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电子时代前都有哪些特别的计算机?  

2016-09-15 13:20:53|  分类: 收藏考古 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在电甚至自来水出现很久之前,人类就已经想法设法地简化数学了。早在人类能够数指关节骨之前,算盘就已经发明了。
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  在电甚至自来水出现很久之前,人类就已经想法设法地简化数学了。外媒近日通过图集盘点了人类史上的15款特别的模拟计算机和机械计算机。早在人类能够数指关节骨之前,算盘就已经发明了。考古学家能够将一种基本的算盘追溯到公元前2700年的美索不达米亚。

  这种小型的模拟计算器是在安提凯希拉岛上的一艘希腊古船残骸中被发现的。它被设计来预测天文位置、日食和月食,它甚至记录过古代奥林匹克运动会的周期。据估计,安提凯希拉装置的制造时间大概在公元前205年。据我们所知,它的复杂程度在很长一段时间里都无可比拟,直至14世纪天文时钟的发明。

  苏格兰数学家兼物理学家约翰·纳皮尔(John Napier)在1617年发明了这款基于木棒的计算器。他以土耳其数学家Matrak?? Nasuh所普及的格子乘法系统打造了它。那些骨头可谓令人惊叹的机器,能够做加减乘除运算,甚至能够求数的平方根。遗憾的是,纳皮尔公布他的运算系统那一年他就离世了,因而他见证人们享用他的发明的时间并不长。

  1642年,年仅19岁的布莱兹·帕斯卡(Blaise Pascal)创造了Pascaline计算器。他是为了做税务专员的父亲而发明该工具的,因为他想要减轻父亲的工作负担。Pascaline是有史以来第一台包含数据携带机制的计算器。凭借该发明,帕斯卡获得了法国国王赐予的特权——他成为了该国唯一一个准许设计和生产机械计算器的人。他后来尝试对Pascaline进行商业化,但在长达5年的时间里他仅仅卖出了大约20台。之后,他对数学心生厌倦,转而研究哲学。

  两脚规还另称为军用计算器,它的结构很简单,就只是由铰链连着的两把尺子。两把尺子能够打开,也能够关闭。它能够进行多种当年大多数军官都不会的数学运算。两脚规是数位数学家的共同发明,但现在人们普遍认为它是伽利略发明的。它曾广为流行,因为它不仅容易制造,还简单易用。它能够应用于多个领域,如建筑、枪炮制造、测量甚至音乐。

  查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)打造的这个分析引擎是此榜单上首个也是唯一一个理论上的机器。然而,它并不是成品。理论上,它应该可行的,要是它当初成功完整做出来了,那它就是全球的第一个完整的图灵计算机。该分析引擎被设计来支持条件分支和循环,内置记忆组件和算术逻辑单元。它使用穿孔卡片来输入程序和存储数据(最多存储16KB左右)。遗憾的是,巴贝奇和他的主工程师存在着巨大分歧,因此英国政府在1830年代末不再资助他们开发该机器。

  日光能量测定器是现代测光表的前身,二者的用途是一样的:帮助摄影师拍出更好的照片。与电子版本不同,日光能量测定器更像是计算尺的衍生品。使用者需要先调整滑尺来说明拨盘速度、透镜类型和及其它变量。接着,让该设备靠着追踪日光的卡片(或者滚轴),从而估算要曝光胶卷多长时间。

  这些机器被用来解决微分方程。它们是用过利用球体和磁盘系统计算的集合来实现这一点的。该系统在很长一段时间里都很流行,直至被电子计算机所取代。微分分析器最初被用来预测潮汐,后来则被用于海军的消防控制系统。这种机器一直沿用到1940年代,它们最终被更实用、更强大的计算机所取代。

  Z1是全球首台以布林逻辑和浮点数作为程序编制基础的计算机。很不幸,它在二战期间柏林被轰炸时被摧毁了,它的建造计划也随之遗失。程序是通过穿孔被编入35mm的胶卷,整个机器是由它的设计师康拉德·楚泽(Konrad Zuse)打造的,使用的材料包括薄金属片和线锯。1986年,康泽重新做出了Z1——再一次手工重割近2万个部件。

  1936年,加州大学伯克利分校教授让德里克·诺曼·莱默(Derrick Norman Lehmer)儿子来帮助打造一个筛法机器。该机器名为筛法,它最初是用自行车链条来打造的。那些链条会旋转,旋转的时候会碰到木棒。那些木棒反过来会闭合部分回路,整个回路闭合后,机器就会得出答案。该机器并不算实用,也不能从两个很大的数集中得出余数。

  Aristo 90197在外观和运作上类似于常见的计算尺,但它上面没写任何的东西。这使得成为了密码专家的完美工具:在上面写上一些字母,然后滑动它来改变密码。一战和二战期间,Aristo常用于训练密码分析。像置换和移项这样的基本暗码功能在Aristo 上很容易就能实现,因而它在保护国家机密和发送编码信息上拥有无可估量的价值。

  泰瑞·普莱契(Terry Pratchett)的粉丝可能会认得MONIAC(全名叫国民收入模拟计算机),但对于没有看过《赚钱》(Making Money)的人来说,它可谓奇幻异想。MONIAC于1949年由新西兰的一位经济学家设计而成。它使用在水室之间泵出的水来模拟英国的经济运行。水室以经济的各个组成部门来命名,如财政、医疗卫生、教育等等。水会从一个地方泵送到另一个地方,从模型中除掉水代表出口,增加水代表出口,水四处流动则模拟投资活动。普莱契的梦幻版本实际上最终可以自发地在Ankh Morpork的城市金库产生黄金,但到目前为止,这还没有在现实中的任何大型金融中心中实现。

  Chadwick Magic Brain是电子时代之前典型的消费级计算设备。它是一款纯机械设备,利用尖笔来进行加减乘除。该尖笔会放在操作者处理的那个数字旁边的槽位,上下滑动它就能够给机器加上该数字。令人惊奇的是,它很容易操作,也非常便宜:在1962年仅售0.98美元,换算成现在的金额,不到8.00美元。

  科塔(Curta)看起来很像两样东西:胡椒研磨器和摄像装备,完全不像是“计算器”,但事实上它就是计算器。数字是通过设备侧边的滑片来输入,通过旋转设备顶部的摇杆来进行加减乘除。它的设计师科特·赫兹斯达克(Curt Herzstark)实际上是在二战期间被关押在布痕瓦尔德集中营时完成科塔的最终设计的。在该集中营被释放后,他找了一家工厂将它制造了出来,科塔后来成为了最流行的机械计算器之一,直至1970年代电子计算器的出现。

  KL-1是苏联设计的产品。它实际上只是个计算尺,但却采用怀表式的圆形设计。通过滑动表面和指针,用户就能够进行乘除运算,以及进行大量的三角函数运算。笔者在网上买了一个,它真的很酷。它不好使用,但当你计算正确时,你会觉得很兴奋。它也会让人联想起来自《黄金罗盘》(Golden Compass)的真理探测仪,当然那不是笔者买它的原因。

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