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计算机发展史与未来计算机
前言
电子数字计算机是20世纪人类最伟大发明之一。短短的几十年,这台机器以迅猛磅礴之势,用非凡的渗透力和亲和力,彻底改变了我们这个星球的模样,融进每个人的工作、学****和生活之中,已在世界范围内形成了一种新的文化,构造了一种崭新的文明。
思考问题1
计算机由那几部份组成?为什么?
大约在新石器时代早期,先民使用的“计算机”是结绳,即用绳子打结的多少来表示数的概念。英语里“Calculus”(计算)一词来源于拉丁语,既有“算法”的含义,也有肾脏或胆囊里的“结石”的意思。
计算机的历史可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。人类最早的“计算机”是手指, “Digit”既表示“手指”又表示“整数数字”。
计算机发展史-计算的手工时代
珠算盘是中国古代在计算工具领域的另一项发明,直到今天,它仍然是许多人钟爱的“计算机”。
“运筹策于帷幄之中,决胜于千里之外。”,人类最早有实物作证的计算工具诞生在中国。祖冲之借助算筹, 成功地将圆周率π值计算到小数点后的第7位。
17世纪初,英国数学家纳皮尔提出了对数的概念,并制作了“纳皮尔算筹”,它只需要做简单的加法就能计算出乘积,从而大大简化了数值计算过程。
计算机发展史-计算的手工时代
计算机发展史-计算的手工时代
英国牧师奥却德创造了原始的对数计算尺,奥却德发明的对数计算尺不仅能做加、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,它一直使用到袖珍电子计算器面世为止。
17世纪最值得称颂的计算机发明当然属于法国科学家布莱斯·帕斯卡,帕斯卡为了帮助父亲计算税款制造了加法器,它第一次确立了计算机器的概念。
计算机发展史-计算的机械时代
布莱斯·帕斯卡
法国数学家、物理学家、思想家
保存在巴黎国立工艺博物馆的帕斯卡加法机,1642年发明:
计算机发展史-计算的机械时代
德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名莱布尼茨,受加法器的启发,在1674年造出一台更完善的机械计算机——“乘法器”。
莱布尼茨对计算机的贡献不仅在于乘法器,公元1700年左右,莱布尼茨中国“易图”(八卦)里受到启发,最终悟出了二进制数之真谛。
戈特费里德·莱布尼兹
德国数学家、微积分独立发明人
1674年,莱布尼茨发明乘法机
无论是契克卡德、帕斯卡,还是莱布尼茨,他们发明的机器都缺乏程序控制的功能。工业社会首次大规模应用程序控制的机器不是计算机,而是纺织行业中的提花编织机,然而,它对计算机程序设计的思想产生过巨大的影响力。
计算机发展史-计算的机械时代
布乔的穿孔卡片思想在杰卡德的自动编织机上实现——程序控制思想的萌芽
18世纪末,法国数学界调集大批数学家,组成了人工手算的流水线,经过长期艰苦奋斗,终于完成了17卷《数学用表》的编制,但是,手工计算出的数据出现了大量错误。这件事情强烈刺激了巴贝奇制作了差分机。
计算机发展史-计算的机械时代
现代计算机奠基人——
英国剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇
1822年,差分机
伦敦科学博物馆的复制品