关键要点
- 最早的计算设备是古埃及人、古希腊人和美索不达米亚人使用的速记方法。
- 曾经有棍棒、结和计数符号等流行的方法来追踪数量。
- 早期的计算工具在历史上具有重要意义,因为没有它们,就没有数字计算器,也就没有计算机。
从时间的黎明开始,计算器在世界运作中发挥着重要的作用。数学运算对于调节贸易、确定土地尺寸和规划建筑物的施工等基本用途至关重要。更重要的是,早期的计算设备最终演变成了第一个数字计算机。但是它们是如何演变的呢?让我们来看看!
关于计算工具历史的三个事实
- 说实话,最早的计算工具已经内置在人类体内:手指和脚趾。在最原始、最古老的早期计算设备发明之前,有以下事实:人类首先用手和脚进行计数。
- 古代日本的算盘是算盘的早期前身,中国的算盘也是如此。
- 虽然计算工具出现较晚,但数学的历史可以追溯到公元前的时代。例如,几何学可以追溯到公元前300年左右的古希腊。
这台古董机械计算器是手动操作的。
计算工具:历史
回顾过去,最早的计算设备是古埃及人、古希腊人和美索不达米亚人使用的速记方法,用于表示大量特定的数量。对于埃及人、希腊人和美索不达米亚人来说,这种速记方法因文化而异,但几乎总是包括一组线表示单个单位,以及用于表示五和十的独特字符。随着时间的推移,棍棒、结和计数符号成为追踪数量的其他流行方法。
快速事实
- 创建日期
- n/a
- 创建者
- n/a
- 原始用途
- 加法、减法、乘法、除法
- 价格
- n/a
不管你相信与否,这些原始的方法——连同使用罗马数字——一直延续到了文艺复兴时期。这是因为许多人和许多社会对于我们今天所知和使用的数字表示法非常警惕,担心准确性和可能出现的伪造问题,这可能是由于一种更标准化、不太个人化的计算系统引起的。
就计算工具而言,以下是事实:算盘被广泛认为是最显著的前现代计算设备,它通常与起源于中东的线与珠计算设备一起被归为一类。虽然没有真正的办法确切地知道算盘的起源时间和地点,但可以合理地假设“算盘”一词可以追溯到古中东用沙子上划线移动鹅卵石的计算方法。
在15世纪至18世纪期间,欧洲发明家们在几种早期计算设备上进行了艰苦的工作。在此期间,古典和中东的几种计算设备也出现了重大复兴。这个时期看到许多发明家开发了各种不同用途的新型计算工具。总的来说,这些工具几乎总是依赖于放置在木制、金属或纸张上的一系列数字。发明家们会把这些线连接在一起,然后用它们以各种不同的方式将数字分组进行计算。
苏格兰数学家和发明家约翰·纳皮尔于1614年左右开发了一套用于计算乘法的棒子。他将这些棒子放置在一个盒子里的想法有效地为最早的机械计算设备中的基于齿轮的进位机制奠定了基础。在此期间,其他一些发明家也进行了重要的发展,比如17世纪中叶的布莱兹·帕斯卡和他的乘法机器,以及戈特弗里德·威廉·冯·莱布尼兹和塞缪尔·莫兰德。
纳皮尔、帕斯卡、莫兰德和冯·莱布尼兹在17世纪的工作直接影响了约翰·赫尔夫里希·冯·穆勒创造差分机,其目的是计算对数表。穆勒的发明旨在成为一种无误差的设备,可以取代人们手工计算的需要。不久之后,在19世纪初,英国数学家查尔斯·巴贝奇试图发明一种既能计算又能打印对数表的计算工具。虽然他始终无法确切地弄清楚,但他的儿子亨利在19世纪70年代设法让它工作起来。
与亨利的工作同时进行的是算盘的构思和实现。被认为是第一台成功进行加法、减法、乘法和除法的计算机的发明者查尔斯·泽维尔·托马斯·德·科尔马尔从几十年前莱布尼兹的工作中得到了灵感。托马斯的算盘以其作为加法器、减法器、乘法器和除法器的多功能性而取得了巨大的商业成功。1851年算盘的发布实际上开创了我们今天所了解的机械计算器行业。从1851年到19世纪80年代末,托马斯的算盘是市场上唯一的机械计算器。
虽然在19世纪末和20世纪初,它的流行度下降了,但它在某种程度上或其他方式仍然在使用,直到第一次世界大战结束。正是在这里,计算工具被数字计算器取代。
现代计算器是电子的。
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计算工具的历史:它们的工作原理
算盘的早期版本的工作原理如下:一个金属、木制或纸张的框架上有几根棒子。每根棒子上都装有十个珠子。当一根棒子上的十个珠子都滑到一侧后,用户将会转移到下面或斜向(取决于具体算盘的布局或方向)。这对于加法和减法来说效果不错,但对于乘法或除法来说并不理想。
在17世纪期间,约翰·纳皮尔、爱德华·冈特、威廉·奥特里德等人构思出滑尺计算工具,使得乘法和除法成为了可能。滑尺是一系列可移动的木棍或圆盘,依靠对数刻度来实现快速乘法和除法。随着未来的改进,这些设备还能够进行更复杂的三角学、指数、对数甚至平方根计算。
随着时间的推移,各种齿轮、旋转轮和可按压按钮的计算工具出现,使得计算工具更加先进。例如,布莱斯·帕斯卡的计算工具通过齿轮和旋转轮快速进行加法和减法运算。
电子计算器的历史
首批数字计算器是大型笨重的台式机型号,于1961年由英国贝尔朋公司首次推出。其中两个型号anita mk vii和anita mk 8采用真空管技术。到了1960年代中期,几家制造商开始生产晶体管台式计算器。
1971年,首批由电池或交流电驱动的便携式电子手持计算器问世。这些计算器主要是台式机型号,但体积小巧,方便携带。
1971年,首批袖珍计算器推出。最初,它们由佳能和夏普等大型电子制造商生产,价格相对较高。随后,其他制造商也看到了这些设备的潜力,并开始为大众生产。到了1970年代中期,袖珍计算器的价格大幅下降,变得人人都能负担得起。
计算工具的历史:历史意义
这些早期的计算工具是有史以来最具历史意义的发明之一,这一点并非夸大其词 – 没有它们,就不会有数字计算器,而没有数字计算器,我们也不会有计算机。很难想象现代世界没有它们。因为莱布尼兹、米勒、巴贝奇和帕斯卡等发明家通过他们革命性的齿轮和寄存器的自动化计算发现,为数字计算机奠定了基础。没有他们的革命性思想,数字计算器 – 以及之后的计算机 – 永远不会被发明。