Intel的CPU发展史
生物资源与环境科学学院生物科学（师范）专业2009级付鹏桢20094071006
摘要：本文将对intel系列CPU及其架构做简要介绍，CPU(Central processing Unit)，又称“微处理器(Microprocessor)”，是现代计算机的核心部件。对于PC而言，CPU的规格与频率常常被用来作为衡量一台电脑性能强弱重要指标。
关键词：Intel的CPU Core微架构
一Intel 的cpu发展史
1968年7月18日，鲍勃-诺斯和戈登-摩尔的新公司在美国加利福尼亚州，美丽的圣弗朗西斯科湾畔芒延维尤城的梅多费大街365号开张了。并在成立不久斥资15000美元从一家叫INTELCO的公司手中买下了INTEL名称的使用权。由此INTEL这位半导体巨人开始了他在IT行业传奇般的历史。
1971年11月15日，这一天被当作全球IT界具有里程碑意义的日子而被写入许多计算机专业教科书。INTEL公司的工程师霍夫发明了世界上第一个微处理器—4004，这款4位微处理器虽然只有45条指令，而且每秒只能执行5万条指令。甚至比不上1946年世界第一台计算机ENIAC。但它的集成度却要高很多，一块4004的重量还不到一盅司。
1993年，具有里程碑意义的INTEL Pentium处理器正式发布，宣布个人电脑开始进入多媒体时代。
2003年3月，INTEL有史以来首次发布一种完整的计算解决方案—迅驰移动计算技术，此次发布可以看作是INTEL全面进军移动便携式电脑的先兆。
微处理器的发展一直在遵循着摩尔定律，始终没有违背，但正式按照定律和目前的研发速度，专家们推断目前的微处理器生产技术即将面临一道难以逾越的鸿沟。INTEL似乎看到了处理器发照举步艰难。因此再次敞开了广博的胸襟，把臂膀伸向自己尽可能触及的芯片制造领域中，迅驰移动技术也成了INTEL叩开未来之门的敲门砖。
1965年，戈登-摩尔在准备一个演讲时发现了一个具有历史意义的现象。当他开始制作图表来表示内存芯片性能增长数据时，发现了一个惊人的增长趋势，芯片容量每18—24个月增长一倍。据此推理，如果按照这一趋势发展下去，在较短的时间内计算能力将呈现规律增长。
INTEL经典芯片
1、 Intel 430FX芯片组
Intel 430FX芯片组是Intel公司生产的第一款芯片组，当时Intel公司就凭它在芯片组领域一炮打红，从此Intel CPU配Intel芯片组主板性能极佳的说法被人们广为流传。
Triton First芯片组，其是当时最早提供对EDO DRAM支持的奔腾级芯片组，它所构建的以高速EDO DRAM与第一代原始Pentium处理器相配和的方案在很长一段时间内都是追求高性能用户的理想选择。此款芯片组的CACHE类型为管线突发式，最大容量为
512KB，缓存容量为64MB。在内存方面，他最大支持128MB的内存容量，EDO DRAM读取时间为7-2-2-2 FPM DRAM读取时间为7-3-3-3，数据带宽为64BIT，这在当时是很难想象的。
2、 Intel 430VX芯片组
Intel在推出了两款最成功的CPU之后突然觉得还缺点什么，原因是原始的FX芯片不能满Pentium MMX CPU的需要，而HX芯片组性能好，但它昂贵的价格并不能被一般用户所接受。所以Intel急需推出一款新的芯片组来补充FX芯片组与HX芯片组之间的真空地带。就是在这种情况下Intel 430VX芯片组诞生人们习惯的称它为Triton Three。但人们发现这款Triton Three在性能上并不比Triton 2强，只是他低廉的价格被经济不富裕得人津津乐道。
3、Intel 440LX芯片组
Intel 440LX芯片组随着CPU制造工艺的高速发展，一款功能强大的Pentium II处理器终于横空出世了。为了推广这款CPU，1997年5月，Intel特意为它定做了一套新衣服——440LX芯片组。首次支持AGP、SDRAM和Ultra/33功能，而且它支持两个处理器，是当时最强劲的芯片组。
4、 440BX芯片
Intel 440BX芯片组是寿命最长的一款芯片组，也可以说是Intel公司最成功的芯片组产品了，直到今天它还是被很多人津津乐道。这款440BX配合Intel的Celeron CPU能发挥出极好的超频效果，而且它的价格也不昂贵，所以它在长达两年的时间里一直被广大DIY爱好者所喜爱。
5 、 Intel 810芯片组
继成功推出Intel BX之后，Intel便下了大赌注全部投在下一代芯片组产品上，这就是I810。I810不仅仅是Intel首款整合型芯片组产品，同时也是Intel尝试的新式“固件控制中心”架构式设计，一改以往的南北桥设计，这种新式的设计独道之处在于，将各部分性能分解成为独立的芯片，重新设计了芯片间通道的传输方式和速度，因而在性能上得以提高。不过，这款产品的市场反映并不是很好，使Intel有些黯淡。
6、 Intel 820芯片组
有了RAMBUS的助阵，加之I820的许多新设计，Intel便在梦想着收复所有失去的芯片组领地，但是事实又给了Intel重重的一击。因为RAMBUS内存的授权权益金相当高昂，加之RAMBUS内存的生产成本居高不下，对于普通的用户来说简直是无法想像的。I820的上市，可以说是让Intel用钞票买来了一个教训，因为Intel在I820身上损失惨重。
7、 Intel 815芯片组
时近千禧年末，Intel传来了一个好消息，那就是简洁版的I815芯片组I815EP全面上市，除了增加了对ATA100的支持以外，还去掉了内置的昂贵I752显示模块。这下，性价比大幅提升，是I815EP主板在PIII市场呼风唤雨。
8、 Intel 850芯片组
2000年11月21日，Intel发布了新一代的奔腾处理器—奔腾四，采用Willamette核心，Sock423接口，配套的芯片组产品是I845和I850，I845支持PC-133 SD内存，而I850则使用Rambus内存，这是820芯片组回收时间后，Intel再次推出支持Rambus内存的芯片组。
二Intel的处理器构架简介
一、P5与P6架构
奔腾采用P5架构，这被证明是伟大的创举。在英特尔的发展历史中，第一代奔腾绝对是具有里程碑意义的产品，这一品牌甚至沿用至今，已经有十几年的历史了。尽管第一代奔腾 60的综合表现很一般，甚至不比486DX66强多少，但是当主频优势体现出来之后，此时所表现出来的威力令人震惊。奔腾 75、奔腾 100以及奔腾 133，经典的产品一度称雄业界。
在奔腾时代，虽然英特尔在处理器微架构方面一直保持着领先，但是英特尔并未停止前进的步伐，于是在发布奔腾的下一代产品奔腾 II时，英特尔采用了专利保护的P6架构。P6架构与奔腾的P5架构最大的不同在于，以前集成在主板上的二级缓存被移植到了处理器内，从而大大地加快了数据读取和命中率，提高了性能。
二、NetBurst架构
Netburst微架构是P6微架构的后继者，第一个使用这架构的是Willamette核心，于2000年推出。Willamette是第一代奔腾 IV处理器所用的核心，而全部的奔腾 IV处理器都是使用Netburst微架构。2001年推出的Foster（至强处理器）也是使用本架构，同时基于奔腾 IV的赛扬、赛扬 D，以及双核心的奔腾 D、奔腾 Extreme Edition都是使用本架构。
立足于性能而设计的英特尔NetBurst微架构将频率提升超过了40%，虽然IPC值较低，但由于频率的增加弥补了不足（性能=频率×IPC），并且为最终用户提供了更高的整体性能。和P6微架构一样，英特尔NetBurst微架构凭借无序推测执行，尽管分支预测算法相当精确，但也不可能100%正确。
为了使由于分支误预测而引起的损失降到最低并使IPC均值最大化，采用扩展深度流水线技术的Intel NetBurst微架构极大地减小了分支预测错误的数量，并提供了从这些错误恢复的快速方法。为了能使误预测引起的损失最小，英特尔NetBurst微架构实现了高级动态执行引擎和一个执行跟踪缓存。
不过值得一提的是，英特尔NetBurst微架构中使用了超流水线技术，这使得流水线的深度相比P6微处理器体系结构的提高了一倍，不过在后来的实际应用中表明提高流水线长度之后会令执行效率大幅度降低，能够弥补这个问题的办法只能是再次提高主频和增加二级缓存容量。不过由于当时处理器工艺制成的限制，导致处理器的主频的可提升空间越来越小，与此同时巨大的缓存容量也是一个负担，这不仅提高了成本，也令发热量骤升。这一点使得英特尔必须要及时地对处理器微架做出新的，根本性地调整。
三、Core微架构
由于NetBurst架构已经无法满足未来处理器发展的需要，所以英特尔于2006年推出了具有革新意义的Core微架构。
1．流水线效率大幅度提升
主频至上的处理器研发思路显然已经被淘汰。Core微架构的处理器将超流水线缩短到14级，这将大幅度提升整体效率。此外Core微架构采用了四组指令编译器，就是指能够在单一频率周期内编译四个x86指令。这四组指令编译器由三组简单编译器（Simple Decoder）与一组复杂编译器（Complex Decoder）组成。四组指令编译器中，仅有复杂编译器可处理最多由四个微指令所组成的复杂x86指令。如果不幸碰到非常复杂的指令，复杂编译器就必须呼叫微码循序器（Microcode Sequencer），以便取得微指令序列。为了配合超宽的编译单元，Core微架构的指令读取单元在一个频率周期内，从第一阶指令快取中，抓取六个x86指令至指令编译缓冲区（Instruction Queue），判定是否有符合宏指令融合的配对，然后再将最多五个x86指令，交派给四组指令编译器。四组指令编译器在每个频率周期中，发给保留站（Reservation Station）四个编译后的微指令，保留站再将存放的微指令交派（dispatch）给五个执行单元。因为x86指令集的指令长度、格式与定址模式都相当混乱，导致x86指令解码器的设计是非常困难的。但是如今的局面已经有所改变，一方面是高主频对于四组精简结构有着很大的依赖性，另一方面是其它辅助性技术也能很大程度上弥补解决定址模式混乱的难题。毫无疑问，英特尔的这一创举将是在处理器核心架构设计上具有里程碑意义的。
2．全新的整数与浮点单元
从P6到NetBurst架构，整数与浮点单元的变化还是相当明显，不过Core微架构的变化也同样不小，只是部分关键技术又改回P6架构时代的设计。Core具备了3个64bit 的整数执行单元，每一个都可以单独完成的64位整数运算操作。
能够独立完成64bit整数运算对英特尔 x86处理器来说还是头一回，这也让Core 得以走在了竞争对手的前列。此外，64bit的整数单元使用彼此独立的数据端口，因此Core能够在一个周期内同时完成3组64bit的整数运算。极强的整数运算单元使得Core 在包括游戏、服务器项目、移动等方面都能够发挥广泛而强大的作用。在以往的NetBurst架构中，浮点单元的性能很一般，Core构架针对这个问题进行了不小的改进。
Core构架拥有2个浮点执行单元同时处理向量和标量的浮点运算，其中一个浮点单元执行负责加减等简单的处理，而另一个浮点单元则执行负责乘除等运算。尽管不能说Core 构架令浮点性能有很大幅度的提升，但是其改进效果还是显而易见的。
3．数据预读机制与缓存结构
Core微架构的预读取机制还有更多新特性。数据预取单元经常需要在缓存中进行标签查找。为了避免标签查找可能带来的高延迟，数据预取单元使用存储接口进行标签查找。存储操作在大多数情况下并不是影响系统性能的关键，因为在数据开始写入时，处理器即可以马上开始进行下面的工作，而不必等待写入操作完成。缓存/内存子系统会负责数据的整个写入到缓存、复制到主内存的过程。
此外，Core架构使用了Smart Memory Access算法，这将帮助处理器在前端总线与内存传输之间实现更高的效率。 Core架构的缓存系统也令人印象深刻。双核心Core
架构的二级缓存容量高达4MB，且两个核心共享，访问延迟仅12到14个时钟周期。每个核心还拥有32KB的一级指令缓存和一级数据缓存，访问延迟仅仅3个时钟周期。从NetBurst架构开始引入的追踪式缓存（Trace Cache）在 Core架构中消失了。NetBurst 架构中的追踪式缓存的作用与常见的指令缓存相类似，是用来存放解码前的指令的，对NetBurst架构的长流水线结构非常有用，而Core架构回归相对较短的流水线之后，追踪式缓存也随之消失。
四：Nehalem微架构
经历Core微架构的辉煌之后，英特尔再接再厉，于2008年末推出了新的Nehalem 微架构，它基本是建立在Core微架构的骨架上，外加增添了SMT、3层Cache、TLB和分支预测的等级化、IMC、QPI和支持DDR3等技术，比起从Pentium 4的NetBurst架构到Core 微架构的较大变化来说，从Core微架构到Nehalem微架构的基本核心部分的变化则要小一些。
1.QPI总线技术
Nehalem架构使用的QPI总线是基于数据包传输（packet-based）、高带宽、低延迟的点到点互连技术（point to point interconnect），速度达到6.4GT/s（每秒可以传输6.4G次数据）。每一条连接（link）是20bit位宽的接口，使用高速的差分信号（differential signaling）和专用的时钟通道（dedicated clock lane），这些时钟通道具有失效备援（failover）。QPI数据包是80bit的长度，发送需要用4个周期。尽管数据包是80bit，但只有64bit是用于数据，其它的数据位则是用于流量控制、CRC 和其它一些目的。这样，每条连接就一次传输16bit（2Byte）的数据，其余的位宽则是用于CRC。由于QPI总线可以双向传输，那么一条QPI总线连接理论最大值就可以达到25.6GB/s（2×2B×6.4GT/s）的数据传送。单向则是12.8GB/s。（更详细资料参考“快速通道互联QPI”词条）
2.IMC整合内存控制器
Nehalem架构的IMC（integrated memory controller，整合内存控制器），可以支持3通道的DDR3内存，运行在1.33GT/s（DDR3-1333），这样总共的峰值带宽就可以达到32GB/s。不过还并不支持FB-DIMM，要Nehalem EX（Beckton）才有可能会支持FB-DIMM （Fully Buffered-DIMM，全缓冲内存模组）。每通道的内存都能够独立操作，控制器需要乱序执行来降低（掩盖）延迟。（更详细资料参见整合内存控制器词条）
3.SMT
同步多线程（Simultaneous Multi-Threading，SMT）技术又重新回归到了Nehalem 架构，这最早出现在130纳米的奔腾IV上。对于打开了SMT的处理器来说，将会遭受到更多的命中失败，并需要使用更多的带宽。所以Nehalem比奔腾IV是更适合使用SMT 的。Nehalem的同步多线程（Simultaneous Multi-Threading，SMT）是2-way的，每核心可以同时执行2个线程。对于执行引擎来说，在多线程任务的情况下，就可以掩盖单个线程的延迟。SMT功能的好处是只需要消耗很小的核心面积代价，就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升，比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。这个和以前P4的HT技术是一样的，但比较起来，Nehalem的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽，这样就更能够有效的发挥。按照英特尔的说法，Nehalem的SMT可以在增加很少能耗的情况下，让性能提升20-30%。（更详细资料参见同步多线程技术词条）
4.全新设计的缓存体系
Nehalem的每个核心有一个私有的通用型L2，是8路联合的256KB，访问速度相当快。Nehalem的L2相对于其L1D来说，既不是包含式（inclusive）也不是独占式（exclusive），可以在两个核心的私有缓存（L1D和L2）之间传递数据，尽管不能够达到全速。与Core微架构相比，Nehalem新增加了一层L3缓存，这是为了多个核心共享数据的需要（Nehalem-EX具有8个核心），也因此这个L3的容量很大。从架构上看，目前Nehalem架构的处理器所配备的16路联合、8MB的L3对于前两级来说，是完全包含式的，并且由4个核心共享。作为IT行业巨头，Intel一直在为推动计算机行业的发展做出不懈努力，可以说Intel和Microsoft的发展方向便是IT行业的发展方向。将来，32nm，25nm，以及更新的架构与制程，16核，32核，80核以及更多核心的处理器，22W，19W，0.6W以及更好的节能技术，INTEL将代表着IT行业的发展大方向，技术领先，超越未来。
参考文献
一cpu发展https://www.doczj.com/doc/7a3389357.html,/question/30236878.html
二Core微架构https://www.doczj.com/doc/7a3389357.html,/view/175067.html?wtp=tt
计算工具的发展史 现在人们常用计算器来计算，既快捷，又精准，给人们的生活、工作带来了方便。但是计算机的发展经历了漫长的过程，凝聚着劳动人民的智慧。 我国春秋时期出现的算筹是世界上最古老的计算工具。计算的时候摆成纵式和横式两种数字，按照纵式相间的原则表示任何自然数，从而进行加、减、乘、除、开放以及其它的代数计算。负数出现后，算筹分为红和两种，红筹表示正数，黑筹表示负数。这种运算工具和运算方法是当时世界上独一无二的。后来我国劳动人民创造了算盘作为运算工具。早在公元15世纪，算盘已经在我国广泛使用，后来流传到日本、朝鲜等国。它的特点是结构简单，使用方便，特别实用，它计算数目较大的和数目较多的加减法，更为简便。算盘已经基本具备了现代计算器的主要结构特征。例如，拨动算珠，也就是向算盘输入数据，这时算盘起着“储存器”的作用；运算时，珠算口诀起着“运算指令”的作用，而算盘则起着“运算器”的作用。当然，算珠毕竟要靠人的手来拨动，而且也根本谈不上“自动运算”。 除中国外，其它中古的国家亦有各式各样的计算工具发明，例如罗马人的「算盘」，古希腊人的「算板」，印度人的「沙盘」，及英国人的「刻齿本片」等。这些计算工具的原理基本上是相同的，同样是透过某种具体的物体来代表数，并利用对物件的机械操作来进行运算。 比例规：伽利略发明了「比例规」，它的外形像圆规，两脚上各有刻度，可任意开合，是利用比例的原理进行乘除比例等计算的工具。纳皮尔筹：15世纪后，「格子算法」通行于中亚细亚及欧洲，纳皮
尔筹便是根据了「格子算法」的原理，但与格子算法不同的是它把格子和数字刻在「筹」﹝长条竹片或木片﹞上，这便可根据需要拼凑起来计算。 计算尺：在1614年，对数被发明以后，乘除运算可以化为加减运算，对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年，E?冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1632年，奥特雷德发明了有滑尺的计算尺，并制成了圆形计算尺。1652年，R?比萨克制成了有固定尺身和滑尺的计算尺。1850年，V?曼南在计算尺上装上游标，因此而受到当时科学工作者，特别是工程技术人员所广泛采用。 机械计算机：机械式计算机是与计算尺同时出现的，是计算工具上的一大发明。席卡德﹝1623﹞是最早构思出机械式计算机，他在给天文学家J?开普勒的信﹝1623，1624﹞上描述了他发明的四则计算机，但并没有成功制成。而能成功创制第一部能计算加减法的计算机是 B?帕斯卡﹝1642﹞，在1671年，G?W?莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算机，是长1米的大盒子。自此以后，经过人们在这方面多年的研究，特别是经过L?H?托马斯，W?奥德内尔等人的改良后，出现了多种多样的手摇计算机，并风行全世界。于17世纪末，这种计算机传入了中国，并由中国人制造了12位数的手摇计算机，独创出一种算筹式手摇计算机。 电子计算机：一种能依照一定的「程序」自动控制的计算机。19世纪初，法国的J?M?雅卡尔发明了用穿孔卡片来控制的纺织机，1822年，英国的C?巴贝奇便根据同一原理制成了一部能执行计算程序的差分机，并于1834年，设计了一部完全程序控制的分析机，可惜碍于当时的机械技术所限制而没有制成，但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。
计算工具发展简史 张郭男北大哲学系2010级---1192772452@https://www.doczj.com/doc/7a3389357.html, 从最早有实物见证的计算工具-----算筹，到现在以快速，高效，智能，大容量存储，多媒体再现，网络共享和自动化处理为特点的功能强大的现代计算机的出现，计算工具已由人类手的延伸发展到脑的延伸，人类的信息处理技术发生了质的飞跃，走过了一条不平凡的路。一个个激动人心的里程碑耸立在路旁，标记着当时人们的成就。 最早有实物见证的计算工具是诞生于中国的算筹，根据史书的记载和考古材料的发现，古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的竹制小棍子，可以看做是它的硬件，而它的摆法便是其软件了。由于它在运算时使用十进位制，又使其成为当时世界上最先进的软件运算系统，这个传统在相当程度上使中国古代的数学水平长期领先于其他民族。后来算盘也被发明，成为西方计算工具传入前中国人计数的主要工具，两千余年的实践中算盘的计算口诀也发展到极成熟的地步，乃至一个熟练的使用算盘的会计有时可以在速度上击败使用计算器的工人，也就是说通过操纵者的熟练可以使运算速度达到惊人的水平。这样的优
势使中国的计算工具长期没有向西方的自动计算的，现代的方向发展，而是近于停滞不前。 而到了1642年，西方在计算工具方面取得了进展，第一台机械计算器-------加法器由19岁的帕斯卡制作成功。加分器是对中国算盘式的主要凭借操纵者素质提高来提高运算速度的计算机模式的一个突破，它第一次确立了计算机器的概念。后来，德国数学家莱布尼兹对加法器加以改良，发明了可以做乘除运算的计算器。人类的计算工具开始趋向于自动化，现代计算机的出现于是具有了可能。但加法器和乘法器的出现只是提供了一种不同于中国算盘的思路，创造出真正意义上的现代计算机还需时日。 下一个在人类计算工具发展历史上留下痕迹的，是巴贝奇设计的差分机。1822年差分机的模型出现，"这台机器不论在可能完成的计算范围、简便程度以及可靠性与精确度方面，或者是计算时完全不用人参与这方面，都超过了以前的机器。"这句话道出了差分机的先进性。它第一次引进了程序控制的思想，“它能够按照设计者的旨意，自动处理不同函数的计算过程”，这是个了不起的进步。1834年，野心勃勃的巴贝奇在1822年的基础上进行了大的改进，并取名为分析机。由于当时的技术水平限制，分析机仅仅停
计算机的发展历史 一、第一台计算机的诞生 第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。 ENIAC PC机 耗资 100万美圆 600美圆 重量 30吨 10kg 占地 150平方米 0．25平方米 电子器件 1．9万只电子管 100块集成电路 运算速度 5000次/秒 500万次/秒 二、计算机发展历史 1、第一代计算机（1946~1958) 电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科学计算；运算速度每秒几千次至几万次。 2、第二代计算机(1958~1964) 晶体管为主要器件；软件上出现了操作系统和算法语言；运算速度每秒几万次至几十万次。 3、第三代计算机(1964~1971) 普遍采用集成电路；体积缩小；运算速度每秒几十万次至几百万次。 4、第四代计算机(1971~ ) 以大规模集成电路为主要器件；运算速度每秒几百万次至上亿次。 三、我国计算机发展历史 从1953年开始研究，到1958年研制出了我国第一台计算机 在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。 计算机的历史 计算机是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。 现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。 信息处理的一般过程，是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作，直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。 计算机的历史 现代计算机的诞生和发展现代计算机问世之前，计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。 早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。1678年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算。
计算工具［Calculating Devices］是计算时所用的器具或辅助计算的实物。 人们从数学产生之日，便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此，计算和计算工具是息息相关的。 中国古代的数学是一种计算数学，当时的人创造了许多独特的计算工具及与工具有关的计算方法，早在公元前5世纪，中国人已开始用算筹作为计算工具，并在公元前3世纪得到普遍的采用，一直沿用了二千年。后来，人们发明了算盘，并在15世纪得到普遍采用，取代了算筹。它是在算筹基础上发明的，比算筹更加方便实用，同时还把算法口诀化，从而加快了计算速度。后来更发现算盘对人类有较强的数学教育功能，因此源用至今，并流传到海外，成为一种国际性的计算工具。 除中国外，其它中古的国家亦有各式各样的计算工具发明，例如罗马人的「算盘」，古希腊人的「算板」，印度人的「沙盘」，及英国人的「刻齿本片」等。这些计算工具的原理基本上是相同的，同样是透过某种具体的物体来代表数，并利用对物件的机械操作来进行运算。 近代的科学发展促进了计算工具的发展： 比例规：伽利略发明了「比例规」，它的外形像圆规，两脚上各有刻度，可任意开合，是利用比例的原理进行乘除比例等计算的工具。 纳皮尔筹：15世纪后，「格子算法」通行於中亚细亚及欧洲，纳皮尔筹便是根据了「格子算法」的原理，但与格子算法不同的是它把格子和数字刻在「筹」［长条竹片或木片］上，这便可根据需要拼凑起来计算。 计算尺：在1614年，对数被发明以后，乘除运算可以化为加减运算，对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年，E?冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1632年，奥特雷德发明了有滑尺的计算尺，并制成了圆形计算尺。1652年， R?比萨克制成了有固定尺身和滑尺的计算尺。1850年，V?曼南在计算尺上装上游标，因此而受到当时科学工作者，特别是工程技术人员所广泛采用。 机械计算机：机械式计算机是与计算尺同时出现的，是计算工具上的一大发明。席卡德［1623］是最早构思出机械式计算机，他在给天文学家J?开普勒的信［1623，1624］上描述了他发明的四则计算机，但并没有成功制成。而能成功创制第一部能计算加减法的计算机是B?帕斯卡［1642］，在1671年，G?W?莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算机，是长1米的大盒子。自此以后，经过人们在这方面多年的研究，特别是经过L?H?托马斯，W?奥德内尔等人的改良后，出现了多种多样的手摇计算机，并风行全世界。於17世纪末，这种计算机传入了中国，并由中国人制造了12位数的手摇计算机，独创出一种算筹式手摇计算机。 电子计算机：一种能依照一定的「程序」自动控制的计算机。19世纪初，法国的J?M?雅卡尔发明了用穿孔卡片来控制的纺织机，1822年，英国的C?巴贝奇便根据同一原理制成了一部能执行计算程序的差分机，并於1834年，设计了一
石块、贝壳计数 原始社会，人类智力低下，当时把石块放进皮袋，或用贝壳串成珠子，用“一一对应”的方法，计算需要计数的物品。 2. 结绳计数 就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块贝壳方便了许多。 3. 手指计数
人类的十个手指是个天生的“计数器”。原始人不穿鞋袜， 再加上十个足趾，计数的范围就更大了。至今，有些民族还用“手”表示“五”， 用“人”表示“二十”， 据推测， “十进制” 被广泛运用，很可能与手指计数有关。 4. 小棒计数 利用木、竹、骨制成小棒记数，在我国称为“算筹”。它可以随意移动、摆放，较之上述各种计算工具就更加优越了，因而，沿用的时间较长。刘徽用它把圆周率计算到3.1410，祖冲之更计算到小数点后第七位。在欧洲，后来发展到在木片上刻上条纹，表示债务或税款。劈开后债
务双方各存一半，结帐时拼合验证无误，则被认可。 5.珠算 珠算是以圆珠代替“算筹”，并将其连成整体，简化了操作过程，运用时更加得心应手。它起源于中国，元代末年(1366年)陶宗义著《南村辍耕录》中，最初提到“算盘”一词，并说“拨之则动”。十五世纪《鲁班木经》中，详细记载了算盘的制作方法。到了现代，一种新型的电子算盘已经问世，它把算盘与电子计算器的长处集为一体，是一种中外结合的新型计算工具。 6. 计算尺 公元1520年，英国人甘特发明了计算尺，运用到一些特的运算中，快速、省时。 7.
手摇计算机 最早的手摇计算机是法国数学家巴斯嘉在 1642 年制造的。 它用一个个齿轮表示数字， 以齿轮间的咬合装置实现进位， 低位 齿轮转十圈，高位齿轮转一圈。后来，经过逐步改进，使它既能做加、减法，又能做乘、除法了，运算的操作更加简捷、快速。 8. 电子计算机 随着近代高科技的发展，电子计算机在二十世纪应运而生。 它的出现是“人类文明最光辉的成就之一”，
计算工具的历史演变过程 在漫长的历史长河中，随着社会的发展和科技的进步，人类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。这一演变过程，反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。 现在我们溯本求源，看一看计算工具是怎样演化的： 1.石块、贝壳计数 原始社会，人类智力低下，当时把石块放进皮袋，或用贝壳串成珠子，用“一一对应”的方法，计算需要计数的物品。 2.结绳计数 就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块贝壳方便了许多。 3.手指计数 人类的十个手指是个天生的“计数器”。原始人不穿鞋袜，再加上十个足趾，计数的范围就更大了。至今，有些民族还用“手”表示“五”，用“人”表示“二十”，据推测，“十进制”被广泛运用，很可能与手指计数有关。 4.小棒计数 利用木、竹、骨制成小棒记数，在我国称为“算筹”。它可以随意移动、摆放，较之上述各种计算工具就更加优越了，因而，沿用的时间较长。刘徽用它把圆周率计算到3.1410，祖冲之更计算到小数点后第七位。在欧洲，后来发展到在木片上刻上条纹，表示债务或税款。劈开后债务双方各存一半，结帐时拼合验证无误，则被认可。 5.珠算
珠算是以圆珠代替“算筹”，并将其连成整体，简化了操作过程，运用时更加得心应手。它起源于中国，元代末年(1366年)陶宗义著《南村辍耕录》中，最初提到“算盘”一词，并说“拨之则动”。十五世纪《鲁班木经》中，详细记载了算盘的制作方法。 到了现代，一种新型的电子算盘已经问世，它把算盘与电子计算器的长处集为一体，是一种中外结合的新型计算工具。 6.计算尺 公元1520年，英国人甘特发明了计算尺，运用到一些特殊的运算中，快速、省时。 7.手摇计算机 最早的手摇计算机是法国数学家巴斯嘉在1642年制造的。它用一个个齿轮表示数字，以齿轮间的咬合装置实现进位，低位齿轮转十圈，高位齿轮转一圈。后来，经过逐步改进，使它既能做加、减法，又能做乘、除法了，运算的操作更加简捷、快速。 8.电子计算机 随着近代高科技的发展，电子计算机在二十世纪应运而生。它的出现是“人类文明最光辉的成就之一”，标志着“第二次工业革命的开始”。其运算效率和精确度之高，是史无前例的。在此之前，英国数学家桑克斯用了22年的精力，把圆周率π算到小数点后707位，以至在他死后，人们在其墓碑上刻着π的707位数值，表达了对他的毅力和精神的钦佩。
计算工具的发展史 人类最初用手指进行计算。人有两只手，十个手指头，所以，自然而然地习惯用手指记数并采用十进制记数法。用手指进行计算虽然很方便，但计算范围有限，计算结果也无法存储。于是人们用绳子、石子等作为工具来延长手指的计算能力，如中国古书中记载的“上古结绳而治”，拉丁文中“Calculus”的本意是用于计算的小石子。 最原始的人造计算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创造和使用了这种简单的计算工具。算筹最早出现在何时，现在已经无法考证，但在春秋战国时期，算筹使用的已经非常普遍了。根据史书的记载，算筹是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为13～14cm，径粗0.2～0.3cm，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的。算筹采用十进制记数法，有纵式和横式两种摆法，这两种摆法都可以表示1、2、3、4、5、6、7、8、9九个数字，数字0用空位表示，如图2所示。算筹的记数方法为：个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，……，这样从右到左，纵横相间，就可以表示任意大的自然数了。 公元前5世纪，中国人发明了算盘，广泛应用于商业贸易中，算盘被认为是最早的计算机，并一直使用至今。算盘在某些方面的运算能力要超过目前的计算机，算盘的方面体现了中国人民的智慧。 17世纪初，欧洲人发明了计算尺，类似的计算尺一直沿用至今。 19世纪初，英国数学家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）研制差分机，专门用于航海和天文计算，在英国政府的支持下，差分机历时10年研制成功，这是最早采用寄存器来存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具从手动机械跃入自动机械的新时代。 1832年，巴贝奇开始进行分析机的研究。在分析机的设计中，巴贝奇采用了三个具有现代意义的装置： ⑴存储装置：采用齿轮式装置的寄存器保存数据，既能存储运算数据，又能存储运算结果； ⑵运算装置：从寄存器取出数据进行加、减、乘、除运算，并且乘法是以累次加法来实现，还能根据运算结果的状态改变计算的进程，用现代术语来说，就是条件转移； ⑶控制装置：使用指令自动控制操作顺序、选择所需处理的数据以及输出结果。 巴贝奇的分析机是可编程计算机的设计蓝图，实际上，我们今天使用的每一台计算机都遵循着巴贝奇的基本设计方案。但是巴贝奇先进的设计思想超越了当时的客观现实，由于当时的机械加工技术还达不到所要求的精度，使得这部以齿轮为元件、以蒸汽为动力的分析机一直到巴贝奇去世也没有完成。 19世纪，法国人制作成功第一台成品计算机，非常的可靠，可以放在桌面上，在后来的90多年间一直在市场上出售。之后，计算工具得到了飞速的发展。 20世纪40年代，也就是1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。它非常的庞大，真空管的损耗率相当高，几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。这是两位发明人莫奇来和爱克特。 随着科学技术的进步，计算机不断更新。台式电脑，笔记本电脑，还有掌上电脑。目前，速度快的计算机1秒钟能计算几十万亿次，计算工具已完全渗入了人类的活动领域。
计算工具的演变与发展 计算工具是计算时所用的器具或辅助计算的实物。人们从数学产生之日，便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此，计算和计算工具是息息相关的。 中国古代的数学是一种计算数学，当时的人创造了许多独特的计算工具及与工具有关的计算方法。早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具，并在公元前3世纪得到普遍的采用，一直沿用了两千年。后来，人们发明了算盘，并在15世纪得到普遍采用，取代了算筹。它是在算筹基础上发明的，不但比算筹更加方便实用，把算法口诀化，从而加快了计算速度，还对人类有较强的数学教育功能，因此源用至今，并流传到海外，成为一种国际性的计算工具。 近代的科学发展促进了计算工具的发展,在1671年，发明了一种能作四则运算的手摇计算器，是长1米的大盒子。此后，由于电力技术有了很大的发展，电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。现在，电子计算器的功能已不止是一种计算工具，它已渗入了人类的活动领域，并改变着整个社会的面貌，使人类社会迈入一个新的阶段。 一、算筹 算筹是我国古代的计算工具。「筹」即小竹棍或小木棍(也有用骨或金属材料制成的)，古人用它来进行计算，称为筹算。用筹算来记数和四则运算很可能在西周时期已经开始了，一直沿用至元代末年。当时的人还能把十进制值制贯穿于筹算之中，凭借十进制值制，把筹算作纵横布置，就可以表示出任意自然数，同时还懂得用空位表示零，使位值完备。 使用算筹进行数值运算，称为筹算法。算筹的最大进步在于设定了数字表示法。一根小木条表示1,4以下的数字是用木条的数目表示，而到了5，则将木条摆放的方向旋转90度，从而又用一根木条表示了5。算筹还有位数之分。表示1、2、3等，只要竖着摆上相应的木条数即可；而到了6、7、8等，则是将一根本条转90度（即横过来）表示5，再加上下方竖摆着的1、2、3根木条来表示即成。到了十位，则是用横摆的1、2、3根木条来表示10、20、30等；而到了60、70、80等，则要先将一根转动90度（即竖起来）表示50，再加上下方横摆的1、2、3根木条来表示。这样，即使是很大的数目，也可以通过在不同位数上摆放不同数目、不同方向的木条来表示，并且可以精确到小数点以后若干位。筹算中的加减可以通过算筹的简单变化体现出来。对于复杂的乘除运算，人们在实践中创造了运算口诀，使它们的变化容易掌握。后来还出现了平方、开方等更为复杂的运算口诀。那时，人类的算术水平已经达到了相当高的程度。算筹最早出现于春秋时代，直到明代才完全为珠算所代替。
四年级数学上册计算工具的发展史教案冀教 版 1、结合教材提供的图文资料，经历了解计算工具演变的过程。 2、认识常用的计算工具，知道计算机在生产生活中的广泛用途。 3、感受计算工具的发展对人们生活的影响，激发学生的科学探求精神。 课前准备：学生调查计算机的知识，计算工具演变课件。教具学具：教师准备七珠算盘和五珠算盘各一个，学生准备一个七珠算盘或一个五珠算盘。教学方案：通用教案个性化教案教学环节教学预设 一、问题情境由我国发明算盘引出本节课的活动内容。然后播放课件资料。师：同学们，拿出大家带来的算盘，知道是干什么用的吗？生1：计算用的。生2：可以计算加减乘除法。师：同学们说的很对。这是我国人民发明的一种计算工具，至今已有600多年的历史了。在过去的生活和计算中，是一种应用很广泛的计算工具。随着科技、经济的迅猛发展，计算工具也在不断更新变化。算盘逐渐退出了计算的舞台，被计算速度更快的计算器所替
代。这节课我们就来一起了解计算工具的演变过程。请同学们看课件资料。 二、计算工具演变 1、师生一起看计算工具演变的资料片。师：请同学们打开书49页。自己阅读49页与50页的内容。看一看从古到今计算工具是如何演变的。阅读完后，在小组内交流。（师巡视） 2、交流学习收获。提出说一说,你知道了什么？计算工具的演变的进程是怎样的问题。组织学生进行讨论。当说到筹算时，教师可进行演示。师：看了资料片，你都知道了些什么？计算工具演变的进程是怎样的？当学生说到用小棍计数，曾发展为很广泛的算筹，成为历史上独具一格的筹算时，教师可强调：古代劳动人民在生产劳动中发明了用算筹计数，算筹是一种像筷子一样的小棒，把算筹摆成各种形状可以表示各种数目。还可以用算筹进行计算，称为“筹算”。并实际操作一下。 三、了解计算机 1、先交流资料片和教材中介绍的内容，使学生初步了解计算机在各个领域的广泛应用。师：我们知道，继算盘之后，计算工具又出现了重大的变革，计算机走进了我们的生活。说到计算机，它的应用非常广泛。谁来给大家简单介绍一下资料片和教材中的内容。 2、组织学生讨论。教材中说一说的两个问题。先讨论第（1）题，再讨论第（2）题。给学生充分交流的空间。师：昨天
计算工具的演变学习资料 计算工具的历史演变过程 在漫长的历史长河中，随着社会的发展和科技的进步，人类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。这一演变过程，反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。 现在我们溯本求源，看一看计算工具是怎样演化的： 一、远古时代的计算工具 1. 刻痕计数 是人类最早的数学活动。远古时代,人类在捕鱼、狩猎和采集果实的劳动中，产生了计数的需要。用 2.石块、贝壳计数 原始社会，人类智力低下，当时把石块放进皮袋，或用贝壳串成珠子，用“一一对应”的方法，计算需要计数的物品。 3.结绳计数 就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块贝壳方便了许多。 4.手指计数 人类的十个手指是个天生的“计数器”。原始人不穿鞋袜，再加上十个足趾，计数的范围就更大了。至今，有些民族还用“手”表示“五”，用“人”表示“二十”，据推测，“十进制”被广泛运用，很可能与手指计数有关。 二、我国古代 1.算筹计数 利用木、竹、骨制成小棒记数，在我国称为“算筹”。它可以随意移动、摆放，较之上述各种计算工具就更加优越了，因而，沿用的时间较长。刘徽用它把圆周率计算到3.1410，祖冲之更计算到小数点后第七位。在欧洲，后来发展到在木片上刻上条纹，表示债务或税款。劈开后债务双方各存一半，结帐时拼合验证无误，则被认可。 2.算盘 算盘是以圆珠代替“算筹”，并将其连成整体，简化了操作过程，运用时更加得心应手。它起源于中国，元代末年(1366年)陶宗义著《南村辍耕录》中，最
初提到“算盘”一词，并说“拨之则动”。十五世纪《鲁班木经》中，详细记载了算盘的制作方法。 三、计算机的发展 1.手摇计算机 最早的手摇计算机是法国数学家巴斯嘉在1642年制造的。它用一个个齿轮表示数字，以齿轮间的咬合装置实现进位，低位齿轮转十圈，高位齿轮转一圈。后来，经过逐步改进，使它既能做加、减法，又能做乘、除法了，运算的操作更加简捷、快速。 2.电子计算机 随着近代高科技的发展，电子计算机在二十世纪应运而生。它的出现是“人类文明最光辉的成就之一”，其运算效率和精确度之高，是史无前例的。在此之前，英国数学家桑克斯用了22年的精力，把圆周率π算到小数点后707位，以至在他死后，人们在其墓碑上刻着π的707位数值，表达了对他的毅力和精神的钦佩。目前，速度快的计算机 1 秒钟能计算几十万亿次。除了台式电脑，还有笔记本电脑、掌上电脑等等。 一、了解计算工具的演变。（读前面内容） 二、选一种你感兴趣的计算工具，了解它的特点、作用及使用方法等等，并整 理在横线上。 三、算筹是怎么计数的，用小棒摆一摆。 四、复习算盘的各部分名称，在哪里见过人们使用算盘。
计算工具的历史 在漫长的历史长河中，随着社会的发展和科技的进步，人类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。这一演变过程，反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。 现在我们溯本求源，看一看计算工具是怎样演化的： 1.石块、贝壳计数 原始社会，人类智力低下，当时把石块放进皮袋，或用贝壳串成珠子，用“一一对应”的方法，计算需要计数的物品。 2.结绳计数 就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块贝壳方便了许多。 3.手指计数 人类的十个手指是个天生的“计数器”。原始人不穿鞋袜，再加上十个足趾，计数的范围就更大了。至今，有些民族还用“手”表示“五”，用“人”表示“二十”，据推测，“十进制”被广泛运用，很可能与手指计数有关。 4.小棒计数 利用木、竹、骨制成小棒记数，在我国称为“算筹”。它可以随意移动、摆放，较之上述各种计算工具就更加优越了，因而，沿用的时间较长。刘徽用它把圆周率计算到3.1410，祖冲之更计算到小数点后第七位。在欧洲，后来发展到在木
片上刻上条纹，表示债务或税款。劈开后债务双方各存一半，结帐时拼合验证无误，则被认可。 5.珠算 珠算是以圆珠代替“算筹”，并将其连成整体，简化了操作过程，运用时更加得心应手。它起源于中国，元代末年(1366年)陶宗义著《南村辍耕录》中，最初提到“算盘”一词，并说“拨之则动”。十五世纪《鲁班木经》中，详细记载了算盘的制作方法。 到了现代，一种新型的电子算盘已经问世，它把算盘与电子计算器的长处集为一体，是一种中外结合的新型计算工具。 6.计算尺 公元1520年，英国人甘特发明了计算尺，运用到一些特殊的运算中，快速、省时。 7.手摇计算机 最早的手摇计算机是法国数学家巴斯嘉在1642年制造的。它用一个个齿轮表示数字，以齿轮间的咬合装置实现进位，低位齿轮转十圈，高位齿轮转一圈。后来，经过逐步改进，使它既能做加、减法，又能做乘、除法了，运算的操作更加简捷、快速。 8.电子计算机 随着近代高科技的发展，电子计算机在二十世纪应运而生。它的出现是“人类文明最光辉的成就之一”，标志着“第二
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7a3389357.html, 计算工具的发展史 作者： 来源：《小天使·五年级语数英综合》2012年第05期 在漫长的历史长河中，随着社会的发展和科技的进步，人类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。这一演变过程，反映了人类认识世界、改造世界的艰辛历程和广阔前景。 现在我们溯本求源，看一看计算工具是怎样演化的： 1.石块、贝壳计数 在原始社会，人类进行计算的方法很简单，把石块放进皮袋或将贝壳串成珠子，用“一一对应”的方法，计算出需要计数的物品。 2.结绳计数 就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块、贝壳方便多了。 3.手指计数 人类的十个手指是天生的“计数器”。原始人不穿鞋袜，再加上十个脚趾，计数的范围就更大了。至今，有些民族还用“手”表示“五”，用“人”表示“二十”，据推测，“十进制”被广泛运用，很可能与手指计数有关。 4.小棒计数 利用木、竹、骨制成小棒计数，在我国称为“算筹”。它可以随意移动、摆放，与上述各种计算工具比较起来就更加优越了，因此，沿用的时间也较长。刘徽用它把圆周率计算到了 3.1416，祖冲之则计算到了小数点后第七位。后来，在欧洲发展到在木片上刻条纹，表示债务或税款。劈开后债务双方各存一半，结账时拼合验证无误，则被认可。 5.珠算 珠算是以圆珠代替“算筹”，并将其连成整体，简化了操作过程，运用起来更加得心应手。它起源于中国，元代末年陶宗义写的《南村辍耕录》中，最初提到“算盘”一词，并说“拨之则动”。十五世纪《鲁班木经》中，详细记载了算盘的制作方法。到了现代，一种新型的电子算盘已经问世，它把算盘与电子计算器的长处集为一体，是一种中外结合的新型计算工具。
计算工具的发展史教学设计 教学内容：冀教版《数学》四年级上册49—51页。 教学目标： 1．结合教材提供的图文资料，经历了解计算工具演变的过程。 2．认识常用的计算工具，知道计算机在生产生活中的广泛用途。 3．感受计算工具的发展对人们生活的影响，激发学生的科学探求精神。 课前准备：学生调查计算机的知识，计算工具演变课件。 教具学具：教师准备七珠算盘和五珠算盘各一个，学生准备一个七珠算盘或一个五珠算盘。 教学方案：
内容。看一看从古到今计算工具是如何演变的。 阅读完后，在小组内交流。（师巡视） 2．交流学习收获。提出说一说,你知道了什么？计算工具的演变的进程是怎样的问题。组织学生进行讨论。当说到筹算时，教师可进行演示。 师：看了资料片，你都知道了些什么？计算工具演变的进程是怎样的？ 当学生说到用小棍计数，曾发展为很广泛的算筹，成为历史上独具一格的筹算时，教师可强调：古代劳动人民在生产劳动中发明了用算筹计数，算筹是一种像筷子一样的小棒，把算筹摆成各种形状可以表示各种数目。还可以用算筹进行计算，称为“筹算”。并实际操作一下。 三、了解计算机 1．先交流资料片和教材中介绍的内容，使学生初步了解计算机在各个领域的广泛应用。 师：我们知道，继算盘之后，计算工具又出现了重大的变革，计算机走进了我们的生活。说到计算机，它的应用非常广泛。谁来给大家简单介绍一下资料片和教材中的内容。 2．组织学生讨论。 教材中说一说的两个问题。先讨论第（1）题，再讨论第（2）题。给学生充分交流的空间。 师：昨天我们布置了调查有关计算机知识的作业，除了刚才我们谈到的计算机的广泛应用，你还知道哪些关于计算机的知识？ 学生可能会谈到有关计算机其他方面的知识，如：种类、计算速度等。 四、了解珠算 1．教师谈话，使学生了 解算盘是我国劳动人民创造的一种简便的计算工具。它曾经在生活中广泛应用，激发学生热爱祖国的情感。 师：你利用计算机做过哪些事情？ 学生可能会说到网络学习、游戏等。 师：刚才同学们谈到利用计算机可以做许多事情。那在生活或学习中你用过算盘吗？算盘是我国劳动人民创造的
For personal use only in study and research; not for commercial use 计算工具的历史演变过程 在漫长的历史长河中，随着社会的发展和科技的进步，人 类进行运算时所运用的工具，也经历了由简单到复杂，由低级向高级的发展变化。这一演变过程，反映了人类认识世界、改造世 界的艰辛历程和广阔前景。 现在我们溯本求源，看一看计算工具是怎样演化的： 1.石块、贝壳计数 原始社会，人类智力低下，当时把石块放进皮袋，或用贝壳 串成珠子，用“一一对应”的方法，计算需要计数的物品。 2.结绳计数 就是在长绳上打结记事或计数，这比用石块贝壳方便了许 多。 3.手指计数 人类的十个手指是个天生的“计数器”。原始人不穿鞋袜， 再加上十个足趾，计数的范围就更大了。至今，有些民族还用 “手”表示“五”，用“人”表示“二十”，据推测，“十进制”被广泛运用，很可能与手指计数有关。 4.小棒计数 利用木、竹、骨制成小棒记数，在我国称为“算筹”。它可 以随意移动、摆放，较之上述各种计算工具就更加优越了，因而，
沿用的时间较长。刘徽用它把圆周率计算到 3.1410，祖冲之更计算到小数点后第七位。在欧洲，后来发展到在木片上刻上条纹，表示债务或税款。劈开后债务双方各存一半，结帐时拼合验证无误，则被认可。 5.珠算 珠算是以圆珠代替“算筹”，并将其连成整体，简化了操作过程，运用时更加得心应手。它起源于中国，元代末年(1366年)陶宗义著《南村辍耕录》中，最初提到“算盘”一词，并说“拨 之则动”。十五世纪《鲁班木经》中，详细记载了算盘的制作方法。 到了现代，一种新型的电子算盘已经问世，它把算盘与电子计算器的长处集为一体，是一种中外结合的新型计算工具。 6.计算尺 公元1520年，英国人甘特发明了计算尺，运用到一些特殊 的运算中，快速、省时。 7.手摇计算机 最早的手摇计算机是法国数学家巴斯嘉在1642年制造的。它用一个个齿轮表示数字，以齿轮间的咬合装置实现进位，低位齿轮转十圈，高位齿轮转一圈。后来，经过逐步改进，使它既能 做加、减法，又能做乘、除法了，运算的操作更加简捷、快速。 8.电子计算机 随着近代高科技的发展，电子计算机在二十世纪应运而生。 它的出现是“人类文明最光辉的成就之一”，标志着“第二次工业革命的开始”。其运算效率和精确度之高，是史无前例的。在 此之前，英国数学家桑克斯用了22年的精力，把圆周率π算到
计算工具发展简
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
计算工具的发展简史 现在我们所说的计算机，其全称是通用电子数字计算机，“通用”是指计算机可服务于多种用途，“电子”是指计算机是一种电子设备，“数字”是指在计算机内部一切信息均用0和1的编码来表示。计算机的出现是20世纪最卓越的成就之一，计算机的广泛应用极大地促进了生产力的发展。 自古以来，人类就在不断地发明和改进计算工具，从古老的“结绳记事”，到算盘、计算尺、差分机，直到1946年第一台电子计算机诞生，计算工具经历了从简单到复杂、从低级到高级、从手动到自动的发展过程，而且还在不断发展。回顾计算工具的发展历史，从中可以得到许多有益的启示。 1. 手动式计算工具 人类最初用手指进行计算。人有两只手，十个手指头，所以，自然而然地习惯用手指记数并采用十进制记数法。用手指进行计算虽然很方便，但计算范围有限，计算结果也无法存储。于是人们用绳子、石子等作为工具来延长手指的计算能力，如中国古书中记载的“上古结绳而治”，拉丁文中“Calculus”的本意是用于计算的小石子。 最原始的人造计算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创造和使用了这种简单的计算工具。算筹最早出现在何时，现在已经无法考证，但在春秋战国时期，算筹使用的已经非常普遍了。根据史书的记载，算筹是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为13～14cm，径粗0.2～0.3cm，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，如图1所示。算筹采用十进制记数法，有纵式和横式两种摆法，这两种摆法都可以表示1、2、3、4、5、6、7、8、9九个数字，数字0用空位表示，如图2所示。算筹的记数方法为：个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，……，这样从右到左，纵横相间，就可以表示任意大的自然数了。 图1 算筹图2 算筹的摆法 图3 算盘图4 纳皮尔算筹 计算工具发展史上的第一次重大改革是算盘，也是我国古代劳动人民首先创造和使用的。算盘由算筹演变而来，并且和算筹并存竞争了一个时期，终于在元代后期取代了算筹。算盘轻巧灵活、携带方便，应用极为广泛，先后流传到日本、朝鲜和东南亚等国家，后来又传入西方。算盘采用十进制记数法并有一整套计算口诀，例如“三下五除二”、“七上八下”等，这是最早的体系化算法。算盘能够进行基本的算术运算，是公认的最早使用的计算工具。 1617年，英国数学家约翰·纳皮尔（John Napier）发明了Napier乘除器，也称Napier 算筹，如图4所示。Napier算筹由十根长条状的木棍组成，每根木棍的表面雕刻着一位数字的乘法表，右边第一根木棍是固定的，其余木棍可以根据计算的需要进行拼合和调换位置。Napier算筹可以用加法和一位数乘法代替多位数乘法，也可以用除数为一位数的除法和减法代替多位数除法，从而大大简化了数值计算过程。 1621年，英国数学家威廉·奥特雷德（William Oughtred）根据对数原理发明了圆形计算尺，也称对数计算尺。对数计算尺在两个圆盘的边缘标注对数刻度，然后让它们相对转动，就可以基于对数原理用加减运算来实现乘除运算。17世纪中期，对数计算尺改进为尺座和在尺座内部移动的滑尺。18世纪末，发明蒸汽机的瓦特独具匠心，在尺座上添置了一个滑
计算器的起源和发展 最早的计算工具，例如：奇普（Quipu或khipu）是古代印加人的一种结绳记事的方法，用来计数或者记录历史。它是由许多颜色的绳结编成的。 还有古希腊人的安提凯希拉装置，中国的算盘等。中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成，也有用木头，兽骨充当材料的。约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。 17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"，英国牧师奥却德发明了计圆柱型对数算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。 1642年，年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡（Pascaline）发明了第一部机械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在另一个窗口中，但是只能做加减计算。1694年，莱布尼兹（Leibniz）在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后，一直要到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。 根据表现形式分类： 1.实物计算器，此类计算器一般是手持式计算器，便于携带，使用也较方便，但一般情况下，功能较简单，也不太方便进行功能升级。也有少部功能强大的图形式手持计算器，但由于价格最贵，在平板电脑与智能手机普及的情况下，不建议购买最贵的多功能手持计算器。 2.软件形式的Calculator。此类Calculator以软件存在，能在PC电脑或者智能手机，平板电脑上使用。此类Calculator功能多，功能可以通过软件升级进行扩展。随着平板与智能手机有普及，软件形式的Calculator的应用会越来越多，最终有望取代传统的手持式Calculator。 Windows操作系统都自带计算器软件程序，其中科学型计算器如下图所示： “科学型”用于进行统计计算和科学计算，还可以用于进行不同进制数的转换。基本功能如下表所示：