你的手机又数十亿晶体管，开起来好像很复杂，其实是很简单的机器。通过一层层的抽象 来做出的复制操作。
最底层 1和0 ，到逻辑门，CPU 、操作系统、互联网。
伟大计算机是如何开始的。
计算机起源
虽然电子计算机才出现不久 但人类对计算机的需求早就有了。
公认的最早期的计算机设备是 算盘， 发明于“美索不达亚” ，大约公元前 2500年。
是手动计算器，用来帮助加减数字。
存储当前的计算状态，类似如今的硬盘
人们制造算盘是因为，社会的规模已经超出个人的心算能力。
算盘有很多变种，基础版：
image.png
每行代表 10 的不同次方。
image.png
后面400千又发明了星盘 （让船在海上 计算维度）、计算尺、上百种时钟（算日出，潮汐，天体的位置，或纯粹拿来及时）。
这些让原来很费力的事情变得更快、更简单、更精确。
降低门槛，提高了我们的能力。
计算机先驱 Charles Babbage 说过：
随着知识的增长和新工具的诞生，人工劳力会越来越少。
上面那些之前不叫计算机
最早计算机（Computer） 一词来自 1613年的一本书 作者 Richard Braithwait。指的不是机器，而是一种职业。
image.png
Computer : 负责计算的人。
之后 Computer 逐渐开始代表机器。
其中 步进计算器最有名,有德国博学家莱布尼茨，建造1694 年。
image.png
莱布尼茨说：“让优秀的人浪费时间算术简直是侮辱尊严，农民用机器一样算的准”
步进器像汽车的里程表，不断累加里程数。
image.png
image.png
由一连串的齿轮组成， 每个齿轮十个齿，代表 0 -9 。
一个齿轮转过9 ，会转回0，同事旁边的齿轮前进1个齿。‘
像算盘超过10 一样。做减法机器反向运作。
用巧妙的机械结构，步进计算器也能做乘法和除法。
乘法和除法 ，实际上上多个加法和减法。
17 / 5
17 - 5 - 5 - 5 不能减了
17 = 5 x 3 + 2
是第一台 能做 “加减乘除” 全部四种运算的机器。
设计的很成功沿用了3个世纪。
但是即使有机械计算器，但是现实问题还是需要很多步。
算一个结果要几个小时甚至几天。
手工的机器非常贵，大部分人买不起。
所以20世纪之前大部分人用预先算好的计算表，计算表有之前的 人力计算器 编撰。
算平方用步进计算器算一天，可以用一分钟表里找答案。
计算表
速度和准确性在战场上尤为重要，因此军队很早用计算解决复杂问题。 如何精准瞄准炮弹是一个很难得问题。
image.png
19世纪，炮弹射程可以达到一公里以上。因为温度、风力，大气压会不断变化，像打中船一样大物体叶非常难。
于是出现射程表，炮手可以查环境条件和射击距离。然后表会告诉他们角度设成多少。
射程表很管用，二战中被广泛应用。
问题是，大炮和炮弹的设计修改了就要算一样新表。很耗时而且 会出错。
Charles babbage 在 1822 年 写了一篇论文，向皇家天文学会指出这个问题，
image.png
想一想:
charles babbage 提出来一新型装置叫 “差分机” 一个更复杂的机器，近似多项式。多项式描述了几个变量之间的关系。 比如射程和大气压力。
也可以用于近似对数和三角函数
函数手算相当麻烦，1823 年开始建造差分机，在接下来二十年，试图制造和组装 25000个零件，总重量接近 15吨。 不幸的是项目最终放弃了。
但1991 年历史学家根据 Charles babbage 的草稿做了一个差分机，还管用，
Charles babbage 构想了一个更复杂的机器，分析机。
不像差分机、步进计算器 和一起的其他计算设备，分析机是 “通用计算机” 。
可以做很多事情，不只是一种特定的运算。甚至给他数据，然后顺序执行一系列的操作。有内存，甚至一个很原始的打印机。向差分机，着机器太超前了，所以没有建成。
这种 “自动计算机” 的概念 ，计算机可以自动完成一系列的操作。 是跨时代的概念，预示着计算机程序的诞生。
英国数学家 Ada 给分析机 写了假象的程序，她说 ：
未来会诞生一门全新的，强大的，专位分析所用的语言。
被称为第一个程序员。
分析机激励了 第一代计算机科学家，把很多 Charles babbage 的点子融入到天明的机器。被称为 “计算之父”
未来人口普查，找Herman hollerith 发明了打孔卡片制表机，是电动机械的。
用传统机械来计数，结构类似莱布尼茨的乘法器，但用电动结构连接其他组件。
比如 结婚了 就在卡片某个位置打孔，插入机器，针会传过孔 联通电路。给已婚齿轮加1.。
Hollerith机器是手动的10倍。给人口普查，省了上百万美元。
企业开始意识到计算的价值。可以提升劳动力和数据密集型任务， 提示利润。如会计 保险评估和库存管理等。
为满足需求，成立制表机器公司。后来1924年与其他机器制造商合并 成为 IBM
1900年后 要去更快 更灵活的工具来处理数据。为电子计算的发展奠定了基础。
网友评论