GESP一级 - 计算机基础与编程环境（1）

计算机基础与编程环境

1. 计算机基础知识

1.1 早期计算设备

1.1.1 算盘

算盘是最早出现的计算工具之一,起源于古代,在世界各地都有不同的变体。算盘通过珠子的位置来表示数值,通过移动珠子来进行加减乘除运算。算盘的发明极大地促进了数学和商业的发展。

1.1.2 步进计算器

17世纪,欧洲出现了多种步进计算器,如Wilhelm Schickard的计算钟、Blaise Pascal的帕斯卡计算器和Gottfried Wilhelm Leibniz的步进计算器。这些计算器通过齿轮和步进机构来实现加减乘除运算,是机械计算器的雏形。

1.1.3 机械计算器

19世纪,Charles Babbage设计了差分机和分析机,尽管当时的技术无法实现,但其思想对后世计算机的发展产生了深远影响。Herman Hollerith发明的制表机用于1890年美国人口普查,通过打孔卡片来存储和处理数据,极大地提高了数据处理效率。

1.1.4 电子机械计算器

20世纪初,电子技术的发展促进了电子机械计算器的出现。Konrad Zuse的Z1计算机、John Vincent Atanasoff的ABC计算机和George Stibitz的复杂数计算器都是这一时期的代表作,它们使用继电器和真空管等电子元件来实现计算功能。