人类计算工具的发展概述

For personal use only in study and research; not for commercial use蒆 计算工具的发展史蒅 人类

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcom mercialuse 计算工具的发展史 蒆 人类最初用手指进行计算。人有两只手，十个手指头，所以，自然而然地 蒅 习惯用手指记数并采用十进制记数法。用手指进行计算虽然很方便，但计算范围 有限，计算结果也无法存储。于是人们用绳子、石子等作为工具来延长手指的计 算能力，如中国古书中记载的“上古结绳而治”，拉丁文中“Calculus”的本意 是用于计算的小石子。 最原始的人造计算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创造和使用了这种 蚂 简单的计算工具。算筹最早出现在何时，现在已经无法考证，但在春秋战国时期， 算筹使用的已经非常普遍了。根据史书的记载，算筹是一根根同样长短和粗细的 小棍子，一般长为13～14cm，径粗0.2～0.3cm，多用竹子制成，也有用木头、 兽骨、象牙、金属等材料制成的。算筹采用十进制记数法，有纵式和横式两种摆 法，这两种摆法都可以表示1、2、3、4、5、6、7、8、9九个数字，数字0用空 位表示，如图2所示。算筹的记数方法为：个位用纵式，十位用横式，百位用纵 式，千位用横式，……，这样从右到左，纵横相间，就可以表示任意大的自然数 了。 公元前5世纪，中国人发明了算盘，广泛应用于商业贸易中，算盘被认为 虿 是最早的计算机，并一直使用至今。算盘在某些方面的运算能力要超过目前的计 算机，算盘的方面体现了中国人民的智慧。 17世纪初，欧洲人发明了计算尺，类似的计算尺一直沿用至今。 羅 19世纪初，英国数学家查尔斯·巴贝奇（CharlesBabbage）研制差分机， 芅 专门用于航海和天文计算，在英国政府的支持下，差分机历时10年研制成功， 这是最早采用寄存器来存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽， 使计算工具从手动机械跃入自动机械的新时代。 1832年，巴贝奇开始进行分析机的研究。在分析机的设计中，巴贝奇采用 葿 了三个具有现代意义的装置： ⑴存储装置：采用齿轮式装置的寄存器保存数据，既能存储运算数据，又 袈 能存储运算结果； ⑵运算装置：从寄存器取出数据进行加、减、乘、除运算，并且乘法是以 莄 累次加法来实现，还能根据运算结果的状态改变计算的进程，用现代术语来说， 就是条件转移；