计算工具发展简史

计算工具发展简史张郭男北大哲学系2010级---1192772452@qq.com从最早有实物见证的计算工具-----算筹，到现在以快速，高效，智能，大容量存储，多媒体再现，网络共享和自动化处理为特点的功能强大的现代计算机的出现，计算工具已由人类手的延伸发展到脑的延伸，人类的信息处理技术发生了质的飞跃，走过了一条不平凡的路。一个个激动人心的里程碑耸立在路旁，标记着当时人们的成就。最早有实物见证的计算工具是诞生于中国的算筹，根据史书的记载和考古材料的发现，古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的竹制小棍子，可以看做是它的硬件，而它的摆法便是其软件了。由于它在运算时使用十进位制，又使其成为当时世界上最先进的软件运算系统，这个传统在相当程度上使中国古代的数学水平长期领先于其他民族。后来算盘也被发明，成为西方计算工具传入前中国人计数的主要工具，两千余年的实践中算盘的计算口诀也发展到极成熟的地步，乃至一个熟练的使用算盘的会计有时可以在速度上击败使用计算器的工人，也就是说通过操纵者的熟练可以使运算速度达到惊人的水平。这样的优势使中国的计算工具长期没有向西方的自动计算的，现代的方向发展，而是近于停滞不前。而到了1642年，西方在计算工具方面取得了进展，第一台机械计算器-------加法器由19岁的帕斯卡制作成功。加分器是对中国算盘式的主要凭借操纵者素质提高来提高运算速度的计算机模式的一个突破，它第一次确立了计算机器的概念。后来，德国数学家莱布尼兹对加法器加以改良，发明了可以做乘除运算的计算器。人类的计算工具开始趋向于自动化，现代计算机的出现于是具有了可能。但加法器和乘法器的出现只是提供了一种不同于中国算盘的思路，创造出真正意义上的现代计算机还需时日。下一个在人类计算工具发展历史上留下痕迹的，是巴贝奇设计的差分机。1822年差分机的模型出现，"这台机器不论在可能完成的计算范围、简便程度以及可靠性与精确度方面，或者是计算时完全不用人参与这方面，都超过了以前的机器。"这句话道出了差分机的先进性。它第一次引进了程序控制的思想，“它能够按照设计者的旨意，自动处理不同函数的计算过程”，这是个了不起的进步。1834年，野心勃勃的巴贝奇在1822年的基础上进行了大的改进，并取名为机。由于当时的技术水平限制，分析机仅仅停留在图纸上，直到一个世纪过去后，他的设想才由艾肯实现。艾肯的贡献主要体现在他研制的Mark计算机系列上，尤其是MarkI，具有里程碑式的意义。这台机器用机电的方法代替机械的方法来实现分析机，从而实现了一个世纪前巴贝奇的梦想。MarkI也被认为是世界上第一台大型自动数字计算机。创造是永无止境的。埃尼阿克的出现续写了艾肯的成就。埃尼阿克采用笨重的电子管作为基本电子元件，并占了30．48×0.9平米的面积，重达30吨。尽管看起来笨重，但埃尼阿克绝对是当时计算工具中的霸主，它每秒能进行5000次加法运算，以及平方，立方等各种复杂的运算，极大的改善了美国军方武器研发的精确度，极大的推动了人类科学技术的发展。它还是第一台使用电子技术的计算机。但它也有很明显的缺点，如十进位制数，存储容量小，程序不是存储在计算机内部，电子管耗电量大且性能不稳定等。这些缺点无疑不会影响埃尼阿克在世界计算工具发展史上的地位，埃尼阿克作为第一代计算机的起点的地位受到了人们的公认。埃尼阿克出现后，计算机的发展速度越来越快，此后的第二，第三，第四代计算机由电子管到晶体管，再到集成电路，超大规模集成电路，一直保持着迅猛发展的态势（修正过的摩尔定律称芯片上集成的晶体管数量将每18个月翻一番）。现在看来，计算机在海量信息的背景下起着越来越大的作用，已成为人们生活中不可分割的一部分。总体上超级计算机向高速度、大容量、功能强的方向发展，微型计算机则向体积小、功能强、价格低、可靠性高、适用范围广的方向发展，以后随着科学技术的进步，计算机领域更大的发现还会出现，人类在计算工具领域必将取得更大的硕果。（本文参考课本及百度相关词条）