数学文化:计算工具的演变
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计算工具的演变
人类初期的计算主要是计数。最早用来帮助计数的工具是人类的四肢(手、脚、手指、脚趾)或身边的小石头、贝壳、绳子等。
在没有文字的我国古代,人们用在绳子上打结的方法来计数和记事。
算筹是中国古代广泛应用的一种计算工具。“筹”,实际上是小竹签。由于那时还没有纸张,古代数学家就用这些小竹签摆成不同的行列,来进行计算。
算盘是中国人民在长期运用算筹计算的基础上,大约在14世纪左右发明的。用算盘来计算的方法叫珠算。
算盘不能自动连续地进行运算,也不能储存运算结果,运算速度也不够快,因而人们就想制造一种能代替人工并进行快速计算的机器。
1642年,法国数学家帕斯卡发明了世界上第一台机械计算机。
现代计算机的原型,当推1936年英国数学家图灵设计的理想计算机(即图灵机)为最早。
1946年在美国的宾夕法尼亚大学,诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC。他的最重要的特点是,能够按照人编写的程
序自动地进行计算。
从1946年至今,电子计算机已“进化”到第五代。
第一代以电子管为主要元件。利用这一代计算机,人们把人造卫星送上了天。
第二代以晶体管构成基本电路。开始有了算法语言和编译系统。
第三代是中小规模集成电路计算机。这时已有操作系统,小型机广泛应用,有了终端与网络,运算速度达每秒几千万次。
第四代是大规模集成电路组成的机器。体积与成本大幅度减少。
第五代电子计算机实际是智能计算机,具有模仿人脑思维过程的能力。
从石子、结绳、筹码、算盘、计算器、机械计算机到电子计算机,这些都是因计算规模和速度的需要而不断发展的。计算机的发展更来源于计算需求的空前提高,通信技术的现代化、因特网的出现更得利于计算机的迅猛发展。它们都在为信息的传输、处理和共享这个共同的目标而各尽所能并殊途同归。归根结底,信息技术的发生、发展起源于计算、归宿于计算。
电子计算机的功能已不止是一种计算工具,它已渗入了人
类的活动领域,并改变着整个社会的面貌,使人类社会迈入一个新的阶段。
神六的升天,也完全依赖于许多科学家高科技的技术和精密的计算。我们的生活中已离不开计算。