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AG和记计算设备的简史:计算器的起源与发展(一)

作者:小编    发布时间:2023-12-10 06:27:12    浏览量:

  AG和记一直以来,人类为了节省时间和脑力劳动就在不断地发明和改进计算工具,计算器作为一种实用常见的计算工具,经历了手动计算器、机械计算器、机电计算器、模拟电子计算器、数字电子计算器、集成电路计算器等发展阶段,而且还在不断发展。回顾计算器的发展历史,从中可以得到许多有益的启示。

  公元前2500年左右,算盘在苏美尔被制造出来,它的工作原理是将数字保存在珠子、鹅卵石或贝壳所构成的列中。通过操纵每列中的磁珠数量,人们可以进行复杂的加法和减法计算。中国人对此进行改进,将珠子串在一个框架中的线柱上,产生了筹策(或称算筹),使其更易于使用和携带。然而AG和记,算盘的最大限制是它仅适用于加法和减法问题。

  ● 1617年,约翰·纳皮尔发明纳皮尔算筹,滑尺的前身,机械计算器的奠基石

  苏格兰数学家约翰·纳皮尔(John Napier)发明了纳皮尔算筹(Napiers bones),其构造极为简单,一个方木盘左边写着行号,一大套算码的顶端写有编号,下面依次写着行号与编号的乘积。这套工具主要用来计算乘法,计算时先用算码凑成一个因数,再根据行号读出与另一个因数每一位的乘积,格子里的斜线错位相加列在纸上,但是最后的总和仍要口算加法。

  牛津大学和剑桥大学在1620年到1630年之间发明了滑尺,将对数计算的繁琐数值改成直观的刻度。滑尺基本上是一个滑动棒(或圆盘),它使用对数刻度来实现快速乘法和除法。后来,英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺,这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数AG和记、指数函数和对数函数。在电子计算器出现之前,它是科学和工程领域最常用的计算工具。这些计算工具不仅带动了计算器的发展,也为现代计算器发展奠定了良好的基础,成为现代社会应用广泛的计算工具。

  17世纪开始机械计算器登上历史舞台。年仅19岁的法国科学家、数学家布莱斯·帕斯卡(Blaise Pascal)引用算盘的原理,发明了第一部机械式计算器。帕斯卡加法器是由齿轮组成、以发条为动力、通过转动齿轮来实现加减运算、用连杆实现进位的计算装置。

  1672年,Gottfried Leibniz(莱布尼茨)开始发明创造步进计算器(Stepped Reckoner),采用其独创的划时代的阶梯式轴齿轮装置“Leibinz wheel”来进行算术运算,这部计算器可以把重复的数字相乘,并自动地加入加数器里,是第一台可以进行四种算术运算的计算器。虽然经过当时机械计算器30-40年的发展,莱布尼茨仍然没有能够将stepped Reckoner完全实现成为一台可以运行的机械计算器,但他是第一个提出“pinwheel calculator”销轮计算器的科学家。

  销轮计算器是一种机械计算器,可以进行加减乘除的运算。机器的主要部件是销钉和一系列齿轮,每个齿轮都有一个小杠杆向下滑动以设置要使用的数字,大曲柄手柄将该数字旋转到显示结果的三个数字寄存器的上方,滑块位于底部,可以左右移动以在右侧寄存器中输入大量数字,而旋转次数在左边计数。

  1709年,意大利人乔瓦尼·波利尼(Giovanni Poleni)第一个发明了可以自动乘法的计算器。它采用了pinwheel销轮设计,是第一个由木头制成的可操作计算时钟。

  1725年,法国科学院认证了法国工匠Lépine设计的帕斯卡计算器的衍生计算器。这种计算器的进位传输是同时进行的,就像一个计算时钟,超出同步进位传输的范围,计算器就无法正常运行。

  雅各布·勒波德(Jacob Leupold)制造了一台基于帕斯卡林原理的圆形机器,具有类似于莱布尼茨机器的可伸缩齿轮。他制造的这台计算器是圆形,很快就在机械计算器中变得非常流行。在1727年,德国机械师安东·布劳恩(Anton Braun)将计算原理和勒波德计算器的形式结合,设计了类似的装置。

  1770年由德国牧师兼著名的制表师Matthäus Hahn发明的计算器采用了莱布尼茨轮和罐状设计。

  1775年,英国的斯坦霍普勋爵设计了一台销轮计算器。它被设置在一个矩形盒子里,侧面有一个手柄,可以进行乘法和除法运算。

  1784年,德国工程师Johann Helfrich von Müller设计出根据莱布尼茨阶梯式推算器原理改进的加法机。

  ● 1820年, Arithmometer四则运算器出现,第一台成功商业化的机械计算器,发明家为托马斯。

  据IBM介绍,这款计算器是第一款商业上成功的计算器,可以完成所有四种基本运算——加减乘除。托马斯所发明的这款计算器是基于莱布尼茨的阶梯鼓机制。这台机器有第二个用于减法和除法的结果显示装置,此外还有一个乘法装置。

  18世纪后期,台式机械计算器涌现,1851年,在办公室使用的桌上型机械计算器的操作界面各不相同,主要有以下几种桌上型机械计算器。

  1871年,奥德纳在维修一台托马斯四则运算器时构思了他的机器,并决定采用一个较为轻小的针轮盘来取代笨重的莱布尼兹轮。奥德纳在1873年开发了第一个版本。1876年,他同意为他当时的雇主路德维·诺贝尔制造14台机器,并于1877年交付。1878-1879年间,他在数个国家为其原型机申请了专利,1890年又为其改进型申请了专利。这台经改良的机器于1890年开始批量生产。

  1887年推出的计算器是第一台使用键盘的机器,它的键盘由八列或更多列组成,每列九个键。按键驱动的计算器非常快,因为每个键在按下后立即将其值加法或减法到累加器中,并且熟练的操作员可以同时输入数值的所有数字,使它们有时比电子计算器的使用速度更快。

  ● 19世纪70年代手摇台式机械计算器:The Millionaire第一台直接进行乘法运算的计算器

  1893年,德国人奥托·施泰格尔(Otto Steiger)研制出一种名为“大富豪”的计算器(Millionaire Calculator),该计算器是在手摇式计算器的基础上改进而来,并依靠良好的运算速度和可靠性而占领了当时的市场。

  拨号手摇太费时费力,于是机械计算器在20世纪开始大幅简化操作,按钮键盘开始替代拨号并结合打字纸作为输出。美国牧师菲尔特将计算器和打印结合,让计算结果直接可以记录下来。发明的计算器造型有点像老式打字机。这种全键盘计算器,在电子计算机被发明出来之前,被广泛使用了相当长的时间。

  ● 1901年,机械计算器上开始使用电池驱动马达、配合变档齿轮使其更加灵活,在二战期间机械计算器的使用达到顶峰。

  机械计算器利用电池驱动小马达走向了辉煌的巅峰,输入所需的算式,一按等号,计算器就能在纸带上给出完美的计算结果。

  1948年,由Curt Herzstark在1938年开发出来的圆柱形Curta计算器问世,它小巧到可以单手握住,这是阶梯式齿轮计算结构的一个重要发展。

  ● 1960年阴极射线管输出的电子计算器逐步取代机械计算器,1970年机械计算器逐渐消失,到1980绝迹。

  机械计算器继续在 1960 年代使用,但很快被 1960 年代中期出现的使用阴极射线管输出的电子计算器取代。1970 年代,随着低廉的手持式电子计算器推出,这一发展达到顶峰。机械计算器在 1970 年代逐渐消失,到 1980 年代绝迹。

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