計算機發(fā)展史

1、計算機發(fā)展史無處不在、無所不能的電腦，已歷經(jīng)了50多個春華秋實。50余年在人類的歷史長河中只是一瞬間，電腦卻徹底改變了我們的生活。回顧電腦發(fā)展的歷史，并依此上溯它的起源，真令人驚嘆滄海桑田的巨變；歷數(shù)電腦史上的英雄人物和跌宕起伏的發(fā)明故事，將給后人留下了長久的思索和啟迪。請讀者隨著我們的史話倒轉(zhuǎn)時空，從電腦最初的源頭說起。誰都知道，電腦的學(xué)名叫做電子計算機。以人類發(fā)明這種機器的初衷，它的始祖應(yīng)該是計算工具。英語里“Calculus”（計

2、算）一詞來源于拉丁語，既有“算法”的含義，也有腎臟或膽囊里的“結(jié)石”的意思。遠古的人們用石頭來計算捕獲的獵物，石頭就是他們的計算工具。著名科普作家阿西莫夫說，人類最早的計算工具是手指，英語單詞“Dight”既表示“手指”又表示“整數(shù)數(shù)字”；而中國古人常用“結(jié)繩”來幫助記事，“結(jié)繩”當(dāng)然也可以充當(dāng)計算工具。石頭、手指、繩子……，這些都是古人用過的“計算機”。不知何時，許多國家的人都不約而同想到用“籌碼”來改進工具，其中要數(shù)中國的算籌最有名

3、氣。商周時代問世的算籌，實際上是一種竹制、木制或骨制的小棍。古人在地面或盤子里反復(fù)擺弄這些小棍，通過移動來進行計算，從此出現(xiàn)了“運籌”這個詞，運籌就是計算，后來才派生出“籌”的詞義。中國古代科學(xué)家祖沖之最先算出了圓周率小數(shù)點后的第6位，使用的工具正是算籌，這個結(jié)果即使用筆算也很不容易求得。歐洲人發(fā)明的算籌與中國不盡相同，他們的算籌是根據(jù)“格子乘法”的原理制成。例如要計算1248456，可以先畫一個矩形，然后把它分成32個小格子，在小格子

4、邊依次寫下乘數(shù)、被乘數(shù)的各位數(shù)字，再用對角線把小格子一分為二，分別記錄上述各位數(shù)字相應(yīng)乘積的十位數(shù)與個位數(shù)。把這些乘積由右到左，沿斜線方向相加，最后就得到乘積。1617年，英國數(shù)學(xué)家納皮爾把格子乘法表中可能出現(xiàn)的結(jié)果，印刻在一些狹長條的算籌上，利用算籌的擺放來進行乘、除或其他運算。納皮爾算籌在很長一段時間里，是歐洲人主要的計算工具。算籌在使用中，一旦遇到復(fù)雜運算常弄得繁雜混亂，讓人感到不便，于是中國人又發(fā)明了一種新式的“計算機”。著名作

5、家謝爾頓在他的小說《假如明天來臨》里講過一個故事：騙子杰夫向經(jīng)銷商兜售一種袖珍計算機，說它“價格低廉，絕無故障，節(jié)約能源，十年中無需任何保養(yǎng)”。當(dāng)商人打開包裝盒一看，這臺“計算機”原來是一把來自中國的算盤。世界文明的四大發(fā)源地──黃河流域、印度河流域、尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域──先后都出現(xiàn)過不同形式的算盤，只有中國的珠算盤一直沿用至今。珠算盤最早可能萌芽于漢代，定型于南北朝。它利用進位制記數(shù)，通過撥動算珠進行運算：上珠每珠當(dāng)五，下珠每

6、珠當(dāng)一，每一檔可當(dāng)作一個數(shù)位。打算盤必須記住一套口訣，口訣相當(dāng)于算盤的“軟件”。算盤本身還可以存儲數(shù)字，使用起來的確很方便，它帕斯卡是真正的天才，他在諸多領(lǐng)域內(nèi)都有建樹。后人在介紹他時，說他是數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家、流體動力學(xué)家和概率論的創(chuàng)始人。凡是學(xué)過物理的人都知道一個關(guān)于液體壓強性質(zhì)的“帕斯卡定律”，這個定律就是他的偉大發(fā)現(xiàn)并以他的名字命名的。他甚至還是文學(xué)家，其文筆優(yōu)美的散文在法國極負盛名。可惜，長期從事艱苦的研究損害了他的健康

7、，1662年英年早逝，死時年僅39歲。他留給了世人一句至理名言：“人好比是脆弱的蘆葦，但是他又是有思想的蘆葦。”全世界“有思想的蘆葦”，尤其是計算機領(lǐng)域的后來者，都不會忘記帕斯卡在渾沌中點燃的亮光。1971年發(fā)明的一種程序設(shè)計語言──PAL語言，就是為了紀(jì)念這位先驅(qū)，使帕斯卡的英名長留在電腦時代里。帕斯卡逝世后不久，與法蘭西毗鄰的德國萊茵河畔，有位英俊的年輕人正挑燈夜讀。黎明時分，青年人站起身，揉了一下疲乏的腰部，臉上流露出會心的微笑，

8、一個朦朧的設(shè)想已醞釀成熟。雖然在帕斯卡發(fā)明加法器的時候，他尚未出世，但這篇由帕斯卡親自撰寫的關(guān)于加法計算機的論文，卻使他似醍醐灌頂，勾起強烈的發(fā)明欲。他就是德國大數(shù)學(xué)家、被《不列顛百科全書》稱為“西方文明最偉大的人物之一”的萊布尼茨（G.Leibnitz）。萊布尼茨早年歷經(jīng)坎坷。當(dāng)幸運之神降臨之時，他獲得了一次出使法國的機會。帕斯卡的故鄉(xiāng)張開臂膀接納他，為他實現(xiàn)計算機器的夙愿創(chuàng)造了契機。在巴黎，他聘請到一些著名機械專家和能工巧匠協(xié)助工作

9、，終于在1674年造出一臺更完美的機械計算機。萊布尼茨發(fā)明的新型計算機約有1米長，內(nèi)部安裝了一系列齒輪機構(gòu)，除了體積較大之外，基本原理繼承于帕斯卡。不過，萊布尼茨技高一籌，他為計算機增添了一種名叫“步進輪”的裝置。步進輪是一個有9個齒的長圓柱體，9個齒依次分布于圓柱表面；旁邊另有個小齒輪可以沿著軸向移動，以便逐次與步進輪嚙合。每當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動一圈，步進輪可根據(jù)它與小齒輪嚙合的齒數(shù)，分別轉(zhuǎn)動110、210圈……，直到910圈，這樣一來，它就

10、能夠連續(xù)重復(fù)地做加法。稍熟悉電腦程序設(shè)計的人都知道，連續(xù)重復(fù)計算加法就是現(xiàn)代計算機做乘除運算采用的辦法。萊布尼茨的計算機，加、減、乘、除四則運算一應(yīng)俱全，也給其后風(fēng)靡一時的手搖計算機鋪平了道路。不久，因獨立發(fā)明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨，又為計算機提出了“二進制”數(shù)的設(shè)計思路。有人說，他的想法來自于東方中國。大約在公元1700年左右某天，友人送給他一幅從中國帶來圖畫，名稱叫做“八卦”，是宋朝人邵雍所摹繪的一張“易圖”。萊布尼茨用放大鏡