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計算機史/計算的追求

來自華夏公益教科書

機械時代

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自計算機史的早期以來,就有一些創新推動了技術的發展。第一批計算機是機械式的,有時容易出錯。它們是計算機器。

Blaise Pascal (1623–1662) studying the cycloid, engraved on the tablet he is holding in his left hand; the scattered papers at his feet are his Pensées, the open book his Lettres provinciales. Exhibited at the Salon of 1785; the plaster model was exhibited at the Salon of 1781.Blaise PascalBlaise Pascal from Practical Physics, publ. 1914 by Macmillan and Company

布萊斯·帕斯卡(1623年6月19日,克萊蒙費朗 - 1662年8月19日,巴黎)在1642年建造了一臺數字輪式加法器,目的是幫助他的父親,他是稅務員。手工加數字是一項繁重的任務,帕斯卡將其視為減輕負擔的機會。他建造了二十臺這樣的機器(稱為帕斯卡琳)。

1673年,德國數學家戈特弗裡德·威廉·萊布尼茨建造了一臺可以加、減、乘、除的計算裝置。它提供了比帕斯卡機器更多的功能,允許使用者用它解決更多問題。然而,帕斯卡和萊布尼茨的機器都不完全可靠,並且存在缺陷。

機械創新

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1805年,法國織工約瑟夫·瑪麗·雅卡爾設計了一臺穿孔卡片提花機。按照特定順序排列的一串穿孔卡片為提花機的編織圖案提供了指令。透過以不同的順序使用不同的卡片,可以改變圖案。這後來導致在這些卡片上儲存計算機指令。

另一位法國人查爾斯·澤維爾·托馬斯致力於一種新的機械計算機。他稱之為四功能機器,它比帕斯卡或萊布尼茨的機器更加可靠。這是在1820年,隨著技術的進步,托馬斯從帕斯卡和萊布尼茨的作品和缺陷中學習。

更大規模的機械計算機和邏輯

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查爾斯·巴貝奇和艾達·洛芙萊斯從1842年開始做出貢獻。差分機是成為分析機模板的機器,它是一個自動的對數表格計算器和印表機。它具有儲存單元、自動列印、順序程式控制和穿孔卡片輸入。穿孔卡片的想法借鑑了雅卡爾的提花機。

巴貝奇與英國政府合作了20年的計算機專案,政府威脅要撤回資金,因為他們沒有看到任何投資回報。該專案需要新人幫助,於是艾達·洛芙萊斯,拜倫勳爵和安娜貝拉·米爾班剋夫人的女兒加入了。洛芙萊斯糾正了巴貝奇在指令中的一些錯誤,成為世界上第一個除錯員。這是女性在計算機史上的一個里程碑。洛芙萊斯建議使用二進位制數系,為未來計算機使用二進位制數系設定了標準。

不幸的是,差分機沒有正常工作。製造合適齒輪和軸的技術不足以提供精度。然而,它為未來計算機鋪平了道路。後來,IBM公司能夠使用現代部件建造一個差分機的可工作模型。

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