第一章计算机概述

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1、第一章计算机概述第一节计算机发展简史（硬件部分）在ENAIC诞生之前，相继产生了数学领域二进制和四则运算，同时开启了工具与机械机制造的时代。早期计算机（原始脑力使用计算工具的时代）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（如：加、减、乘、除等）要超过目前的计算机，算盘的方面体现了我们中国人民无穷的智慧。前期计算机（机械计算机时代、史前时代）17世纪开始至18世纪中后期，在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，大大促进了自然科学

2、技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到空前释放。其中制造一台能帮助人进行计算的机器，就是最耀眼的思想火花之一。从那时起，一个又一个科学家为把这一思想火花变成引导人类进入自由王国的火炬而不懈努力。但限于当时的科技总体水平，大都失败了，这就是拓荒者的共同命运：往往见不到丰硕的果实。后人在享用这甜美的时候，应该能从中品出一些汗水与泪水的滋味……从而计算机器硬件设备也进入了第二次重要历史进步阶段。1614年，苏格兰业余数学家约翰·纳皮尔[JohnNapier(1550-1617)]发表了一篇论文，其中提到他发明了一

3、种可以计算四则运算和方根运算的精巧装置。1620年左右，在这段时期中设计和使用机械设备计算乘法是非常困难的。1623年，人称“计算机时代之父”的德国科学家威廉·契克卡德[WilhelmSchickard(1592-1635)]制作了一个能进行六位以内数加减乘除运算，并能通过铃声输出答案的“计算钟”。通过转动齿轮来进行操作。这台设备是人类有史以来第一台机械计算机。威廉·契克卡德计算钟1625年，英国牧师数学家威廉·奥特雷德[WilliamOughtred(1575-1660)]发明计算尺。1642年至1645年，

4、法国数学家布莱士·帕斯卡[BlaisePascal(1623-1662)]在威廉·奥特雷德计算尺的基础上将计算尺加以改进，发明了一部使用齿轮运进行八位计算并自动进位加法器，称为“Pascalene(帕斯克林)”。这是第一部机械加法器，也是首次确立了计算机器的概念。在当时售出很多，并成为一种时髦的商品。1666年至1668年，英国塞缪尔·莫兰德[SamuelMorland(1625-1695)]爵士制作了一个非十进制的加法装置，为了适宜钱币计算。1671年至1674年，德国数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨[Got

5、tfriedWilhelm(von)Leibniz(1646-1716)]在帕斯卡的Pascalene基础上加以改进，设计并制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的可以连续运算的计数机，叫“踏式计算器(SteppedReckoner)”，这部计算器可以把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里，最终答案可以最大达到16位。然而这部机器沿用了齿轮及刻度尺操作的实用设计，并且提出了“二进制”数的概念。据说这个概念来源于中国的八卦。这个机械机器成功的把乘法运算转换成了加法运算，从而使它的设计和制造对于后世有着很深远的

6、影响。1725年，法国纺织机械师巴西莱·布乔(BasileBouchon)发明了“穿孔纸带”的构想。从而设计出了打孔纸带，这个设想使得后来计算机存储媒介有所启发和沿用。但是没有专利权。1773年至1776年，德国神父菲利普·马特乌斯·哈恩[PhilippMatthausHahn(1739-1790)]设计并制造出第一部精确至12位的功能性乘法计算机器。并且售出了少量成品。1775年，英国第三代斯坦霍普伯爵:查尔斯·斯坦霍普[ThethirdEarlofStanhope,CharlesStanhope(1753-

7、1816)]制作成功了一台与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨的计算机类似的乘法计算机器，但比它更先进一些。1786年，米勒(J.H.Mueller)设计了一部差分机，可惜没有拨款去制造。成为历史上只能留下名字和概念的人。19世纪开始，使得计算机进入了设想和概念逐渐变为现实的历史阶段，这个时期出现了多种的机械式计算机器。1801年至1805年，法国纺织工匠约瑟夫·玛丽·杰卡德[JosephMarieJacquard(1752-1834)]在布乔的构想基础上，利用字孔打孔机的原理，制作出了一台能用穿孔卡片控制的自动织布机

8、。这是第一台专用计算机器。此后这种打孔卡片为后来计算机的存储媒介的设计所沿用。穿孔纸带与打孔卡片，这两种用在纺织机上的记忆设备成为了电子计算机时代开始时期许多著名制造商的首选。这也使得我们在当时多款著名计算机中均能发现自动提花机的身影。1820年，法国商人查尔斯·赛维尔·托马斯·科尔马[CharlesXavierThomasdeColmar(1785-1870)]，制作成功第一台可以进