第1章 计算机的发展史
1.1 计算机的起源
人类*早的有实物作证的计算工具诞生在中国。古人日:“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外。”筹策又叫算筹,它是中国古代普遍采用的一种计算工具。算筹不仅可以替代手指来帮助计数,而且能做加减乘除等数学运算。中国古代数学家正是以“算筹计算机”为工具,运筹帷幄,殚精竭虑,写下了数学史上光辉的一页。公元500年,中国南北朝时期的数学家祖冲之,借用算筹作为计算工具,成功地将圆周率计算到小数点后的第7位,成为当时世界上***的π值,比法国数学家韦达的相同成就早了1100多年。
中国古代在计算工具领域的另一项发明是珠算盘,直到今天,它仍然是许多人钟爱的“计算机”。珠算盘*早记录于汉朝人徐岳撰写的《数术记遗》一书里,大约在宋元时期开始流行,而算盘*终彻底淘汰了算筹是在明代完成的。明代的珠算盘已经与现代算盘完全相同,通常具有l3档,每档上部有2颗珠而下部有5颗珠,中间由栋梁隔开,通过“口诀”即“算法”进行快速运算。由于珠算具有“随手拨珠便成答数”的优点,一时间风靡海内,并且逐渐传入日本、朝鲜、越南、泰国等地,以后又经一些商人和旅行家带到欧洲,逐渐向西方传播,对世界数学的发展产生了重要的影响。
17世纪初,计算工具在西方呈现了较快的发展,首先创立对数概念而闻名于世的英国数学家纳皮尔(J.Napier),在他所著的一本书中,介绍了一种工具,即后来被人们称为“纳皮算筹”的器具。这就是计算尺原型,纳皮尔算筹与中国的算筹在原理上大相径庭,它已经显露出对数计算方法的特征。英国牧师奥却德(W.Oughtred)酷爱数学,把全部业余时间都花在数学上,他发明的乘法符号“×”一直沿用至今。奥却德发明了圆盘型对数计算尺,后改进成两根相互滑动的直尺状。计算尺不仅能做乘除、乘方、开方,甚至可以计算三角函数、指数和对数,它一直被使用到袖珍计算器面世为止。即使在20世纪60年代~70年代,熟练使用计算尺依然是理工科大学生必须掌握的基本功,是工程师身份的象征。然而由于它属于“模拟式计算机”的范畴,其精度不高,很难应用于财务、统计等方面,终于未能逃脱被计算器取代的厄运。
几乎就在奥却德完成计算尺研制的同一时期,机械计算机也由法国的帕斯卡(B.Pascal)发明出来。帕斯卡设计的计算机是由一系列齿轮组成的用发条作为动力的装置,这种机器只能够做6位数的加法和减法。然而,即使只做加法也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时,棘爪便逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘爪就落下,推动十位数的齿轮前进一挡。这被称为“人类有史以来**台计算机”,后来,人们为了纪念他,将一种计算机的**语言命名为“PASCAL”。
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