1、計算機發(fā)展史無處不在、無所不能的電腦，已歷經(jīng)了50多個春華秋實。50余年在人類的歷史長河中只是一瞬間，電腦卻徹底改變了我們的生活?；仡欕娔X發(fā)展的歷史，并依此上溯它的起源，真令人驚嘆滄海桑田的巨變；歷數(shù)電腦史上的英雄人物和跌宕起伏的發(fā)明故事，將給后人留下了長久的思索和啟迪。請讀者隨著我們的史話倒轉(zhuǎn)時空，從電腦最初的源頭說起。誰都知道，電腦的學(xué)名叫做電子計算機。以人類發(fā)明這種機器的初衷，它的始祖應(yīng)該是計算工具。英語里“Calculus”（計

2、算）一詞來源于拉丁語，既有“算法”的含義，也有腎臟或膽囊里的“結(jié)石”的意思。遠(yuǎn)古的人們用石頭來計算捕獲的獵物，石頭就是他們的計算工具。著名科普作家阿西莫夫說，人類最早的計算工具是手指，英語單詞“Dight”既表示“手指”又表示“整數(shù)數(shù)字”；而中國古人常用“結(jié)繩”來幫助記事，“結(jié)繩”當(dāng)然也可以充當(dāng)計算工具。石頭、手指、繩子……，這些都是古人用過的“計算機”。不知何時，許多國家的人都不約而同想到用“籌碼”來改進工具，其中要數(shù)中國的算籌最有名

3、氣。商周時代問世的算籌，實際上是一種竹制、木制或骨制的小棍。古人在地面或盤子里反復(fù)擺弄這些小棍，通過移動來進行計算，從此出現(xiàn)了“運籌”這個詞，運籌就是計算，后來才派生出“籌”的詞義。中國古代科學(xué)家祖沖之最先算出了圓周率小數(shù)點后的第6位，使用的工具正是算籌，這個結(jié)果即使用筆算也很不容易求得。歐洲人發(fā)明的算籌與中國不盡相同，他們的算籌是根據(jù)“格子乘法”的原理制成。例如要計算1248456，可以先畫一個矩形，然后把它分成32個小格子，在小格子

4、邊依次寫下乘數(shù)、被乘數(shù)的各位數(shù)字，再用對角線把小格子一分為二，分別記錄上述各位數(shù)字相應(yīng)乘積的十位數(shù)與個位數(shù)。把這些乘積由右到左，沿斜線方向相加，最后就得到乘積。1617年，英國數(shù)學(xué)家納皮爾把格子乘法表中可能出現(xiàn)的結(jié)果，印刻在一些狹長條的算籌上，利用算籌的擺放來進行乘、除或其他運算。納皮爾算籌在很長一段時間里，是歐洲人主要的計算工具。算籌在使用中，一旦遇到復(fù)雜運算常弄得繁雜混亂，讓人感到不便，于是中國人又發(fā)明了一種新式的“計算機”。著名作

5、家謝爾頓在他的小說《假如明天來臨》里講過一個故事：騙子杰夫向經(jīng)銷商兜售一種袖珍計算機，說它“價格低廉，絕無故障，節(jié)約能源，十年中無需任何保養(yǎng)”。當(dāng)商人打開包裝盒一看，這臺“計算機”原來是一把來自中國的算盤。世界文明的四大發(fā)源地──黃河流域、印度河流域、尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域──先后都出現(xiàn)過不同形式的算盤，只有中國的珠算盤一直沿用至今。珠算盤最早可能萌芽于漢代，定型于南北朝。它利用進位制記數(shù)，通過撥動算珠進行運算：上珠每珠當(dāng)五，下珠每

6、珠當(dāng)一，每一檔可當(dāng)作一個數(shù)位。打算盤必須記住一套口訣，口訣相當(dāng)于算盤的“軟件”。算盤本身還可以存儲數(shù)字，使用起來的確很方便，它幫助中國古代數(shù)學(xué)家取得了不少重大的科技成果，在人類計算工具史上具有重要的地位。15世紀(jì)以后，隨著天文、航海的發(fā)展，計算工作日趨繁重，迫切需要探求新的計算方法并改進計算工具。1630年，英國數(shù)學(xué)家奧特雷德使用當(dāng)時流行的對數(shù)刻度尺做乘法運算，突然萌生了一個念頭：若采用兩根相互滑動的對數(shù)刻度尺，不就省得用兩腳規(guī)度量長度

7、嗎？他的這個設(shè)想導(dǎo)致了“機械化”計算尺的誕生。奧特雷德是理論數(shù)學(xué)家，對這個小小的計算尺并不在意，也沒有打算讓它流傳于世，此后二百年，他的發(fā)明未被實際運用。18世紀(jì)末，以發(fā)明蒸汽機聞名于世的瓦特，成功地制出了第一把名副其實的計算尺。瓦特原來就是一位儀表匠，他的蒸汽機工廠投產(chǎn)后，需要迅速計算蒸汽機的功率和氣缸體積。瓦特萊布尼茨早年歷經(jīng)坎坷。當(dāng)幸運之神降臨之時，他獲得了一次出使法國的機會。帕斯卡的故鄉(xiāng)張開臂膀接納他，為他實現(xiàn)計算機器的夙愿創(chuàng)造

8、了契機。在巴黎，他聘請到一些著名機械專家和能工巧匠協(xié)助工作，終于在1674年造出一臺更完美的機械計算機。萊布尼茨發(fā)明的新型計算機約有1米長，內(nèi)部安裝了一系列齒輪機構(gòu)，除了體積較大之外，基本原理繼承于帕斯卡。不過，萊布尼茨技高一籌，他為計算機增添了一種名叫“步進輪”的裝置。步進輪是一個有9個齒的長圓柱體，9個齒依次分布于圓柱表面；旁邊另有個小齒輪可以沿著軸向移動，以便逐次與步進輪嚙合。每當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動一圈，步進輪可根據(jù)它與小齒輪嚙合的齒數(shù)，

9、分別轉(zhuǎn)動110、210圈……，直到910圈，這樣一來，它就能夠連續(xù)重復(fù)地做加法。稍熟悉電腦程序設(shè)計的人都知道，連續(xù)重復(fù)計算加法就是現(xiàn)代計算機做乘除運算采用的辦法。萊布尼茨的計算機，加、減、乘、除四則運算一應(yīng)俱全，也給其后風(fēng)靡一時的手搖計算機鋪平了道路。不久，因獨立發(fā)明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨，又為計算機提出了“二進制”數(shù)的設(shè)計思路。有人說，他的想法來自于東方中國。大約在公元1700年左右某天，友人送給他一幅從中國帶來圖畫，名稱叫做“

10、八卦”，是宋朝人邵雍所摹繪的一張“易圖”。萊布尼茨用放大鏡仔細(xì)觀察八卦的每一卦象，發(fā)現(xiàn)它們都由陽（—）和陰（）兩種符號組合而成。他撓有興趣地把8種卦象顛來倒去排列組合，腦海中突然火花一閃──這不就是很有規(guī)律的二進制數(shù)字嗎？若認(rèn)為陽（—）是“1”，陰（）是“0”，八卦恰好組成了二進制000到111共8個基本序數(shù)。正是在中國人睿智的啟迪下，萊布尼茨最終悟出了二進制數(shù)之真諦。雖然萊布尼茨設(shè)計的計算機用的還是十進制，但他率先系統(tǒng)提出了二進制數(shù)的

11、運算法則，直到今天，二進制數(shù)仍然左右著現(xiàn)代電腦的高速運算。帕斯卡的計算機經(jīng)由萊布尼茨的改進之后，人們又給它裝上電動機以驅(qū)動機器工作，成為名符其實的“電動計算機”，并且一直使用到本世紀(jì)20年代才退出舞臺。盡管帕斯卡與萊布尼茨的發(fā)明還不是現(xiàn)代意義上的計算機，但它們畢竟昭示著人類計算機史里的第一抹曙光。要讓機器聽人類的話，按人類的意愿去計算，就要實現(xiàn)人與機器之間的對話，或者說，要把人類的思想傳送給機器，讓機器按人的意志自動執(zhí)行。說來也怪，實現(xiàn)

12、人與機器對話的始作俑者卻不是研制計算機的那些前輩，而是與計算機發(fā)明毫不相干的兩位法國紡織機械師。他們先后發(fā)明了一種指揮機器工作的“程序”，把思想直接“注入”到了提花編織機的針尖上。顧名思義，提花編織機具有升降紗線的提花裝置，是一種能使綢布編織出圖案花紋的織布機器。應(yīng)該是，提花編織機最早出現(xiàn)在中國。在我國出土的戰(zhàn)國時代墓葬物品中，就有許多用彩色絲線編織的漂亮花布。據(jù)史書記載，西漢年間，鉅鹿縣紡織工匠陳寶光的妻子，能熟練地掌握提花機操作技術(shù)