从算筹到计算器

从算筹到计算器 三年级第二学期 算筹 根据史书的记载和考古材料的发现 古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子 一般长为 径粗 多用竹子制成 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 别看这些都是一根根不起眼的小棍子 在中国数学史上它们却是立有大功的 而它们的发明 也同样经历了一个漫长的历史发展过程 算筹计数法 表示多位数时 个位用纵式 十位用横式 百位用纵式 千位用横式 以此类推 遇零则置空 这种计数法遵循一百进位制 算盘替代算筹的原因 公元前550年中国人发明了算盘 用于计算 也是自古以来商业上广泛应用的计算工具 后来传到世界各地 到12世纪才逐渐被现代阿拉伯数字所取代 到20世纪前苏联和远东地区很多人仍然使用算盘 生塑算盘代替木竹算盘 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 青花瓷瓷算盘 各种各样的算盘 计算机的由来 算盘已经基本具备了现代计算器的主要结构特征 例如 拨动算盘珠 也就是向算盘输入数据 这时算盘起着 存贮器 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 算盘珠毕竟要靠人手来拨动 其运算速远远比不上电子计算器 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 世界第一台电子计算机 计算机的诞生酝酿了很长一段时间 1946年2月 第一台电子计算机ENIAC在美国加州问世 ENIAC用了18000个电子管和86000个其它电子元件 有两个教室那么大 运算速度却只有每秒300次各种运算或5000次加法 耗资100万美元以上 尽管ENIAC有许多不足之处 但它毕竟是计算机的始祖 揭开了计算机时代的序幕 计算机的发展 计算机的发展到目前为止共经历了四个时代 从1946年到1959年这段时期我们称之为 电子管计算机时代 第一代计算机的内部元件使用的是电子管 由于一部计算机需要几千个电子管 每个电子管都会散发大量的热量 因此 如何散热是一个令人头痛的问题 电子管的寿命最长只有3000小时 计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象 第一代计算机主要用于科学研究和工程计算 第二代电子计算机的问世 从1960年到1964年 由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管 所以我们将这段时期称为 晶体管计算机时代 晶体管比电子管小得多 不需要暖机时间 消耗能量较少 处理更迅速 更可靠 第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言 这时 开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器 第二代计算机的体积和价格都下降了 使用的人也多起来了 计算机工业迅速发展 第二代计算机主要用于商业 大学教学和政府机关 第三代电子计算机 从1965年到1970年 集成电路被应用到计算机中来 因此这段时期被称为 中小规模集成电路计算机时代 集成电路是做在晶片上的一个完整的电子电路 这个晶片比手指甲还小 却包含了几千个晶体管元件 第三代计算机的特点是体积更小 价格更低 可靠性更高 计算速度更快 第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM360系列 第四代电子计算机 从1971年到现在 被称之为 大规模集成电路计算机时代 第四代计算机使用的元件依然是集成电路 不过 这种集成电路已经大大改善 它包含着几十万到上百