計算的歷史

第一個算盤

巴比倫算盤是為了縮短計算時間而開發的。

正如上一章所述，我們認為巴比倫人發明了複雜的計算。

公元前 2700–2300 年間，可能出現了第一個算盤，它是一個由一系列列組成的表格，定義了60 位數的數制。

算盤 2.0

羅馬算盤使用 10 位羅馬數字來縮短計算時間。

圖片：1911 年《大英百科全書》（公有領域）。

羅馬人開發了羅馬算盤，這是巴比倫人早期算盤的一個行動式、十進位制版本。

這是世界上第一臺手持計算機。由羅馬工程師、商人和稅務官使用。

模擬計算機

差分機（查爾斯·巴貝奇，1822 年）是一種機械裝置，旨在縮短計算複雜數學函式的時間。

分析機（查爾斯·巴貝奇，1833 年）是一臺機械裝置，配備了現代計算機的元素，如算術、邏輯和記憶體。

這兩臺“計算機”都使用 10 位（十進位制）機械齒輪進行數學計算。

（查爾斯·巴貝奇的分析機。科學博物館。倫敦）

數字計算機

數字計算機使用 0/1 開關進行計算。它們處理的是二進位制值，如 11100110，而不是模擬值，如 230。

自己嘗試

第一臺電動數字計算機由康拉德·祖斯於 1941 年在德國設計和製造。

它使用了 2600 個電子繼電器作為 0/1 開關。時鐘速度約為 5 Hz。

祖斯 Z3 的複製品。慕尼黑德意志博物館。

電子計算機

第一代計算機（1945-1950）使用真空管作為二進位制開關。

真空管比電子繼電器快得多。

這些計算機的時鐘速度在 500 KHz 到 1 Mhz 之間。

第二代計算機

第二代計算機（1950-1960）使用電晶體作為二進位制 0/1 開關。

電晶體比真空管快得多。

第三代計算機

第三代計算機（1960 年）使用積體電路作為二進位制開關。

積體電路比電晶體快得多。

計算機速度

第一臺電動計算機每秒可以執行 5 條指令。

第一臺電子計算機每秒執行 5000 條指令。

第一臺 PC 每秒執行 500 萬條指令。

AMD 是第一臺每秒達到 10 億條指令的 PC。

如今，iPhone 12 每秒可執行 110 億條指令。

它何時開始？它將走向何方？

從上面的歷史中，你可以得出

• 計算機被設計用來進行計算
• 查爾斯·巴貝奇創造了第一臺機械計算機
• 第一臺數字計算機使用了機電開關
• 真空管比機電開關快得多
• 電晶體比真空管快得多
• 積體電路比電晶體快得多
• 明天的計算機將比人腦更快嗎？

比人類更聰明？

如果我們相信摩爾定律

2020 年，計算機的容量相當於老鼠的大腦。

2030 年，計算機的容量可能相當於人腦。

來源：雷·庫茲韋爾