計算工具史上的15個裡程碑

計算工具史上的15個裡程碑包含：第一個數學計算,第一個算盤,Antikythera裝置,納皮爾公式,威廉謝卡特的計算時鐘,帕斯卡計算器,Leibniz的踏步計算器,提花織機,查爾斯計數器,布爾代數,Z3計算機,二戰期間的編碼機,Harvard Mark I,ENIAC,電腦“bug”的由來。

基本介紹

• 中文名：計算工具史上的15個裡程碑
• 第一個計算：35000年前的狒狒股骨
• 第一個算盤：中國式的標準小算盤
• Antikythera：古希臘的科技水平

簡介

計算機時代的變革，至今為止已有數千年的歷史，從公元前2400年在非洲找到的甲骨文，到1883年Charles Babbage發明的差分機，再到1970年全球普及的個人電腦。這些在不同年代裡出現的計算方式揭示出每代人不同的生活環境和發展階段，不過同樣都是人腦的進步。

縱觀數千年計算機發展史，今天做個小總結，希望你看過之後對人類的進步和計算機的存在價值有新的認識。或許能解開你的疑慮：手繪，雕塑等造型手段為何無法保持它們的壟斷地位，而被現代計算機所代替。

15個裡程碑

1.第一個數學計算（Lebombo&Ishango）

Lebombo甲骨文是考古家在非洲列朋波山脈（Lebombo Mountains）發現的一塊大約35000年前的狒狒股骨，這塊骨頭上面有29個凹口，可能是人們記錄的一些時間，它是最早用來精確計數的人造物品。還有Ishango甲骨文，它是在比利時的剛果發現的一塊距今約20000年的骨頭，上面有一系列記事刻痕。它出現在石器時代，標準著當時人們已經進入文明階段，開始有了數字的概念。

2.第一個算盤

我們現在所說的算盤，都是中國式的標準小算盤，不過早在公元前2400年巴比倫就有了算盤的概念，隨後在古埃及，希臘和羅馬也發現了類似算盤。其中一些地方發明了自己的算盤樣式，例如，羅馬人的口袋算盤是歷史上第一個輕便計數算盤，當時設計這種算盤的目的估計是用來幫助收銀員做一些數學計算。

3.Antikythera裝置

早在1900年，希臘海員在一個名叫Antikythera的小島上發現一艘失事的船，當時在船上沒有珠寶和雕刻品等東西，唯一珍貴的東西就是一塊帶有齒輪裝置的綠色輪子。這塊金屬輪正是最早的模擬計算機，它做工比較複雜，上面有將近30個齒輪，還有一個刻度盤，能夠預測何時可能會發生日食或月食，科學家分析，它們還考慮到月亮的橢圓形軌道。後來就把這塊追溯到公元前100年的東西命名為Antikythera Mechanism。這個複雜的裝置將使得人們重新考慮古希臘的科技水平，誰發明的？為何又失傳？至今是個謎。

4.納皮爾公式

1614年，蘇格蘭數學家納皮爾發明了對數的概念，它讓數學變得簡單快速，當然這不是他的唯一貢獻，他還是小數點的提倡者，直到後來才被人們接受。他還發明了一種計數公式：Napier’s Bones。它能夠幫人們演示加法中運用乘法，還有減法中的運用除法。他的發明中最為熟悉的是平方根和立方根，我們至今都在運用這些發明進行計算。納皮爾的數學公式是計算史上的一大進步。

5.威廉謝卡特的計算時鐘

1623年，德國一所大學的威廉謝卡特發明了世界上第一款機械計算機，當時人們稱這種計算機為超速時鐘或者計算時鐘，它能夠加減高達6位數的阿拉伯數字。威廉謝卡特在1635年死於癌症，也就是發明計算時鐘的第13年之後這種計算機也隨之消失了，直到20世紀他的發明才再次出現，並刊登在Kepler雜誌上。 1960年，數學家布魯諾 根據他的設計原型構造出類似模型，

6.帕斯卡計算器

第二款機械計算器被稱為Pascaline或者Arithmetique。它是1645年由Blaise Pascal發明的，在他只有19歲的時候就開始研究計算器方面的東西，因為當時他想幫身為收銀員的父親設計容易計算的工具。1648年，他發明的計算器獲得專利並在法國出售。然而這款計算器有一定局限性，只能進行加法和減法，所以當時銷量很差。
這款計算器設有一系列齒輪，第一個齒輪上有10個齒，旋轉到一定刻度後轉移到第二個齒輪上，依次類推，分別表示個十百千萬。。現在這種裝置還用於汽車裡程表，水電錶和煤氣表等領域。

7.Leibniz的踏步計算器

帕斯卡去世十年後，德國數學家Leibniz突發靈感，發明了一款更先進的計算器，這款計算器設有一個鑲有9個不同長度齒輪的圓柱。它比帕斯卡的計算器先進之處在於：能夠計算加減乘除，還有一系列加減後的平方根算法。不管他的發明多成功，還是沒有贏得大家好評。因為他的計算方式和牛頓發明的微積分學產生一定爭論，他去世後長達50年都未被人提起。

8.提花織機

1801年，草帽的發明者約瑟夫瑪麗又創造出一款運用穿孔卡片控制技術為原理的織布機，它能夠讓一個人完成織布過程，專門為絲綢織布者提供。圖中可以看到，卡片裡的圖案經過織布機的洞穿過，織法決定了絲線的分布狀態，比人工計算更清晰合理。後來這款織布機在巴黎的工業展覽會上公布，成為以織布為生的小型織主謀生的有利工具。

9.查爾斯計數器

早在1800年，多樣性的數表被人們廣發使用，成為計算機（用於計算的東西），因為這些計算方式能夠填補人們大腦的缺陷。1822年，英國數學家Charles Babbage發明了一款叫差分機的計算機，能夠自動準確的計算一系列數字。這種機器總共有25,000個零件，重達13,600 千克，高8英尺。它運用了前面的穿孔卡片編程模式，在當時來說確實很複雜。這款機器也被列為機械計算機，雖然笨重，但是和我們現在的計算機原理相似。
1985年，倫敦科學博物館陳列了一款Charles Babbage發明的差分機和印表機（也是他設計的），它有4,000個零件組成，重2,600 千克，能夠精確到31進制的數學模式。這款差分機已經光榮的記錄在計算機歷史上。

10.布爾代數

1847年，英國數學家發明了一種邏輯性強的代數學，布爾代數的基本規則有三：代入法則， 對偶法則和反演法則。直到1938年才被人們接受，也就是發明後100年才實現它的價值。

11.Z3計算機

1941年，西方國家的計算機科學家面對金融市場的蕭條，變得艱難和孤立。而德國計算機科學家Konrad Zuse恰恰相反，他在這個時期發明了第一款能編程的計算機-Z3。這款計算機總共設有2,000個電開關，是當時世界上最高水平的程式語言的計算機，1946年開始成立了專門的計算機公司。

12.二戰期間的編碼機

在二次世界大戰期間，德國納粹黨用電動密碼機對重要信息進行編碼和加密，比如 "E"的編碼可能就是T。這種機器上面的轉子在不同定義中經過轉動得到字母，比如"EEE" 解碼出來就成了就"TIF"。1994年，計算機科學家Tony Sale等一組人重新改造了Colossus（巨人）編碼機。

13.Harvard Mark I

當霍華德在寫物理學的博士論文時候遇到了難題，關於電子管的空間電荷傳導理論無法推算出來，他需要一個複雜的計算機。1943年，AIKEN 和 IBM 創造出第一台全球通用的計算機，它有51英尺長，8英尺高，重4,500千克。後來命名為Harvard Mark I。它的計算速度相當快，每秒能達到3轉。

14.ENIAC

世界上第一台電子數字計算機的生日是多少？恩，1943年，第二次世界大戰期間，當時激戰正凶，各國的武器裝備跟現在比差遠了，占主要地位的戰略武器就是飛機和大炮，因此研製和開發新型大炮和飛彈就顯得十分必要和迫切。1942年提出了試製第一台電子計算機的初始構想，期望用電子管代替繼電器以提高機器的計算速度。後來承擔開發任務的莫爾小組終於做出了第一台電子計算機。這個龐然大物占地面積達170平方米，重達30噸，1秒鐘內進行了5000次加法運算和500次乘法運算，這比當時最快的繼電器計算機的運算速度要快1000多倍。

15.電腦“bug”的由來

1945年9月9日，美國海軍指揮官GraceHopper發現了Harvard Mark II 計算機的第一個bug。在計算機科學中，bug這個詞是錯誤或缺陷的意思。可是她在筆記中記錄到：第一個計算機實際錯誤是一個小蟲子導致的。（一隻飛蛾飛進Harvard Mark II 里，它堵住了繼電器觸點，導致造成計算機故障）
GraceHopper是數據處理方面的領袖，1952年她為UNIVAC開發了第一個編譯器，把人能夠讀得懂的高級語言翻譯成計算機能夠識別的機器語言的程式。