布尔逻辑与逻辑门 | 书香讲 CS 之三

二进制

我们从机械计算机,升级到了机电计算机,再到了电子计算机,逐渐希望用“电”来代替“机械运作”进行计算。减少了机械设备,就能降低计算机的物理磨损,可以使计算更加可靠,也变得更快。

还记得莱布尼茨的步进计算机吗?它用 10 个齿的齿轮来代表十进制数进行计算。然而,当我们试图用电流强弱的程度来表达十进制的时候,却发现受到的干扰太多了(比如计算机电池要没电了,或者电源电压不稳等等)。为了解决这个问题,人们尝试过制造五进制三进制的电子计算机,却依然不能进行可靠的计算。于是,可以只用电流“开”,“关”两种状态进行表达的二进制计算机被设计了出来。


电子计算机 - 书香讲 CS 之二

机电计算机的弊端

随着人口爆炸型增长,贸易开启、战争需求以及对科学工程更高级的研究,人们对数据计算的要求越来越高。打卡式的机电计算机的出现,代替了人们手工式的计算,极大的提高了计算效率。

世界上最大的机电计算机之一是由 IBM 公司在 1944 年生产的“哈佛马克一号”,这部计算机重达 4500 公斤,由 76 万 5 千个组件,300 万个连接点以及 800 多公里长的导线组成。并且,为了保持它内部的机械装置同步,有一个 15 米长的连接杆将其连接起来,并由一台 5 马力的电机来驱动。

哈佛马克一号的左边部分

计算机早期历史 | 书香讲 CS 之一

手动计算设备

有记载中,人们最早使用的的计算设备是——算盘。

最早的算盘大约在公元前 2500 年,发明于美索不达米亚。由于当时的社会规模已经远远超出了人们的心算能力(比手指脚趾加一起还多),因此需要帮助计算加减,并且能存储计算状态的手动计算器。

算盘计数:6302715408

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