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文檔簡介
1、從算籌到計(jì)算器,三年級(jí)第二學(xué)期,1,算籌,根據(jù)史書的記載和考古材料的發(fā)現(xiàn),古代的算籌實(shí)際上是一根根同樣長短和粗細(xì)的小棍子,一般長為-,徑粗,多用竹子制成,也有用木頭、獸骨、象牙、金屬等材料制成的,大約二百七十幾枚為一束,放在一個(gè)布袋里,系在腰部隨身攜帶。需要記數(shù)和計(jì)算的時(shí)候,就把它們?nèi)〕鰜恚旁谧郎?、炕上或地上都能擺弄。別看這些都是一根根不起眼的小棍子,在中國數(shù)學(xué)史上它們卻是立有大功的。而它們的發(fā)明,也同樣經(jīng)歷了一個(gè)漫長的歷史發(fā)展過程。,2,算籌計(jì)數(shù)法,表示多位數(shù)時(shí),個(gè)位用縱式,十位用橫式,百位用縱式,千位用橫式,以此類推,遇零則置空。這種計(jì)數(shù)法遵循一百進(jìn)位制。,3,算盤替代算籌的原因,公元前
2、550年中國人發(fā)明了算盤,用于計(jì)算,也是自古以來商業(yè)上廣泛應(yīng)用的計(jì)算工具,后來傳到世界各地,到12世紀(jì)才逐漸被現(xiàn)代阿拉伯?dāng)?shù)字所取代。到20世紀(jì)前蘇聯(lián)和遠(yuǎn)東地區(qū)很多人仍然使用算盤,生塑算盤代替木竹算盤。 算籌也有不足之處。運(yùn)算時(shí)需要經(jīng)常改變它的形狀,遇到很復(fù)雜的計(jì)算問題,常常是心算己經(jīng)得出某一步驟的結(jié)果,而手中的算籌仍在慢慢擺放,給人一種得心不應(yīng)手的感覺。所以,大約在15世紀(jì),算籌就被更快速的計(jì)算工具算盤所取代了。,4,在世界各種古算盤中,我國的算盤是最先進(jìn)的。它用竹簽串聯(lián)一粒粒算珠代替一根根零散的算籌,用快速的撥珠代替緩慢的運(yùn)籌,因而既便于演算,又便于攜帶,算起來又快又準(zhǔn)。尤其是通常的加減運(yùn)算
3、,用算盤甚至比用電子計(jì)算器算得還快!,青花瓷瓷算盤,5,各種各樣的算盤,6,計(jì)算機(jī)的由來,算盤已經(jīng)基本具備了現(xiàn)代計(jì)算器的主要結(jié)構(gòu)特征。例如,撥動(dòng)算盤珠,也就是向算盤輸入數(shù)據(jù),這時(shí)算盤起著存貯器的作用;運(yùn)算時(shí),珠算口訣起著運(yùn)算指令的作用,而算盤則起著運(yùn)算器的作用,當(dāng)然,算盤珠畢竟要靠人手來撥動(dòng),其運(yùn)算速遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上電子計(jì)算器,而且也根本談不上自動(dòng)運(yùn)算。,因此人類便一直想發(fā)明一種神奇的機(jī)器,這個(gè)重?fù)?dān)自然而然地落在數(shù)學(xué)家身上。,7,世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)的誕生醞釀了很長一段時(shí)間。1946年2月,第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國加州問世,ENIAC用了18000個(gè)電子管和86000個(gè)其它電子元件,
4、有兩個(gè)教室那么大,運(yùn)算速度卻只有每秒300次各種運(yùn)算或5000次加法,耗資100萬美元以上。盡管ENIAC有許多不足之處,但它畢竟是計(jì)算機(jī)的始祖,揭開了計(jì)算機(jī)時(shí)代的序幕。,8,計(jì)算機(jī)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)的發(fā)展到目前為止共經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)代,從1946年到1959年這段時(shí)期我們稱之為“電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代”。第一代計(jì)算機(jī)的內(nèi)部元件使用的是電子管。由于一部計(jì)算機(jī)需要幾千個(gè)電子管,每個(gè)電子管都會(huì)散發(fā)大量的熱量,因此,如何散熱是一個(gè)令人頭痛的問題。電子管的壽命最長只有3000小時(shí),計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)常常發(fā)生由于電子管被燒壞而使計(jì)算機(jī)死機(jī)的現(xiàn)象。第一代計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)研究和工程計(jì)算。,9,第二代電子計(jì)算機(jī)的問世,從196
5、0年到1964年,由于在計(jì)算機(jī)中采用了比電子管更先進(jìn)的晶體管,所以我們將這段時(shí)期稱為“晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代”。晶體管比電子管小得多,不需要暖機(jī)時(shí)間,消耗能量較少,處理更迅速、更可靠。第二代計(jì)算機(jī)的程序語言從機(jī)器語言發(fā)展到匯編語言。這時(shí),開始使用磁盤和磁帶作為輔助存儲(chǔ)器。第二代計(jì)算機(jī)的體積和價(jià)格都下降了,使用的人也多起來了,計(jì)算機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展。第二代計(jì)算機(jī)主要用于商業(yè)、大學(xué)教學(xué)和政府機(jī)關(guān),10,第三代電子計(jì)算機(jī),從1965年到1970年,集成電路被應(yīng)用到計(jì)算機(jī)中來,因此這段時(shí)期被稱為“中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代”。集成電路是做在晶片上的一個(gè)完整的電子電路,這個(gè)晶片比手指甲還小,卻包含了幾千個(gè)晶體管元件。第三代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是體積更小、價(jià)格更低、可靠性更高、計(jì)算速度更快。第三代計(jì)算機(jī)的代表是IBM公司花了50億美元開發(fā)的IBM 360系列。,11,第四代電子計(jì)算機(jī),從1971年到現(xiàn)在,被稱之為“大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代”。第四代計(jì)算機(jī)使用的元件依然是集成電路,不過,這種集成電路已經(jīng)大大改善,它包含著幾十萬到上百萬個(gè)晶體管
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