代表十六进制 故算盘设计为二五珠算盘 新型中国算盘 完全模仿日本式算盘 用铝和塑胶制造上档一珠下档四珠 另有 清盘 按钮 按下清盘按钮 立时将上档珠子拨至上位 将下档珠子拨往下位 即刻清盘 便于使用 日本式算盘 日本算盘是在江户时代 约1600 1868 从中国传入的明式算盘 形态与中国算盘相似 当时二五珠算盘和一五珠算盘都被广泛的使用着 一四珠算盘在江户时代也有被使用的纪录 现代日本算盘均为一四珠算盘 普遍使用商除法而不用归除法 同时为了使乘除位数一致改用隔位乘 12 罗马式算盘 古罗马曾出现过一种带槽的金属算盘 槽中放着石子 上下移动石子进行计算 当时罗马人不用十进制 也没有数位的概念 罗马算盘运算笨拙 最终未能流行 古罗马人博伊斯的 几何学 中亦记载了一种罗马算盘的构造及用法 这种算盘不用石子做算盘子 用的是标有数字的状似锥体的圆台做算子 将算子放入算盘不同的档中进行计算 俄罗斯式算盘 俄罗斯式算盘单纯采用十进制 与中国算盘相比 没有中间的横梁 每档有十颗算珠 每个算珠表示一个单位 俄罗斯算盘拨珠速度没有中国算盘快 计算速度较慢 实用差 所以在俄国 俄罗斯式算盘常用作儿童算术启蒙教育的教具 13 嫁妆用品自古以来 算盘都是用来算账的 也正因为此 算盘被当做象征富贵的吉祥物 为人们推崇 在民间 常会听到 金算盘 铁算盘 之类的比喻 形容的也多是 算进不算出 的精明 古代小孩挂在脖子上驱凶辟邪的百眼筛上 也有算盘 除此之外 算盘还作为警醒新娘学会 精打细算 的陪嫁 出现在嫁妆 六证 中 以祝福新人婚姻生活富足安宁 赢得广茂财源 陪嫁算盘有着招财进宝的寓意 可以放在新房或者书房 若是小型挂件的话还可以随身携带 以帮忙您财源广进 若放房间最好的风水放法便是 挂在门上 窗上或者书架上 这样可以助你们婚姻生活富足安宁 还可以帮你们化煞化小人 14 古代计算器 15 演进过程 1623年 WilhelmSchickard 1592 1635年 制作了一个能进行6位数以内加减法运算 并能通过铃声输出答案的 计算钟 该装置通过转动齿轮来进行操作 1625年 WilliamOughtred 1575 1660年 发明计算尺 1668年 英国人SamuelMorl 1625 1695年 制作了一个非十进制的加法装置 适宜计算钱币 1671年 德国数学家GottfriedLeibniz设计了一架可以进行乘法运算 最终答案长度可达16位的计算工具 1822年 英国人CharlesBabbage 1792 1871年 设计了差分机和分析机 其设计理论非常超前 类似于百年后的电子计算机 特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用 16 1834年 Babbage设想制造一台通用分析机 在只读存储器 穿孔卡片 中存储程序和数据 Babbage在以后的时间里继续他的研究工作 并于1840年将操作位数提高到了40位 并基本实现了控制中心 CPU 和存储程序的设想 而且程序可以根据条件进行跳转 能在几秒内做出一般的加法 几分钟内做出乘 除法 1848年 英国数学家GeorgeBoole创立二进制代数学 提前近一个世纪为现代二进制计算机的发展铺平了道路 1890年 美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查效率 HermanHollerith 后来他的公司发展成了IBM公司 借鉴Babbage的发明 用穿孔卡片存储数据 并设计了机器 结果仅用6周就得出了准确的人口统计数据 如果用人工方法 大概要花10年时间 1935年 IBM推出IBM601机 这是一台能在一秒钟内算出乘法的穿孔卡片计算机 这台机器无论在自然科学还是在商业应用上都具有重要的地位 大约制造了1500台 17 1937年 Bell试验室的GeorgeStibitz展示了用继电器表示二进制的装置 尽管仅仅是个展示品 但却是第一台二进制电子计算机 1943年9月 Williams和Stibitz完成了 RelayInterpolator 后来命名为 Model Re layCalculator 的计算机 这是一台可编程计算机 同样使用纸带输入程序和数据 它运行更可靠 每个数用7个继电器表示 可进行浮点运算 1946年 ENIAC