說起計算器,值得我們驕傲的是,最早的計算工具誕生在中國.
中國古代最早采用的壹種計算工具叫籌策,又被叫做算籌.這種算籌多用竹子制成,也有用木頭,獸骨充當材料的.約二百七十枚壹束,放在布袋裏可隨身攜帶.
直到今天仍在使用的珠算盤,是中國古代計算工具領域中的另壹項發明,明代時的珠算盤已經與現代的珠算盤幾乎相同.
17世紀初,西方國家的計算工具有了較大的發展,英國數學家納皮爾發明的"納皮爾算籌",英國牧師奧卻德發明了圓柱型對數計算尺,這種計算尺不僅能做加減乘除、乘方、開方運算,甚至可以計算三角函數,指數函數和對數函數,這些計算工具不僅帶動了計算器的發展,也為現代計算器發展奠定了良好的基礎,成為現代社會應用廣泛的計算工具.
1642年,年僅19歲的法國偉大科學家帕斯卡引用算盤的原理,發明了第壹部機械式計算器,在他的計算器中有壹些互相聯鎖的齒輪,壹個轉過十位的齒輪會使另壹個齒輪轉過壹位,人們可以像撥電話號碼盤那樣,把數字撥進去,計算結果就會出現在另壹個窗口中,但是只能做加減計算。1694年,萊布尼茲在德國將其改進成可以進行乘除的計算。此後,壹直要到1950年代末才有電子計算器的出現。
世界的第壹個計算器
幫助做計算的第壹個儀器是這個算盤。 這有木制床向前走電線或者瘦的木制棍描述號。 它被在公元前3000年在巴比倫發展。
第壹個計算機在1642年被在法國發明並且能自動加減數字。
在僅僅19的年輕的年齡科學家布勒斯帕建造了它。 數目被通過車輪裝入計算器。 這些在計算器裏面轉動齒輪。 他們那時移動與號碼壹起撥結果在壹套窗子內表現。
布勒斯帕是壹位數學家,物理學家和神學家。 十幾歲時他學習數學,與皮埃爾·德·費馬合作,他為計算binominal 擴大的系數發明三角形。 他也在易流動的機制裏取得發現,特別是在壹種流體裏的壓力處處相等。 在31歲的時候有壹次神秘的經驗並且從那時起他獻身於宗教。
it鈥時間以來正常工作,但是只能加減計算器。 也能乘以並且分的第壹個機器被德國科學家萊布尼茨發明,在1694年。
2.計算機的歷史計算機的歷史 計算機是新技術革命的壹支主力,也是推動社會向現代化邁進的活躍因素。
計算機科學與技術是第二次世界大戰以來發展最快、影響最為深遠的新興學科之壹。計算機產業已在世界範圍內發展成為壹種極富生命力的戰略產業。
現代計算機是壹種按程序自動進行信息處理的通用工具,它的處理對象是信息,處理結果也是信息。利用計算機解決科學計算、工程設計、經營管理、過程控制或人工智能等各種問題的方法,都是按照壹定的算法進行的。
這種算法是定義精確的壹系列規則,它指出怎樣以給定的輸入信息經過有限的步驟產生所需要的輸出信息。 信息處理的壹般過程,是計算機使用者針對待解抉的問題,事先編制程序並存入計算機內,然後利用存儲程序指揮、控制計算機自動進行各種基本操作,直至獲得預期的處理結果。
計算機自動工作的基礎在於這種存儲程序方式,其通用性的基礎則在於利用計算機進行信息處理的***性方法。 計算機的歷史 現代計算機的誕生和發展 現代計算機問世之前,計算機的發展經歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機三個階段。
早在17世紀,歐洲壹批數學家就已開始設計和制造以數字形式進行基本運算的數字計算機。1642年,法國數學家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置,制成了最早的十進制加法器。
1678年,德國數學家萊布尼茲制成的計算機,進壹步解決了十進制數的乘、除運算。 英國數學家巴貝奇在1822年制作差分機模型時提出壹個設想,每次完成壹次算術運算將發展為自動完成某個特定的完整運算過程。
1884年,巴貝奇設計了壹種程序控制的通用分析機。這臺分析機雖然已經描繪出有關程序控制方式計算機的雛型,但限於當時的技術條件而未能實現。
巴貝奇的設想提出以後的壹百多年期間,電磁學、電工學、電子學不斷取得重大進展,在元件、器件方面接連發明了真空二極管和真空三極管;在系統技術方面,相繼發明了無線電報、電視和雷達……。所有這些成就為現代計算機的發展準備了技術和物質條件。
與此同時,數學、物理也相應地蓬勃發展。到了20世紀30年代,物理學的各個領域經歷著定量化的階段,描述各種物理過程的數學方程,其中有的用經典的分析方法已根難解決。
於是,數值分析受到了重視,研究出各種數值積分,數值微分,以及微分方程數值解法,把計算過程歸結為巨量的基本運算,從而奠定了現代計算機的數值算法基礎。 社會上對先進計算工具多方面迫切的需要,是促使現代計算機誕生的根本動力。
20世紀以後,各個科學領域和技術部門的計算困難堆積如山,已經阻礙了學科的繼續發展。特別是第二次世界大戰爆發前後,軍事科學技術對高速計算工具的需要尤為迫切。
在此期間,德國、美國、英國部在進行計算機的開拓工作,幾乎同時開始了機電式計算機和電子計算機的研究。 德國的朱賽最先采用電氣元件制造計算機。
他在1941年制成的全自動繼電器計算機Z-3,已具備浮點記數、二進制運算、數字存儲地址的指令形式等現代計算機的特征。在美國,1940~1947年期間也相繼制成了繼電器計算機MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。
不過,繼電器的開關速度大約為百分之壹秒,使計算機的運算速度受到很大限制。 電子計算機的開拓過程,經歷了從制作部件到整機從專用機到通用機、從“外加式程序”到“存儲程序”的演變。
1938年,美籍保加利亞學者阿塔納索夫首先制成了電子計算機的運算部件。1943年,英國外交部通信處制成了“巨人”電子計算機。
這是壹種專用的密碼分析機,在第二次世界大戰中得到了應用。 1946年2月美國賓夕法尼亞大學莫爾學院制成的大型電子數字積分計算機(ENIAC),最初也專門用於火炮彈道計算,後經多次改進而成為能進行各種科學計算的通用計算機。
這 *** 全采用電子線路執行算術運算、邏輯運算和信息存儲的計算機,運算速度比繼電器計算機快1000倍。這就是人們常常提到的世界上第壹臺電子計算機。
但是,這種計算機的程序仍然是外加式的,存儲容量也太小,尚未完全具備現代計算機的主要特征。 新的重大突破是由數學家馮·諾伊曼領導的設計小組完成的。
1945年3月他們發表了壹個全新的存儲程序式通用電子計算機方案—電子離散變量自動計算機(EDVAC)。隨後於1946年6月,馮·諾伊曼等人提出了更為完善的設計報告《電子計算機裝置邏輯結構初探》。
同年7~8月間,他們又在莫爾學院為美國和英國二十多個機構的專家講授了專門課程《電子計算機設計的理論和技術》,推動了存儲程序式計算機的設計與制造。 1949年,英國劍橋大學數學實驗室率先制成電子離散時序自動計算機(EDSAC);美國則於1950年制成了東部標準自動計算機(SFAC)等。
至此,電子計算機發展的萌芽時期遂告結束,開始了現代計算機的發展時期。 在創制數字計算機的同時,還研制了另壹類重要的計算工具——模擬計算機。
物理學家在總結自然規律時,常用數學方程描述某壹過程;相反,解數學方程的過程,也有可能采用物理過程模擬方法,對數發明以後,1620年制成的計算尺,己把乘法、除法化為加法、減法進行計。
3.計算器的來歷中國
算盤:
公元前550年中國人發明了算盤,用於計算,也是自古以來商業上廣泛應用的計算工具,後來傳到世界各地,到12世紀才逐漸被現代 *** 數字所取代。到20世紀前蘇聯和遠東地區很多人仍然使用算盤,生塑算盤代替木竹算盤。目前世界上電子計算器和電子計算機有代替算盤的趨向,但因為算盤價格低廉,所以,用電子計算機在全世界完全代替算盤,至少還需要十年。
我國古代人民發現,將小竹棍按壹定的規則擺成各種形狀,就能表示壹切的自然數,能夠很大的提高計算速度,於是又發明了算籌。算籌輕巧靈便,用它不僅可以進行加減乘除法運算,還能進行乘方、開方和其它代數運算,計算程序與現在算盤的運算,還能程序基本相同。它是我國古代人民壹項極為出色的創造。
算籌也有不足之處。運算時需要經常改變它的形狀,遇到很復雜的計算問題,常常是心算己經得出某壹步驟的結果,而手中的算籌仍在慢慢擺放,給人壹種得心不應手的感覺。所以,大約在15世紀,算籌就被更快速的計算工具算盤所取代了。
在世界各種古算盤中,我國的算盤是最先進的。它用竹簽串聯壹粒粒算珠代替壹根根零散的算籌,用快速的撥珠代替緩慢的〃運籌〃,因而既便於演算,又便於攜帶,算起來又快又準。尤其是通常的加減運算,用算盤甚至比用電子計算器算得還快!
算盤已經基本具備了現代計算器的主要結構特征。例如,撥動算盤珠,也就是向算盤輸入數據,這時算盤起著〃存貯器〃的作用;運算時,珠算口訣起著〃運算指令〃的作用,而算盤則起著〃運算器〃的作用,。..當然,算盤珠畢竟要靠人手來撥動,其運算速遠遠比不上電子計算器,而且也根本談不上〃自動運算〃。,因此人類便壹直想發明壹種「神奇的機器」,這個重擔自然而然地落在數學家身上。
4.計算工具 發展歷史計算工具[Calculating Devices]是計算時所用的器具或輔助計算的實物。
人們從數學產生之日,便不斷尋求能方便進行和加速計算的工具。因此,計算和計算工具是息息相關的。
中國古代的數學是壹種計算數學,當時的人創造了許多獨特的計算工具及與工具有關的計算方法,早在公元前5世紀,中國人已開始用算籌作為計算工具,並在公元前3世紀得到普遍的采用,壹直沿用了二千年。後來,人們發明了算盤,並在15世紀得到普遍采用,取代了算籌。
它是在算籌基礎上發明的,比算籌更加方便實用,同時還把算法口訣化,從而加快了計算速度。後來更發現算盤對人類有較強的數學教育功能,因此源用至今,並流傳到海外,成為壹種國際性的計算工具。
除中國外,其它中古的國家亦有各式各樣的計算工具發明,例如羅馬人的「算盤」,古希臘人的「算板」,印度人的「沙盤」,及英國人的「刻齒本片」等。這些計算工具的原理基本上是相同的,同樣是透過某種具體的物體來代表數,並利用對物件的機械操作來進行運算。
近代的科學發展促進了計算工具的發展: 比例規:伽利略發明了「比例規」,它的外形像圓規,兩腳上各有刻度,可任意開合,是利用比例的原理進行乘除比例等計算的工具。 納皮爾籌:15世紀後,「格子算法」通行於中亞細亞及歐洲,納皮爾籌便是根據了「格子算法」的原理,但與格子算法不同的是它把格子和數字刻在「籌」[長條竹片或木片]上,這便可根據需要拼湊起來計算。
計算尺:在1614年,對數被發明以後,乘除運算可以化為加減運算,對數計算尺便是依據這壹特點來設計。1620年,E?岡特最先利用對數計算尺來計算乘除。
1632年,奧特雷德發明了有滑尺的計算尺,並制成了圓形計算尺。1652年,R?比薩克制成了有固定尺身和滑尺的計算尺。
1850年,V?曼南在計算尺上裝上遊標,因此而受到當時科學工作者,特別是工程技術人員所廣泛采用。 機械計算機:機械式計算機是與計算尺同時出現的,是計算工具上的壹大發明。
席卡德[1623]是最早構思出機械式計算機,他在給天文學家J?開普勒的信[1623,1624]上描述了他發明的四則計算機,但並沒有成功制成。而能成功創制第壹部能計算加減法的計算機是B?帕斯卡[1642],在1671年,G?W?萊布尼茨發明了壹種能作四則運算的手搖計算機,是長1米的大盒子。
自此以後,經過人們在這方面多年的研究,特別是經過L?H?托馬斯,W?奧德內爾等人的改良後,出現了多種多樣的手搖計算機,並風行全世界。於17世紀末,這種計算機傳入了中國,並由中國人制造了12位數的手搖計算機,獨創出壹種算籌式手搖計算機。
電子計算機:壹種能依照壹定的「程序」自動控制的計算機。19世紀初,法國的J?M?雅卡爾發明了用穿孔卡片來控制的紡織機,1822年,英國的C?巴貝奇便根據同壹原理制成了壹部能執行計算程序的差分機,並於1834年,設計了壹部完全程序控制的分析機,可惜礙於當時的機械技術所限制而沒有制成,但已包含了現代計算的基本思想和主要的組成部分了。
此後,由於電力技術有了很大的發展,電動式計算機便慢慢取代以人工為動力的計算機。在1880年,美國的H?霍勒裏斯與J?S?比林斯發明了電動穿孔卡片式計算機,能機械化地處理數據。
後來他們更開創了第壹家制造電子計算機的公司——國際商業機器公司[簡稱IBM]。 20世紀以來,電子技術與數學得到充分的發展,電子技術的改進,為計算機提供了物質上的基礎,而數學的發展對設計及研制新型的計算機有很大的幫助。
1941年,德國的楚澤采用了繼電器,制成了第壹部通用程序控制計算機,實現了100多年前巴貝奇的理想。1944年,美國的艾肯亦以同壹方法制成了壹臺程序控制自動數字計算機。
20世紀初,電子管的出現,使計算機的改革有了新的發展,並由於二次大戰的迫切的軍事需要,美國賓夕法尼亞大學和有關單位在1946年制成了第壹臺電子計算機——「電子數字積分儀與計算機」[ENIAC],由J?W莫利和J?P?埃克特等主要設計,而J?馮?諾伊曼亦曾參與改進工作。ENIAC使用了18000個電子管,占地170平方米,功率150千瓦。
在ENIAC產生之前,英國的A?M圖靈已提出了「理想計算機」的理論,並探討了制造通用數字計算機的可能性。1943年實際上制造出破譯密碼的計算機,但由於軍事保密,外人未知其詳。
電子計算機[又稱電腦]在40多年得到高速的發展,其使用的元件亦已經歷了四代的變化。包括第壹代的電子管、第二代的晶體管、第三代的集成電路、及第四代的大規模集成電路。
1983年底,中國制造了億次「銀河」計算機,這標誌著中國已進入研制巨型機的行列。 現在,電子計算機的功能已不止是壹種計算工具,它已滲入了人類的活動領域,並改變著整個社會的面貌,使人類社會邁入壹個新的階段。
5.計算器的歷史說起計算器,值得我們驕傲的是,最早的計算工具誕生在中國。
中國古代最早采用的壹種計算工具叫籌策,又被叫做算籌。這種算籌多用竹子制成,也有用木頭,獸骨充當材料的。
約二百七十枚壹束,放在布袋裏可隨身攜帶。 直到今天仍在使用的珠算盤,是中國古代計算工具領域中的另壹項發明,明代時的珠算盤已經與現代的珠算盤幾乎相同。
17世紀初,西方國家的計算工具有了較大的發展,英國數學家納皮爾發明的“納皮爾算籌”,英國牧師奧卻德發明了圓柱型對數計算尺,這種計算尺不僅能做加減乘除、乘方、開方運算,甚至可以計算三角函數,指數函數和對數函數,這些計算工具不僅帶動了計算器的發展,也為現代計算器發展奠定了良好的基礎,成為現代社會應用廣泛的計算工具 計算模式和計算器設定 計算模式 指定計算模式 (2)按下您所要選擇模式的數字鍵。 設定計算器環境 指定輸入/輸出的格式 1 數學格式會產生分數、無理數和其他表示式,如同它們在畫面資料出現壹樣。
2 線性格式會產生在同壹行顯示的分數和其他表示式。 指定預設的角度單位 指定顯示數字的位數 計算結果顯示範例 1 fix:您所指定的數值(從0到9),控制了計算結果所要顯示的小數位數。
計算結果在顯示前會先四舍五入到指定的小數位數。 2 sci:您所指定的數值(從1到10),控制了計算結果所要顯示的有效數字位數。
計算結果在顯示前會先四舍五入到指定的有效位數。 3 norm:選擇兩個可供選擇的設定之壹(norm1,norm2),決定非指數格式顯示的範圍。
在這個範例之外,計算結果會以指數格式顯示。 指定分數的顯示格式 指定復數的顯示格式 復數顯示格示規定顯示格式用於eqn模式下方程式連算產生的復數解法。
指定統計上的顯示格式 使用以下的步驟將stat模式的stat編輯畫面的頻率(freq)欄位設定為開放或關閉。 指定小數點顯示格示 在此所設定的環境只應用於計算結果。
輸入值的小數點始終都是句點(.)。 計算模式和其他設定的最初設定。
執行以下步驟將初始化計算模式和其他設定如下。
6.計算機的歷史1666年,在英國Samuel Morland發明了壹部可以計算加數及減數的機械計數機。
1673年, Gottfried Leibniz 制造了壹部踏式(stepped)圓柱形轉輪的計數機,叫“Stepped Reckoner”,這部計算器可以把重復的數字相乘,並自動地加入加數器裏。 1694年,德國數學家,Gottfried Leibniz ,把巴斯卡的Pascalene 改良,制造了壹部可以計算乘數的機器,它仍然是用齒輪及刻度盤操作。
1773年, Philipp-Matthaus 制造及賣出了少量精確至12位的計算機器。 1775年,The third Earl of Stanhope 發明了壹部與Leibniz相似的乘法計算器。
1786年,J.H.Mueller 設計了壹部差分機,可惜沒有撥款去制造。 1801年, Joseph-Marie Jacquard 的織布機是用連接按序的打孔卡控制編織的樣式。
1854年-1890年 1854年,Gee Boole 出版 An Investigation of the Laws of Thought”,是講述符號及邏輯理由,它後來成為計算機設計的基本概念。 1858年,壹條電報線第壹次跨越大西洋,並且提供了幾日的服務。
1861年,壹條跨越大陸的電報線把大西洋和太平洋沿岸連接起來。 1876年,Alexander Graham Bell 發明了電話並取得專利權。
1876至1878年,Baron Kelvin 制造了壹部泛音分析機及潮汐預測機。 1882年,William S. Burroughs 辭去在銀行文員的工作,並專註於加數器的發明。
1889年,Herman Hollerith 的電動制表機在比賽中有出色的表現,並被用於 1890 中的人口調查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 織布機的概念用來計算,他用咭貯存資料,然後註入機器內編譯結果。
這機器使本來需要十年時間才能得到的人口調查結果,在短短六星期內做到。 1890年-20世紀早期 1893年,第壹部四功能計算器被發明。
1895年,Guglielmo Marconi 傳送廣播訊號。 1896年,Hollerith 成立制表機器公司(Tabulating Machine pany)。
1901年,打孔鍵出現,之後的半個世紀只有很少的改變。 1904年,John A.Fleming 取得真空二極管的專利權,為無線電通訊建立基礎。
1906年,Lee de Foredt 加了壹個第三活門在Felming 的二極管, 創制了三電極真空管。 1907年,唱片音樂在紐約組成第壹間正式的電臺。
1908年,英國科學家 Campbell Swinton ?剖雋說繾由?描方法及預示用陰極射線管制造電視。 20世紀中期 1911年,Hollerith 的表機公司與其它兩間公司合並,組成 puter Tabulating Recording pany (C-T-R),制表及錄制公司。
但在1924年,改名為International Business Machine Corporation (IBM)。 1911年,荷蘭物理學家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 發現超導電。
1931年,Vannever Bush 發明了壹部可以解決差分程序的計數機,這機器可以解決壹些令數學家,科學家頭痛的復雜差分程序。 1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 IBM 601”,它是壹部有算術部件及可在1秒鐘內計算乘數的穿孔咭機器。
它對科學及商業的計算起很大的作用。總***制造了1500 部。
1937年,Alan Turing 想出了壹個 通用機器(Universal Machine)” 的概念,可以執行任何的算法,形成了壹個可計算(putability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同類型的發明為好,因為他用了符號處理(symbol processing) 的概念。
1939年11月,John Vincent Atannsoff 與 John Berry 制造了壹部16位加數器。它是第壹部用真空管計算的機器。
1939年,Zuse 與 Schreyer 開制造了V2”?z後來叫Z2?{,這機器沿用 Z1的機械貯存器,加上壹個用斷電器邏輯(Relay Logic)的新算術部件。但當 Zuse完成草稿後,這計劃被中斷壹年。
1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加數器,以及用氖氣燈(霓虹燈)的存貯器。 1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了壹部可以計算復雜數字的機器, 叫“復雜數字計數機(plex Number Calculator)”,後來改稱為“斷電器計數機型號I (Model I Relay Calculator)” 。
它用電話開關部份做邏輯部件:145個斷電器,10個橫杠開關。數字用“Plus 3BCD”代表。
在同年9月,電傳打字 etype 安裝在壹個數學會議裏,由New Hampshire 連接去紐約。 1940年, Zuse 終於完成Z2,它比運作得更好,但不是太可靠。
1941年夏季,Atanasoff及Berry完成了壹部專為解決聯立線性方程系統(system of simultaneous linear equations) 的計算器,後來叫做ABC (Atanasoff-Berry puter)”,它有60個50位的存貯器,以電容器(capacitories)的形式安裝在2個旋轉的鼓上,時鐘速度是60Hz。 1941年2月,Zuse 完成V3”(後來叫Z3),是第壹部操作中可編寫程序的計數機。
它亦是用浮點操作,有7個位的指數,14位的尾數,以及壹個正負號。存貯器可以貯存64個字,所以需要1400個斷電器。
它有多於1200個的算術及控制部件,而程序編寫,輸入,輸出的與 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成ASCC Mark I”(自動按序控制計算器 Mark I ,Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I),亦稱“Haward Mark I”。
這部機器有51尺長,重5頓,由 750,000部份合並而成。它有72個累加器,每壹個有自己的算術部件。