距今多少天计算器
快速而复杂的计算是化石燃料的产物。
乘和除的计算对于以前没有计算器的人们来说是一项比较大的工作了。在1970年代廉价的袖珍电子计算器和计算机问世之前,人们依靠一系列低技术手段和机器来计算税收,利润或工程零件的属性。在我们中国最令人熟知的就是老祖宗传下来的算盘了。而在西方,他们先进的机械制造使得早在几百年前就发明了手摇式的机械计算器。
作为一种过时的技术,这些19世纪和20世纪的计算器中有些令人惊讶地机械复杂性。而且,大多数都由曲柄驱动,这使这些小工具不需消耗太多能源,大概百位计算消耗一个馒头。如今的袖珍计算器也不是非常耗费精力的。
各种机械计算器
1、对数计算器在人类历史长河中,人们仅在必须进行计算时才依靠大脑。机器可以代替大脑进行计算这一想法是闻所未闻的。算盘,这是一种有着几千年历史的(并且至今仍在一些地方使用)的辅助人类进行计算的唯一手段。但是算盘不是一个真正的计算机,而是作为一种记忆辅助工具,类似于将计算的数字记下来。
17世纪,当约翰·纳皮尔发明对数时,情况发生了变化。当我们使用对数时,乘法可以转换成加法(除法可以转换成减法)。这使得将计算转换为机械变得更加容易。
威廉·希克哈德、布莱斯·帕斯卡和戈特弗里德·威廉·冯·莱布尼兹开发了第一台基于对数运算的机械计算器,由于可靠性不高,所以在当时或者现在来看也算不上什么成功。但是,当19世纪和20世纪有了更精确的齿轮和轮子时,它们就成了非常成功的机械计算器的基础。
对数 计算表
2、机械台式计算器机械台式计算器在尺寸、重量和操作上都与老式打字机相似。这些机器有可移动的车厢和/或一排排钥匙组成。150多年来,特别是从20世纪90年代到70年代初,它们一直是商业和管理的重要工具。
机械计算机于1885年问世,是第一个通过按键输入(和处理)数字的机械计算器,它使机器的操作更容易。这些“加法机”没有10个0到9之间的数字键(就像我们今天使用的键盘),而是每列有10个键,依次介绍单位、十、百等等。最“强大”的计算器在整个键盘上有多达20列。
机械计算器
机械计算器的乘法和除法需要多次操作,可能需要一些时间。加法机的键盘更适合快速加减法,而小齿轮的托架更适合乘法和除法。一些机器结合了这两种技术。电动(非电子)计算器在20世纪40年代变得普遍,但手动计算器仍然很受欢迎,因为它们更安静、更小、更轻和更便宜。
3、滑动加法器袖珍计算器纳皮尔骨头和滑尺都是基于算法对数的概念,都是在17世纪发明的。直到1889年由法国人特朗塞特发明的算术图表,它们仍然是唯一的便携式计算工具。这种设备很快就被称为“王座”,在当时售出数百万台。直到20世纪70年代才退市,这些计算器的设计非常多样化和时尚,与今天的手机或mp3播放器没有什么不同。既有便宜的,也有极其昂贵的型号。其中一些是用一支小金属笔操作的,就像现在的掌上电脑。
这些机器后来被称为加法器,是1920年在德国创立的一个品牌(直到1982年才上市)。在上图可以看到这些精妙的加法器照片集。与滑动法则相反,这些“滑动加法器”是数字设备,但它们的机制更多地与滑动法则和算盘有关,而不是与机械计算器有关。
4、机械袖珍计算器柯达是第一台(也是唯一一台)便携式机械计算器。它是由一名在德国纳粹集中营的囚犯设计的,在电子袖珍计算器问世之前,它一直是最精确的便携式计算机(11到15位数字比现在最简单的电子模型更精确)。柯达于1947年推出,最后一款于1970年生产。
柯达的工作原理与机械台式计算器相同,但它的机械结构要紧凑得多——这种设备更适合你的手掌。
便携机械计算器
柯达将低技术感(由曲柄操纵,经久耐用)与高技术精度结合在一起。电子计算器比柯达唯一的优点是便携性(电子计算器更小)和速度——一个不太复杂的乘法或除法可能需要使用者转动十几次曲柄。该装置的主人说,转动曲柄是一种真正的乐趣,因为它的齿轮机构非常出色。以后的模型还可以执行平方、立方、百分比和余弦。世界上制造了大约14万个柯塔。
5、机械超级计算机上面提到的所有计算设备都不适合非常复杂的计算,如科学和导航所需的计算。直到20世纪60年代,复杂的计算都是借助于数学表格来完成的,在数学表格中,人们可以查找可能需要的每一种可能的计算结果(它们仍然用于一些复杂的计算,在计算机中,它们可以提高计算速度)。这些数字列——类似于简单的乘法表——是由一群叫做“计算机”的人组成的,他们整天都在计算(经常使用上面提到的机器)。制作这些桌子是劳动密集型的,容易出错。英国发明家兼数学家查尔斯巴贝奇提出了将这个过程自动化的计划。他设计了一台机器,可以处理多达33位的数字并打印结果,这样不仅可以避免计算错误,还可以避免印刷错误。他在1822年提出了他的第一个设计(差分引擎1号),在1849年提出了第二个设计(差分引擎2号-在这里找到完整的扫描设计)。其间,他完成了第一台计算机(1834年的分析机)的设计,这台计算机原本是由蒸汽动力驱动的。
差分引擎的图纸
巴贝奇从来没有制造过他的机器,除了一些零件,但其他人把他设计的机器做出来了。1853年,来自瑞典的舍兹父子完成了一个更小版本的差分引擎,1875年,马丁·威伯格制造了一个缝纫机大小的版本。差异引擎显示了机械计算器的奇迹和局限性。机械计算机的可靠性取决于齿轮的精度,齿轮越重越好。有些人用麦卡诺或乐高积木建造了不同的引擎,但这些机器提供的结果不太精确,因为轻量化部件的灵活性更高。建造一台具有现代计算机计算能力的机械计算机,将产生一台比我们最大的建筑物还要大的可怕的机器,它必须经过几代人的摇动才能产生结果。