计算器历史
中国古代最早使用的计算工具之一叫计策,也叫计策。这种方案多以竹子为材料,也有以木材和动物骨骼为材料的。一捆270块左右,可以放在布袋里随身携带。
沿用至今的珠算,是我国古代计算工具领域的又一项发明。明代的珠算和现代的珠算几乎一样。
17世纪初,西方国家的计算工具有了很大发展。英国数学家纳皮尔发明了“纳皮尔算术”,英国牧师奥查德发明了圆柱对数计算尺。这种计算尺不仅可以做加减乘除平方开方运算,还可以计算三角函数、指数函数、对数函数。这些计算工具不仅促进了计算器的发展,也为现代计算器的发展奠定了良好的基础。
1642年,年仅19岁的法国大科学家帕斯卡引用算盘原理,发明了第一台机械计算器。在他的计算器里,有一些互锁的齿轮。一个齿轮转十个位置会使另一个齿轮转一个位置。人们可以像电话拨号一样把数字拨进去,计算结果会出现在另一个窗口,但只是加减运算。1694年,莱布尼茨在德国将其改进为乘除法的计算。此后,电子计算器直到1950年底才出现。
世界上第一台计算器
帮助计算的第一个工具是算盘。有木床,走钢丝或者细木棍。它是公元前3000年在巴比伦发展起来的。
第一台计算机于1642年在法国发明,能自动加减数字。
在年仅19的年纪,科学家布雷斯帕建造了它。数字通过滚轮载入计算器。这些转动计算器中的齿轮。他们当时动了动,拨了号码,结果显示在一组窗口里。
布雷斯帕是数学家、物理学家和神学家。十几岁时,他学习数学,并与皮埃尔·德·费马合作。他发明了三角形来计算二项式展开的系数。他还发现了易流动的机制,特别是在到处压力相等的流体中。31岁那年,他有一段神秘的经历,从此投身宗教。
已经正常工作很久了,但是只会加减计算器。第一台也能乘除的机器是德国科学家莱布尼茨在1694年发明的。
2.计算机的历史计算机的历史是新技术革命的主力军,是推动社会现代化的积极因素。
计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最深远的新兴学科之一。在世界范围内,计算机产业已经发展成为具有强大生命力的战略性产业。
现代计算机是根据程序自动处理信息的通用工具。它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、管理、过程控制或人工智能等各种问题,都是按照一定的算法进行的。
这种算法是一系列定义精确的规则,指出如何通过有限的步骤,用给定的输入信息生成所需的输出信息。信息处理的一般过程是,计算机用户对要解决的问题预先编制程序并存储在计算机中,然后用存储的程序指挥和控制计算机自动进行各种基本操作,直到得到预期的处理结果。
计算机自动工作的基础就在于这种存储程序的方式,其通用性的基础就在于使用计算机处理信息的常用方法。计算机的历史现代计算机的诞生和发展在现代计算机出现之前,计算机的发展经历了三个阶段:机械计算机、机电计算机和萌芽的电子计算机。
早在17世纪,欧洲的一群数学家就开始设计和制造以数字形式执行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡利用类似钟表的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。
1678年,德国数学家莱布尼茨制造的计算机进一步解决了十进制数的乘法和除运算。英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出了一个想法。每完成一次算术运算,就会发展成一次特定完整运算过程的自动完成。
1884年,巴贝奇设计了一台程控万能分析仪。虽然这个分析仪已经描述了与程序控制方式相关的计算机的原型,但是由于当时的技术条件还没有实现。
在巴贝奇的思想提出后的一百多年间,电磁学、电工学和电子学取得了巨大的进步,在元器件方面相继发明了真空二极管和真空三极管。系统技术方面,无线电报、电视、雷达相继发明。所有这些成就都为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。
与此同时,数学和物理也相应地蓬勃发展起来。到20世纪30年代,物理学的所有领域都在经历量化阶段,数学方程描述了各种物理过程,其中一些很难用经典的分析方法求解。
因此,数值分析受到重视,发展了各种数值积分、数值微分和微分方程的数值解,将计算过程简化为巨量的基本运算,从而为现代计算机的数值算法奠定了基础。社会对先进计算工具的迫切需求是现代计算机诞生的根本动力。
20世纪以来,各个科学领域和技术部门都出现了无数的计算困难,阻碍了学科的不断发展。尤其是二战爆发前后,军事科技对高速计算工具的需求尤为迫切。
这一时期,德国、美国、英国都在发展计算机,几乎同时开始研究机电计算机和电子计算机。德国人朱塞佩是第一个使用电子元件制造计算机的人。
他在1941年制造的全自动继电器计算机Z-3,具有浮点计数、二进制运算、数字存储地址指令形式等现代计算机的特点。在美国,中继计算机有MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。也是在1940~1947期间做的。
但继电器的开关速度约为百分之一秒,大大限制了计算机的运算速度。电子计算机的发展过程经历了从制造零件到整机、从专用机到通用机、从“外部程序”到“存储程序”的演变
1938年,保加利亚裔美国学者阿塔纳索夫(atanasoff)首次制造了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制造了一台“巨型”电子计算机。
这是一种特殊的密码分析机,在二战中被应用。1946年2月,美国宾夕法尼亚大学摩尔学院制造的大型电子数字积分计算机(ENIAC)最初用于火炮弹道计算,经过多次改进,成为一种通用计算机,可以进行各种科学计算。
这种利用电子电路进行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机比中继计算机快1000倍。这就是人们经常提到的世界上第一台电子计算机。
但这台计算机的程序还是外置的,存储容量太小,还没有完全具备现代计算机的主要特征。这项新突破是由数学家冯·诺依曼领导的设计团队取得的。
1945年3月,他们发表了一个全新的通用电子计算机程序——电子离散变量自动机(EDVAC)。随后,在1946年6月,冯·诺依曼等人提出了一份更加完善的设计报告,对电子计算机设备的逻辑结构进行了初步研究。
同年7月至8月,他们在摩尔学院给来自美国和英国20多个机构的专家讲授了一门专门的课程“计算机设计理论与技术”,促进了存储程序计算机的设计和制造。1949年,英国剑桥大学数学实验室率先做出了电子离散时间自动计算机(EDSAC)。美国制造了东方标准自动计算机(SFAC)1950。
至此,电子计算机发展的萌芽期结束,现代计算机的发展期开始。在创造数字计算机的同时,另一种重要的计算工具——模拟计算机也被开发出来。
物理学家在总结自然规律时,往往会用数学方程来描述某个过程。相反,也可以用物理过程模拟的方法来求解数学方程。对数发明后,1620所做的计算尺已经把乘除法变成了加减法。
3.计算器中国的起源
算盘:
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使用的计算工具。后来流传到世界各地,直到12世纪才逐渐被现代* * *数字所取代。到了20世纪,前苏联和远东的很多人还在使用算盘,塑料算盘取代了木算盘和竹算盘。目前世界上电子计算器和计算机有取代珠算的趋势,但珠算由于价格低廉,要在全世界完全被电子计算机取代,至少还需要十年。
中国古人发现把小竹签按照一定的规则摆成各种形状,可以代表所有的自然数,大大提高计算速度,于是发明了计算。计算简便。它不仅可用于加、减、乘、除,还可用于乘法、平方根等代数运算。计算程序与现有算盘基本相同。是中国古代人民的优秀创造。
在计算和融资方面也存在不足。在操作过程中需要经常改变其形状。遇到复杂的计算问题,往往是心算到了某一步的结果,但手里的计算还是慢慢放着,给人一种不知所措的感觉。因此,大约在15世纪,算盘被一种更快的计算工具所取代。
在世界上各种古代算盘中,中国的算盘是最先进的。它用竹棍串联来数珠,而不是用零散的数片,用快速数珠来代替缓慢的“运算”,所以计算方便,便携,快速,准确。尤其是平时的加减运算,用算盘甚至比用电子计算器还要快!
算盘已基本具备了现代计算器的主要结构特征。比如拨算盘珠,就是把数据输入算盘,算盘起着“记忆”的作用;在运算中,珠算公式起着“运算指令”的作用,珠算起着“算符”的作用。..当然,算盘珠子毕竟要靠人手来移动,运算速度远不及电子计算器,更谈不上“自动运算”。所以人类一直想发明一种“神奇的机器”,这个担子自然就落在了数学家身上。
4.计算工具发展历史计算工具【计算装置】是用于计算的仪器或辅助计算的实物。
自从数学诞生以来,人们一直在寻找能够方便和加快计算的工具。所以,计算和计算工具是密切相关的。
中国古代的数学是一种计算数学。当时人们创造了许多独特的计算工具和与工具相关的计算方法。早在公元前5世纪,我国人民就开始使用计算芯片作为计算工具,公元前3世纪被广泛采用,至今已有2000年的历史。后来人们发明了算盘,在15世纪被广泛采用,取代了计算。
它是在计算融资的基础上发明的,比计算融资更方便实用,同时使算法公式化,从而加快了计算速度。后来发现算盘对人类有很强的数学教育功能,于是从此沿用下来,并流传到海外,成为国际性的计算工具。
除了中国,其他中世纪国家也发明了各种各样的计算工具,比如罗马人的算盘,古希腊人的平板电脑,印度人的沙盘,英国人的雕版胶片。这些计算工具的原理基本相同,也是通过一个特定的对象来表示数字,利用对对象的机械运算来进行运算。
现代科学发展促进了计算工具的发展:比例规:伽利略发明了“比例规”,外形像指南针,两脚都有刻度,可以随意开合。它是利用比例原理计算乘除比例的工具。纳皮尔芯片:15世纪后,“网格算法”流行于中亚和欧洲。纳皮尔芯片是基于“网格算法”的原理,但它与网格算法的不同之处在于,它在“芯片”[长竹片或木片]上雕刻网格和数字,可以根据需要拼凑和计算。
计算尺:1614年,对数发明后,乘除运算可以转化为加减运算,对数计算尺就是根据这个特点设计的。1620,e?冈特首先使用对数计算尺来计算乘法和除法。
1632年,奥特雷德发明了计算尺,并把它做成圆形计算尺。1652,r?比萨变成了计算尺,有固定尺和滑动尺。
1850,v?甘露在计算尺上安装了光标,因此被当时的科学家,尤其是工程技术人员广泛使用。机械计算机:机械计算机与计算尺同时出现,是计算工具中的一大发明。
Sikard [1623]是第一个构思出机械计算机的人。他正在给天文学家J?开普勒书信[1623,1624]描述了他发明的四台计算机,但都没有制造成功。而能成功造出第一台能算加减法的计算机是B?帕斯卡[1642],在1671年,G?w?莱布尼茨发明了一种手摇计算机,可以做四种运算。是一个长1米的大箱子。
从那以后,经过这一领域多年的研究,尤其是在L?h?托马斯w?经过奥唐纳等人的改进,出现了各种各样的手动电脑,并风靡全球。17年底,这种计算机传入中国,由中国人制造了12位数的手摇计算机,创造了一种带计数芯片的手摇计算机。
电子计算机:能按照一定的“程序”自动控制的计算机。19世纪初,法国的J?m?雅卡尔发明了穿孔卡片控制的织机,1822,C?巴贝奇制造了一台可以根据同样原理执行计算程序的差分机,并在1834年设计了一台全程控分析仪。遗憾的是,由于当时机械技术的限制,它没有制作出来,但它已经包含了现代计算的基本思想和主要组成部分。
此后,由于电力技术的大发展,电子计算机逐渐取代了人力驱动的计算机。1880年,美国H?霍尔瑞斯和j?s?比林斯发明了电动穿孔卡片计算机,它可以机械地处理数据。
后来,他们成立了第一家制造电子计算机的公司——国际商业机器公司(简称IBM)。20世纪以来,电子技术和数学得到了充分发展。电子技术的提高为计算机提供了物质基础,数学的发展对新型计算机的设计和开发有很大的帮助。
1941年,德国的楚泽采用继电器,制成了第一台通用程序控制计算机,实现了100多年前巴贝奇的理想。1944年,美国的艾肯也用同样的方法制造了一台程控自动数字计算机。
20世纪初,电子管的出现使计算机改革有了新的发展。由于二战迫切的军事需要,美国宾夕法尼亚大学和有关单位于1946年制造了第一台电子计算机——“电子数字积分器和计算机”[ENIAC],由J?莫莉和J. P。埃克特的主要设计,而J?冯?诺伊曼也参与了改进工作。ENIAC使用电子管18000个,面积170平方米,功率150 kW。
在ENIAC出现之前,英国是A?m·图灵提出了“理想计算机”的理论,并讨论了制造通用数字计算机的可能性。1943年,一台用于破译密码的计算机实际上被制造出来了,但由于军事保密,具体细节外人不得而知。
电子计算机[又称计算机]在40多年的时间里高速发展,所用的元器件也经历了四代的变化。包括第一代电子管、第二代晶体管、第三代集成电路和第四代大规模集成电路。
到1983年底,中国已经制造了银河计算机一亿次,这标志着中国已经进入了发展超级计算机的行列。目前,电子计算机的功能不仅仅是一种计算工具,而且已经渗透到人类活动领域,改变了整个社会的面貌,使人类社会进入了一个新的阶段。
5.计算器的历史说起计算器,我们为最早的计算工具诞生在中国而自豪。
中国古代最早使用的计算工具之一叫计策,也叫计算计划。这种计算大多是用竹子做的,也有用木头和动物骨头做的。
一捆270块左右,可以放在布袋里随身携带。沿用至今的珠算,是我国古代计算工具领域的又一项发明。明代的珠算和现代的珠算几乎一样。
17世纪初,西方国家的计算工具有了很大发展。英国数学家纳皮尔发明了“纳皮尔算术”,英国牧师奥查德发明了圆柱对数计算尺。这种计算尺不仅可以做加减乘除乘除开方运算,还可以计算三角函数、指数函数、对数函数。这些计算工具不仅促进了计算器的发展,也为现代计算器的发展奠定了良好的基础。它已经成为现代社会中广泛使用的计算工具。计算模式和计算器设置计算模式。指定计算模式。(2)按下您想要选择的模式的数字键。设置计算器环境指定输入/输出格式1数学格式会产生分数、无理数等表达式,就像图片数据中出现的一样。
线性格式产生显示在同一行上的分数和其他表达式。指定默认角度单位指定要显示的位数。计算结果显示示例1 fix:您指定的数字(从0到9)控制要在计算结果中显示的小数位数。
计算结果将在显示前四舍五入到指定的小数位数。2 sci:您指定的数值(从1到10)控制计算结果中显示的有效位数。
在显示之前,计算结果将四舍五入到指定的有效数字。3 norm:选择两个可选设置(norm1,norm2)中的一个,确定非指数格式的显示范围。
在此示例之外,计算结果以指数格式显示。指定分数的显示格式,指定复数的显示格式,并显示复数显示网格。指定的显示格式用于eqn模式下方程连接生成的复数解。
指定统计显示格式。使用以下步骤将stat模式下stat编辑屏幕的频率(freq)字段设置为开或关。指定小数点显示网格显示此处设置的环境仅适用于计算结果。
输入值的小数点始终是一个句点(。).计算模式的初始设置和其他设置。
执行以下步骤将初始化计算模式和其他设置,如下所示。
6.计算机的历史1666,英国的塞缪尔·莫兰发明了一种可以计算加数和减法的机械计数机器。
1673年,戈特弗里德·莱布尼茨制作了一个带有阶梯形圆柱轮的计数器,称为“阶梯计算器”。这个计算器可以把重复的数相乘,并自动加到加法器上。1694年,德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨对帕斯卡的帕斯卡进行了改进,制成了一台可以计算乘数的机器。它仍然由齿轮和刻度盘操作。
1773年,菲利普-马特乌斯制造并销售了少量精确到12位数的计算机。1775年,斯坦霍普第三伯爵发明了类似莱布尼茨的乘法计算器。
在1786年,J.H.Mueller设计了一种差动延伸,但不幸的是没有资金来制造它。1801年,约瑟夫-玛丽·雅卡尔的织布机使用打孔卡来控制编织图案。
1854 -1890,1854年,Gee Boole发表了《思维规律调查》,讲的是符号和逻辑原因,后来成为计算机设计的基本概念。1858年,一条电报线首次横跨大西洋,并提供了几天的服务。
1861年,一条横贯大陆的电报线连接了大西洋和太平洋海岸。1876年,亚历山大·格雷厄姆·贝尔发明了电话并获得专利。
从1876到1878,开尔文男爵制造了泛音分析仪和潮汐预报机。1882年,威廉·S·巴罗斯辞去了银行职员的工作,专心致力于发明加法器。
1889年,赫尔曼·何乐礼的电动制表机在竞赛中表现出色,并被用于1890年的人口调查中。赫尔曼·何乐礼采用了提花织机的概念来计算。他用一张卡存储数据,然后将其注入机器,以汇编结果。
这种机器使人口调查的结果在短短六周内就能得到,而这需要十年的时间。1890——20世纪初1893,发明了第一台四功能计算器。
1895,古列尔莫·马可尼传送了一个广播信号。1896年,霍尔瑞斯成立了制表机公司。
1901年,打孔键出现,此后半个世纪变化不大。1904年,约翰·A·弗莱明获得真空二极管专利,奠定了无线电通信的基础。
1906年,李德福尔德特在费尔明增加了一个带有第三个阀门的二极管,创造了一个三电极真空管。1907年,录制的音乐组成了纽约第一个官方电台。
1908,英国科学家坎贝尔·斯温顿?分析的原因是什么?用阴极射线管制作电视的描述方法及预测。20世纪中叶,1911年,霍尔瑞斯的钟表机械公司与另外两家公司合并,成立了制表和录音公司“计算机制表录音公司”(C-T-R)。
但在1924年更名为国际商业机器公司(IBM)。1911年,荷兰物理学家Kamerlingh Onnes在莱顿大学发现了超导。
1931年,范尼弗·布什发明了一种可以求解差分程序的计数机器。这台机器可以解决一些让数学家和科学家头疼的复杂差分程序。1935年,IBM(国际商业机器公司)推出了IBM 601”,这是一种带算术部件的穿孔卡片机,能在1秒内计算出乘数。
它在科学计算和商业计算中发挥着巨大的作用。总共制造了1500个单位。
1937年,阿兰·图灵提出了“通用机器”的概念,可以执行任何算法,形成了“可予性”的基本概念。图灵的概念优于其他同类型的发明,因为他使用了符号处理的概念。
10月,约翰·文森特·阿坦索夫和约翰·伯里制造了一个16位加法器。这是第一台用真空管计算的机器。
1939年,祖泽和施雷尔开发了V2 "?z后来叫Z2?{,这台机器沿用了Z1的机械存储,再加上一个新的使用继电器逻辑的运算部件。但当祖泽完成草案后,这个计划中断了一年。
1939-40年,Schreyer用真空管完成了10位加法器,用氖灯完成了存储器。1940年6月,贝尔实验室(Bell Labs)、塞缪尔·威廉姆斯(Samuel Williams)和斯蒂比茨(Stibitz)完成了一台可以计算复数的机器,被称为“plex数字计算器”,后来改名为I (Model I Relay Calculator)。
它使用电话开关作为逻辑元件:145断路器和10条形开关。数字用“加3BCD”表示。
同年9月,电传打字机被安装在一个数学会议上,并由新罕布什尔州连接到纽约。1940,Zuse终于完成了Z2,比操作好,但是不太靠谱。
1941年夏天,阿塔纳索夫和贝里完成了一个专门为解线性方程组而设计的计算器,后来被称为ABC(阿塔纳索夫-贝里计算机)。它有60Hz的50位存储器,以电容的形式安装在两个旋转的鼓上,时钟速度在1941年2月,Zuse完成了V3”(后来称为Z3),这是第一台可以编程运行的计算机。
它也使用浮点运算,7位指数,14位尾数和一个符号。存储器可以存储64个字,所以需要1400个断路器。
它有1200以上的运算和控制元件,编程、输入和输出与Z1相同。1943 65438+10月霍华德·h·艾肯完成了ASCC Mark I(自动顺序控制计算器Mark I),也被称为“哈沃德Mark I”。
这台机器长51英尺,重5吨。它由75万个零件组成。它有72个累加器,每个累加器都有自己的运算单元。