计算工具的演变
计算工具的历史
计算工具的历史
计算工具的历史
在漫长的历史长河中，随着社会的发展和科技的进步，人类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。
这一演变过程，反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。
现在我们溯本求源，看一看计算工具是怎样演化的：
1.石块、贝壳计数
原始社会，人类智力低下，当时把石块放进皮袋，或用贝壳串成珠子，用“一一对应”的方法，计算需要计数的物品。
2.结绳计数
就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块贝壳方便了许多。
3.手指计数
人类的十个手指是个天生的“计数器”。
原始人不穿鞋袜，再加上十个足趾，计数的范围就更大了。
至今，有些民族还用“手”表示“五”，用“人”表示“二十”，据推测，“十进制”被广泛运用，很可能与手指计数有关。
4.小棒计数
利用木、竹、骨制成小棒记数，在我国称为“算筹”。
它可以随意移动、摆放，较之上述各种计算工具就更加优越了，因而，沿用的时间较长。
刘徽用它把圆周率计算到3.1410，祖冲之更计算到小数点后第七位。
在欧洲，后来发展到在木
次工业革命的开始”。
其运算效率和精确度之高，是史无前例的。
在此之前，英国数学家桑克斯用了22年的精力，把圆周率π算到小数点后707位，以至在他死后，人们在其墓碑上刻着π的707位数值，表达了对他的毅力和精神的钦佩。
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第1章计算机与信息化社会20世纪40年代以来，计算机、网络、通信、软件和传感技术获得重大突破，推动了信息技术的迅猛发展，引发了一场新的全球性信息革命。
计算机（Computer）又称电子计算机或电脑，是一种利用电子学原理，根据一系列指令来对数据进行处理的机器。
计算机是20世纪最伟大的科学技术发明之一，它从最初的军事科研应用扩展到信息管理、科学计算、过程检测与控制、工业生产、武器装备、辅助设计与制造、教育教学、家庭娱乐、通信和航天科技等各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，并以强大的生命力飞速发展。
以计算机技术为核心的信息技术已经成为继蒸汽机技术和电力电气技术之后，又一项对人类社会发展产生深刻影响的通用性技术。
现代社会离不开信息技术，掌握基本的信息技术及其应用是高等技术人员不可缺少的基本技能之一，也理所当然成为当代大学生知识结构的重要组成部分。
本章将为您揭示计算机的来龙去脉，介绍现代信息技术的基本内涵及未来的发展方向。
1.1 计算机概况1.1.1 计算工具的演变在漫长的人类进化和社会发展历史长河中，人的大脑逐渐具有了一种“把直观变成抽象、形象变成数字的抽象思维活动”的特殊本领。
由于能够在“形象”与“数字”之间进行互相转换，人类才真正具有了认识世界的能力。
在此基础上，数的计算也就随着数的概念的产生而出现。
然而，数的计算往往需要借助一定的工具来完成，因而计算工具也就随着人类社会活动的日益扩大及计算复杂程度的日益增大而不断更新发展，经历了由简单到复杂，由低级向高级的演变过程，反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。
回顾计算工具的演变过程，从中可以得到许多有益的启示。
1．手动计算工具人类最初的计算工具就是人类的双手，掰指头算数就是最早的计算方法。
一个人天生有十个指头，因此十进制就成为人们最熟悉的进制计数法。
由于双手的局限性，人类开始学习用小木棍、石子等物品作为计算工具。
第一章早期的计算工具一、算筹与算盘
第一章早期的计算工具一、算筹与算盘第一章早期的计算工具一、算筹与算盘全世界都公认,在世界计算工具的早期发展史上,东方的炎黄子孙所作出的贡献尤为突出。
难怪有人说:“在古老计算工具的宝库中,最古老的藏品属于古老的中国。
”早在商代,中国就开始使用十进制记数法了,领先世界长达一千余年。
周朝,算筹问世了。
算筹是中国独特的一种计算工具。
算筹是一种竹制、木制或骨制的小棍,在棍上刻有数字。
把算筹放在地面或盘中,就可以一边摆弄小棍,一边进行运算,“运筹帷幄”中的“运筹”就是指移动筹棍,当然运筹还含有筹划的意思。
用筹进行计算(筹算)很方便,在古代中国使用得也很普遍,秦始皇及张良等政治家都亲自进行过布筹计算。
算筹是当时世界上最先进的一种计算工具。
筹算使我国数学家创造出了卓越的数学成果,使我国古代数学曾长期处于世界领先地位。
筹算的规则得到了发展,同时算筹本身的缺点也暴露出来了。
为了便于使用,人们尽管对算筹作了改进,把它从圆柱形变为方形,但形式上的一些改良,仍不能适应运算步骤的发展,念歌诀摆弄算筹时,往往能“得心”但不“应手”,特别是当计算较为复杂时,算筹摆弄既不方便又会弄得十分繁乱,因此这种计算工具到非改革不可的时候了。
算筹最终被新一代计算工具??珠算盘取代了。
在人类以往所用过的计算工具中,珠算盘是一种既古老,又仍充满青春活力的计算装置。
在世界文明的四大发源地,即黄河流域、印度河流域、尼罗河流域及幼发拉底河流域,都曾经出现过形式各异的“算盘”。
但沿用至今的,却只有这一种“珠算盘”了,这种计算工具目前在我国及亚洲一些国家仍然较为流行。
珠算盘是计算工具史上的第一项重大变革。
它最早可能萌芽于汉代,到南北朝时已定型。
珠算是由算筹演变而来的。
在筹算时,上面每一根筹当五,下面每一根筹当一,这与珠算盘上档一珠当五,下档每一珠当一完全一致,由于在打算盘时,会遇到某位数字等于或超过十的情况,所以珠算盘采用上二珠下五珠的形式。
珠算利用进位制记数,通过拨动算珠进行运算,而且算盘本身能存贮数字,因此可以边算边记录结果。
计算器的起源和发展
计算器的起源和发展计算器是我们日常生活中用于进行数学计算的工具。
它的起源可以追溯到古代的计算方法，但真正的计算器的起源可以追溯到17世纪。
在古代，人们利用手指和石头来进行计数。
在公元前2700年左右，古埃及人使用环块进行计数，每个环块代表一个数字。
古巴比伦人则使用泥板上的刻痕进行计算。
在中国，古代的算盘被认为是最早的计算工具之一、算盘可以追溯到公元前3000年左右，由一组珠子和线构成。
珠子的位置表示不同的数字，线用于分隔个位数和十位数等。
算盘的算术操作相对简单，但在数学计算中起到了重要作用。
然而，真正的计算器的起源可以追溯到17世纪，当时一种叫做“巴斯克”的机械计算器被发明出来。
这个机械计算器是由一系列的齿轮和滑动条组成，通过操作这些部件来进行算术运算。
巴斯克在计算器的设计上取得了重要突破，他的计算器使得复杂的计算变得更加容易。
随后，17世纪末和18世纪初，德国数学家，物理学家和发明家莱布尼茨和著名发明家帕斯卡独立地发明了“莱布尼茨轮算器”和“帕斯卡计算器”。
这些机械计算器使用齿轮和滑动条等部件来进行计算，可以执行加法和减法运算。
19世纪初，法国数学家夏尔·巴贝奇设计了一种巨大的机械计算器，被称为“分析机”。
这个机械计算器使用了多个齿轮，滑动条和卡片等部件，可以执行各种数学运算，并被认为是世界上第一台通用计算机。
尽管这台机械计算器从未完全建造出来，但它的设计成为了后来计算机的基础。
在20世纪初，电子计算器开始出现。
首先是十进制计算器，如“古德-弗索尔十进制计算器”，它使用电子继电器来进行计算。
随着技术的进步，20世纪中期，数码计算器开始出现。
这些计算器使用了电子管和晶体管等电子元件，并通过数字显示屏来展示计算结果。
数码计算器比机械计算器更加精确和便携，成为人们进行数学计算的主要工具。
1970年代，随着集成电路技术的发展，可编程计算器进入市场。
可编程计算器可以存储一系列指令，执行更复杂的运算。
计算工具的发展简史
计算工具的发展简史现在我们所说的计算机，其全称是通用电子数字计算机，“通用”是指计算机可服务于多种用途，“电子”是指计算机是一种电子设备，“数字”是指在计算机内部一切信息均用0和1的编码来表示。
计算机的出现是20世纪最卓越的成就之一，计算机的广泛应用极大地促进了生产力的发展。
自古以来，人类就在不断地发明和改进计算工具，从古老的“结绳记事”，到算盘、计算尺、差分机，直到1946年第一台电子计算机诞生，计算工具经历了从简单到复杂、从低级到高级、从手动到自动的发展过程，而且还在不断发展。
回顾计算工具的发展历史，从中可以得到许多有益的启示。
1. 手动式计算工具人类最初用手指进行计算。
人有两只手，十个手指头，所以，自然而然地习惯用手指记数并采用十进制记数法。
用手指进行计算虽然很方便，但计算范围有限，计算结果也无法存储。
于是人们用绳子、石子等作为工具来延长手指的计算能力，如中国古书中记载的“上古结绳而治”，拉丁文中“Calculus”的本意是用于计算的小石子。
最原始的人造计算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创造和使用了这种简单的计算工具。
算筹最早出现在何时，现在已经无法考证，但在春秋战国时期，算筹使用的已经非常普遍了。
根据史书的记载，算筹是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为13～14cm，径粗0.2～0.3cm，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，如图1所示。
算筹采用十进制记数法，有纵式和横式两种摆法，这两种摆法都可以表示1、2、3、4、5、6、7、8、9九个数字，数字0用空位表示，如图2所示。
算筹的记数方法为：个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，……，这样从右到左，纵横相间，就可以表示任意大的自然数了。
图1 算筹图2 算筹的摆法图3 算盘图4 纳皮尔算筹计算工具发展史上的第一次重大改革是算盘，也是我国古代劳动人民首先创造和使用的。
算盘由算筹演变而来，并且和算筹并存竞争了一个时期，终于在元代后期取代了算筹。
“算盘”的由来
“算盘”的由来算盘，又称算筹、算珠、算盘子，是一种古老的计算工具。
自古以来，算盘一直被人们用来进行简单的算术运算，同时也是商人们的常用工具。
在我们现在的计算机时代，算盘已经逐渐淡出人们的视线，但是它作为一种传统文化、历史文化仍然有着重要的意义。
那么，算盘的由来是什么呢？本文将从古代计算方式的演变、算盘的出现与发展、算盘的作用与种类以及现代的使用情况四个方面介绍算盘的由来。
一、古代计算方式的演变在古代，人们用各种方法来计算，比如使用手指，使用记号、画图、口算等等。
其中，记号计数是古代最常用的一种计算方式。
记号计数在古代非常普遍，在不同的国家、不同的民族之间都有着不同的方式。
比如，中国的“甲子”纪年，是用天干地支结合的方式来进行记号计数的，而埃及古老的图片文字中，就常常出现类似于图案的计数符号。
随着时间的推移，人们逐渐发展出了更为高效的计算方式，其中最重要的一项计算技能就是口算。
中国古代的九九乘法口诀，就是一种口算技巧。
用这种方法，可以在相对短时间内算出两个数的积。
除此之外，还有一种计算方式，那就是用石头、骨头、龟甲等物来进行记事，类似于我们现在使用的便签、备忘录。
然而，这种方式的不足之处是，它需要人们进行频繁的复查和核对，这会大大降低计算效率。
因此，在古代，出现了一种新的计算工具——算盘。
二、算盘的出现与发展据史书记载，算盘最早出现于中国古代，距今已有2000多年的历史。
最早的算盘是由一些小珠子和竹片，或是一些小石子和坚果串在一起而制成的。
这种简单的算盘并不像后来的算盘一样，有着清晰的划分区域和卡槽。
而是通过珠子、石子等来代表不同的数字，人们利用手指和手掌进行计算。
据史书记载，最早使用算盘计算的是古代的商人和财务人员，他们利用算盘更加方便地记账和进行交易。
随着时间的推移，算盘也逐渐发展和改进。
在我国唐代，算盘已经成为了一种非常普遍、广泛使用的计算工具。
在元代，算盘的结构和作用进一步发展，成为了类似于我们现在使用的算盘。
计算工具的发展简史的资料
计算工具的发展简史的资料计算工具的发展可以追溯到古代人类开始使用手指和其他物体进行计数的时候。
然而，随着时间的推移，人们对计算的需求不断增加，从而催生了各种计算工具的发展。
早期的计算工具包括算盘和计算尺。
算盘是由中国人发明的，大约在公元前2世纪左右。
它由一些珠子和棍子组成，通过移动珠子来进行计算。
算盘的发明对于进行简单的算术计算非常有用，而且在中国和其他亚洲国家一直使用到现代。
随着时间的推移，人们开始寻求更高效的计算工具。
16世纪，法国数学家布莱克诺设计了一种被称为“诺皮尔棒”的计算工具。
这个装置由一系列的旋转齿轮和数字刻度组成，可以进行乘法和除法运算。
尽管这个装置在当时非常先进，但由于复杂性和高昂的价格，它并没有普及开来。
到了17世纪，德国数学家帕斯卡设计了一种被称为帕斯卡计算器的装置。
这个装置由一系列的齿轮和数字刻度组成，可以进行加法和减法运算。
帕斯卡计算器在当时很受欢迎，成为了早期机械计算的重要工具。
19世纪末，美国数学家霍尔顿发明了一种被称为霍尔顿计算器的装置。
这个装置使用了齿轮和杠杆的组合，可以进行乘法和除法运算。
霍尔顿计算器的设计非常精巧，被广泛应用于科学研究和商业计算。
20世纪初，计算机科学的发展推动了计算工具的进一步革新。
在这个时期，机械计算器逐渐被电子计算器取代。
电子计算器使用了电子元件和电路来进行计算，大大提高了计算的速度和精度。
在20世纪50年代，电子计算器开始出现普及，并逐渐在商业和科学领域取代了传统的机械计算器。
随着计算机科学的快速发展，计算工具也在不断演进。
从大型机到个人计算机，再到今天的智能手机和平板电脑，计算工具越来越小巧、便携且功能强大。
现代计算工具不仅可以进行基本的数学运算，还可以处理复杂的数据和图形，进行高级的计算和分析。
总的来说，计算工具的发展经历了漫长的历史。
从手指计数到算盘、诺皮尔棒、帕斯卡计算器、霍尔顿计算器，再到电子计算器和现代计算机，计算工具不断演变和创新，满足了人们日益增长的计算需求。
计算器发展的历史过程
计算器发展的历史过程一、计算器的起源计算器的起源可以追溯到古代。
在古代，人们使用算盘进行计算。
算盘是一种机械计算工具，由珠子和棍子组成。
通过移动珠子的位置，人们可以进行加减乘除等运算。
算盘的出现极大地简化了计算的过程，并提高了计算的准确性。
二、机械式计算器的出现随着科学技术的进步，机械式计算器开始出现。
最早的机械式计算器可以追溯到17世纪，当时的计算器主要采用齿轮和滑动规等机械结构，通过人工操作来完成计算。
这些计算器体积庞大，操作复杂，但在当时已经是一种重要的计算工具。
三、电子计算器的兴起随着电子技术的发展，20世纪40年代，第一台电子计算器诞生了。
这种电子计算器是由真空管构成的，体积较大，功耗较高。
然而，电子计算器的出现标志着计算器从机械时代进入了电子时代。
四、晶体管计算器的进步20世纪50年代，晶体管的发明使得计算器得以进一步发展。
晶体管计算器体积更小，功耗更低，运算速度更快。
此时的计算器已经可以完成更加复杂的计算任务。
五、集成电路计算器的革新20世纪70年代，集成电路的发明使得计算器进一步革新。
集成电路计算器采用了更加先进的电子元件，使得计算器体积更小，功耗更低，计算速度更快。
此时的计算器已经可以进行科学计算、统计计算等更加复杂的运算。
六、便携式计算器的出现20世纪70年代末，第一台便携式计算器问世。
这种计算器采用了更小尺寸的键盘和显示屏，使得计算器更加轻便，方便携带。
便携式计算器的出现使得计算器进一步普及，成为了人们日常生活中必备的工具。
七、科学计算器的功能增强随着计算器的发展，科学计算器的功能也得到了增强。
科学计算器不仅可以进行基本的加减乘除运算，还可以进行三角函数、指数运算、对数运算等复杂的科学计算。
科学计算器的出现使得科学研究和工程计算变得更加便捷。
八、图形计算器的问世20世纪80年代末，第一台图形计算器问世。
图形计算器在显示屏上可以绘制出各种函数的图像，使得学生和专业人士在学习和工作中更加方便地进行图形分析和数据处理。
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计算工具的演变
计算工具在人类历史上发展了许多年。
从最早的原始计算工具到现代的高级计算机，计算工具经历了许多演变，不断地变得更加高效和强大。
本文将探讨计算工具的演变过程，介绍不同时期的关键里程碑。
原始计算工具
最早的计算工具可以追溯到史前时代。
当时人们使用简单的物体，如骨头、石头和木棒来进行计算。
这些原始计算工具主要用于计数和测量。
人们通过添加、移动和组合这些物体来进行简单的算术运算。
历史上的计算器
在古代，人们开始使用更复杂的计算工具来解决更复杂的问题。
例如，古希腊人发明了阿比加尔德罗斯，这是一种使用滑动尺的机械计算器。
它能够进行基本的加法、减法、乘法和除法运算，并且在处理大数时非常高效。
在17世纪，计算工具开始进一步发展。
布莱克维尔发明了一种称为“布莱克
维尔计算器”的机械装置。
它使用了一系列齿轮和滑动规则，能够进行复杂的计算，例如开方和计算对数。
电子计算器的出现
20世纪上半叶，电子计算器的出现引领了计算工具的新时代。
最早的电子计
算器使用真空管和继电器作为基本元件。
这些计算器能够进行更快和更精确的计算，而且减少了人们进行手动计算的工作量。
随着电子技术的不断进步，越来越复杂的计算工具不断涌现。
1941年，康拉德·范·内曼发明了世界上第一台通用计算机，名为ENIAC。
这台计算机可以进行复
杂的数学运算，并且能够处理大量的数据。
在1960年代和1970年代，计算机开始向大众普及。
个人计算机（PC）的出
现为人们提供了一个强大、易于使用和可编程的计算工具。
人们可以使用计算机进行各种任务，包括文字处理、数据分析和编程。
互联网时代的计算工具
随着互联网的普及，计算工具又迎来了一次巨大变革。
互联网为人们提供了与全世界连接并共享信息的能力。
人们可以使用云计算服务来存储和处理数据，而无需自己购买昂贵的计算机设备。
同时，移动设备（如智能手机和平板电脑）的发展也使计算工具变得更加便携和普及。
人们现在可以随时随地使用各种应用程序和工具来完成各种计算任务，无论是查看股票行情还是进行复杂的数据分析。
未来的计算工具展望
随着科技的不断进步，计算工具在未来将继续演变和改进。
人工智能（AI）的发展将使计算机能够进行更复杂的智能计算和预测。
量子计算机的出现可能会推动计算工具的发展到一个全新的境界，能够解决目前无法解决的复杂问题。
结论
计算工具从原始计算工具到现代计算机，经历了漫长的发展过程。
每一次技术革新都使计算工具更加强大和高效。
我们对计算工具的演变有了更深入的了解，相信未来的计算工具将会继续为我们带来更多惊喜和便利。