计算机起源的故事

哦，我数不清我的手指，我的脚趾也不够。我该怎么办？

说起电脑，现代的电脑功能已经可以上网，看视频，玩游戏等等。尤其是2021年2月8日，中科院量子信息重点实验室科技成果转化平台合富本元量子科技公司发布了具有自主知识产权的量子计算机操作系统“本元新浪”，使其能力达到了计算机发明以来的新高度。

计算是一个中文单词。计算数字，根据已知量计算未知量。

《史记》:“所以东郭咸阳，孔只是大农，统领盐铁事务；桑弘羊用计算为中学服务。”

施耐庵《水浒传》第三十九回:“叫酒保出个计策，取些银子还回去，多赏酒保。”

刘清《铜墙铁壁》第十四章:“群众比第一天更慌张，要求不称，兜里拿着算，只记名字。”

英文Calculation of calculation，词源来自古希腊语:κ？χ λ η κ α，意思是砾石，一种用来计算数字的小石头，被翻译成拉丁文:Calculus，后来又变成英文:Calculation。在英语中，还有一个词calculation，也译为计算。这两个词在中世纪是分开的。

可见，计算作为一个汉语词汇，更能表达计算本身的含义，即从根据已知量计算未知量。古人从事生产生活的方方面面都需要计算，知道结果。

中国古代有“掐指算”的说法，这种说法直到公元15世纪仍盛行于欧洲。现在有些地方的人还用手指做简单的计算，可见手指早就被用作计算工具了。

在中国古代的甲骨文中，数学上的“数”是右边一只右手，左边一根绑着许多结的木棒:——“数”的意思是绑一根绳子，记住它。所以在数学所门口，最好用木棍打几个结作为“记住”的标记，连招牌都不用挂。

古代印加人将打结的纸币称为Kipu(或khipu)，它是由棉线、骆驼毛或羊驼毛制成的。它是由成千上万的副绳串在一根主绳上组成的。主绳直径一般为0.5-0.7厘米，上面还系有很多较小的辅绳，一般在100以上，有时多达2000根。每根辅绳上有一个耀眼的结，辅绳上挂着更多的第二层或第三层的绳子，类似于古代中国人用来防雨的麻纤维。迄今为止发现的700多条光谱中的大部分都是在公元前1400年和公元前1500年之间。然而，其中一些只有大约1000岁。

在古埃及，结数也被用来做直角。古埃及人在绳子上打了13个结。获得12条线段。使得每段长度相等。用勾股定理(勾三股四弦五)做直角。据说这种方法用在建筑上。也就是说，两个直角平方和等于斜边的平方和。

几乎与打结绳子同时或晚于打结绳子的一种计数方法是一种书契。书契就是雕刻和绘制，在竹、木、龟甲或骨、泥板上留下刻痕，留下“记号”。《名释》一书说:“契刻，数刻。”意思是在某物上刻一些符号来计数。

在1974青海省乐都县发掘的墓葬中，我国发现了49块骨块，大小形状都差不多，都是一个小孩小指大小的细长长方形。骨块中间两侧有凹口，有的三凹口，有的五凹口，还有很多一凹口。如果说一个缺口代表一个数字，那么这40多个骨头碎片可以表达从一到五十或者六十的任意自然数。当然，这些小骨头碎片也可以用来计算。很有意思的是，在公元1937年，西方人发现了一块40万年前的骨头，是一只狼崽的小腿骨。很长，上面有55个深痕。这是最早的计分到2013的历史见证。

最早出现在春秋时期，计算算法是利用计算进行数值运算。一小块木头代表1，4以下的数字用木头的个数来表示。当它到达5时，放置木块的方向旋转90度，因此另一块木块代表5。计算中还有数字。表示1

、2、3等。，只要垂直放置相应数量的木条即可；说到6，7，8等。，一根基本棒旋转90度(即水平)代表5，1，2，3根棒垂直放在下面代表它。在第十位，用1，2，3棍代表10，20，30等。；说到60，70，80等。，需要先把一个转90度(也就是立起来)来代表50，然后在下面横向加1，2，3的木条来代表。这样，即使是很大的数字，也可以通过在不同的数字上放置不同数字和方向的木条来表示，而且可以精确到小数点后几位。

算法的出现标志着人类的算术水平已经达到了相当高的水平。计算和准备最早出现在春秋时期，直到明代才被算盘完全取代。

算盘是一种手工操作和计算的辅助工具。它起源于中国，已有2600多年的历史。它是从早在春秋时期就普遍使用的计算法演变而来的，是中国古代的一项重要发明。在阿拉伯数字出现之前，算盘是世界上广泛使用的计算工具。算盘这个词并不是特指中国的算盘。从现有文献来看，很多古文明都有过自己的类似算盘的计算工具。古今中外的各种算盘，大致可以分为三类:沙盘型、计算板型、穿珠算盘型。

沙盘就是上面有细沙的桌子，比如桌面，石板。人们用木棍在细沙上写字、画画和计算。后来，不再铺沙，而是在木板上刻上若干平行线，并在上面放上鹅卵石(称为“算符”)进行计数和计算。这是计数板。19世纪中叶在希腊萨拉米斯发现的一块长度超过1米的大理石板，是古希腊板，现藏于雅典博物馆。计算板在中世纪的欧洲一直是重要的计算工具，但其形式却大相径庭。线条直横，运算符圆扁，有时呈圆锥形(类似跳棋棋子)，上面标有数字。穿珠算盘指的是中国算盘、日本算盘和俄罗斯算盘。日本算盘称为“十露盘”，与中国算盘不同的是算盘珠的纵切面不是扁圆形而是菱形，尺寸较小，齿轮较多。俄罗斯算盘有多根弧形木条，水平嵌在一个木框里，每根穿10计数珠。在世界上各种古代算盘中，中国的算盘是最先进的算盘工具。

在中国古代，《命理遗》为东汉徐悦所撰，北周汉中太守甄銮所注。《唐朝》被列为舒鸣的必考教材。它记录了12个古代计算器:

1，太一计算:太一行，来来去去九路。棋盘上横刻九道，竖柱上放一珠，自下而上数。

2.两米计算:在棋盘上横刻五条路径，竖刻路径上放两颗珠子，上珠为青色，下珠为黄色。绿珠从上到下是5、6、7、8、9；黄玉从下到上是1，2，3，4。

3、三才算:棋盘上刻三横，竖的算。上面刻天，中间刻地，下面刻人。用三颗珠子，天珠青色，地珠黄色，人珠白色。天珠天上9颗，地上6颗，人3颗。朱迪在天上是第八位，在地上是第五位，在人身上是第二位。人珠天上7，地下4，人1。

4、五行计算:与生俱来，生生不息。北周甄鸾注:“五行之法:水玄生数一，火红生数二，木绿生数三，金白生数四，土黄生数五。今天清点五行，有九种颜色，五行中颜色的数量相匹配，就是计算的位置。如果顺序是987.654321，那么就是白9亿，绿8千，红7百，玄6万，黄1万，一百4千，绿1 3百，红1 0，玄1。"

5、八卦计算:针刺四面八方，从天而降。北栾注:“对于计算的方法，立场是由针锋相对的参考。从一到下数，南方一，西南二，西方三，西北四，北方五，东北六，东方七，东南八。至九阙，即在中央，垂而指天。"

6、九宫计算:即24为肩，68为足，左三右七，穿九，走一，中五。对于五行参数的，设置位置的方法取决于五行。"

7.运算计算:要求用此法计算并养一只，每只长五寸。最上面的，各有五个四分之一，最上面的四分之一将近四分之一，后面的四个四分之一相隔一寸，所以头也差一寸。从四指三问室开始，分三段，食指上段一段，二段十段，三段百段，中指上段千段，中段一万段，下段十万段，无名指上段一百万段。他在这里工作。要算靠近头的时刻，大师是五。远头的瞬间和底不一样，第一、第二、第三、第四个头都在手心向下。如果中间有五个，就拿回手心，所以说小的就是大的。游回掌间，故谓之掌中运气。

8、懂得计算:计算的方法，一是一。三首歌，最后一首是内主外主。下次第一首歌，二里八外。第二首，内主三，外主七；第三首，内主四，外主六。做第一个也是唯一一个。

9、计算数量:法定位置的数量必须用五种颜色计算。每次计算的图像头以黄色为主，以学生人数和剩余颜色为头。五行各分数，水的数也是16%。火红学生占20%，木绿学生占30%，金白学生占40%。如果住在东、南的学生数是40%，住在西、北的学生数是9亿，住在西的绿色学生数是800，住在中的学生数以黄为纵5万，白为东首为20，玄为南首为1，那么东、南首为西数，北为数，所以云生长于春夏秋冬。

10，数人头:数人头的方法，不要数两个，一个全是牙。牙一边刻一个，一边刻两个，一边刻三个，一边刻四个。如果你是领导者，你将被算作五个。有牙的人是头，一只眼是算，所以说“身也是五通视。”

11.龟计算:对于计算方法，龟的四边是十二点，龟的第一个手指是一，手指是二，手指是三，手指是四，手指是五，手指不是六，手指是八，手指是九，手指是十。龟头指的是海、子、丑。所以，冬天云会停。

12，珠算:四小时掌控，经纬三才。八股分三份，上下分两份，中间分五颗珠子，上下珠子颜色不同，上面一颗五颗，下面四颗一颗。至下四珠，故云“控四季。”其珠游于三方之间，故云“经纬也三才。”

可见中国古代计算器之丰富。

公元前150年至公元前100年，已知最古老的复杂科学计算机安提阿·奎特拉机械诞生。

这台机器包含许多齿轮，有时被认为是世界上第一台模拟计算机。它的完整结构表明，一些更古老的类似工具可能在希腊化时代没有被发现。该机器可能是根据古希腊天文学家发展的天文学和数学理论制造的，其年代约为公元前150年至公元前100年。

1642年，年仅19岁的法国大科学家帕斯卡发明了第一台机械计算器。在他的计算器里，有一些互锁的齿轮。一个齿轮转十个位置会使另一个齿轮转一个位置。人们可以像电话拨号盘一样拨入数字，计算结果会出现在另一个窗口，但只是加减运算。

戈特弗里德·威廉·冯·莱布尼茨在1673年改进了帕斯卡计算器，使之成为一种手动计算器。1694已被改进成为乘数。它不仅能算加减法，还能算乘除法，而乘除法的计算也是很多加减法的累加。比如用5除以17，只要减去5，再减去5，减不完的时候就是:17=2x5+2。

当然，上述运算是由莱布尼茨乘法器自动实现的，所以它也是第一台可以做加减乘除四种运算的机器。

1822年，查尔斯·巴贝奇提出了一种新的机械装置，叫做差动器，一种可以近似多项式的更复杂的机器。多项式描述的是几个变量之间的关系，比如航程和大气压，也可以用来近似对数和三角函数，手工计算起来很麻烦。

1823年，查尔斯·巴贝奇开始进行差分扩展。经过20多年的努力，差分机的生产不幸失败。

在查尔斯·巴贝奇制造差分机期间，他设想了一种更复杂的机器——分析器，这种机器不同于差分机、莱布尼茨乘法器和其他以前的计算装置。它可以做很多事情，不仅是计算，还可以按顺序给出数据和操作，保存以前的数据和打印。同样，这种分析仪也没有制造出来。

但是这种通过一系列操作自动引导自己的概念是跨时代的，这也预示着计算机程序的出现。后来，计算机科学家将查尔斯·巴贝奇的许多思想融入到他们的机器中，这就是为什么查尔斯·巴贝奇被称为“计算机之父”。

1911年，美国加州奥克兰的马尔尚计算机器公司推出了第一批计算器，是针轮旋转式的。马尔尚在后期的键盘类型上投入了大量的开发工作，最终形成了速度非常快的电动版，可以自动推导平方根。