計算工具

從事計算所使用的器具或輔助計算的實物。

指算手指可算是最方便的計算工具。兒童學算，總是先扳動指頭，成人表示數目也常常伸出手指。中國古代有“掐指一算”之説，歐洲直到15世紀還盛行着指算，現代有些地方的人還用手指來進行簡單的計算，可見手指長期以來被用作計算工具。

古代的計算工具1900年，潛水員在安迪基提臘島附近發現一個青銅器具，上有齒輪和刻度盤，是公元前65年左右古希臘人用來計算天體運行的工具。意大利的龐培城，公元79年被火山岩漿湮沒，直到20世紀才大白於世，在遺物中發現羅馬時代的比例規。這些都是古代計算工具的實物。

計算尺對數發明(1614)以後，乘除運算可以化為加減運算，利用這一特點，可製成對數計算尺。這是計算工具又一大發明。最早的設計者是英國的E.岡特，不過當時只是一些刻有對數的尺度，遠未具備近代的形式。以後經多次的改進，才成為現代的計算尺。幾次大的進步是：1632年W.奧特雷德發明有滑尺的計算尺，同時造出圓形計算尺。1652年R.比薩克、1657年S.帕特里奇製造有固定尺身和滑尺的計算尺。1850年法國的V.-M.-A.曼南將遊標裝在尺上,被廣泛採用。19世紀末葉以來,種類繁多的計算尺一直是科學工作者特別是工程技術人員不可或缺的計算工具。

和計算尺同時，17世紀另一項重大發明是機械計算機。最早的設計者是W.席卡德，他在給天文學家J.開普勒的信(1623、1624)中描述了自己發明的四則計算機，不過實際並未製作成功。第一台能算加、減法的計算機的創制者是B.帕斯卡(1642)，還有幾台保存在巴黎。1671年左右，G.W.萊布尼茨發明能做加、減、乘、除的計算機。現德國漢諾威藏有一台,是長1米的大盒子。自此以後，許多人在這方面做了大量的工作。特別是經過L.H.托馬斯、W.奧德內爾等人的改良之後，生產出多種手搖計算機，風行於全世界。

電子計算機的誕生和發展19世紀初，法國的J.M.雅卡爾，發明用穿孔卡片來控制紡織機。受此啓發，英國的C.巴貝奇提出帶有程序控制的完全自動計算機的思想。1822年他造出一台“差分機”的模型，1834年又設計一台“分析機”，由於機械技術等困難沒有最後造成，然而已包含現代計算機的基本思想和主要組成部分。

英國的G.布爾從1847年起開創了邏輯代數這一學科，為近代計算機的建造提供了重要的理論工具。

1880年美國的H.霍勒里斯與J.S.比林斯發明電動穿孔卡片計算機，使數據處理機械化,用於人口調查,獲得極大成功。他們開辦了造表公司，以後發展成為製造電子計算機的壟斷企業-國際商業機器公司（簡稱 IBM）。

德國的康拉德.楚澤在1941年、美國的H.H.艾肯在1944年分別採用繼電器，造出通用程序控制的計算機，基本上實現了100多年前巴貝奇的理想。

20世紀初電子管的出現，為計算機的改革開闢了新的道路。由於軍事上的迫切需要，美國賓夕法尼亞大學和有關單位研製成功第一台電子計算機，命名為“電子數字積分儀與計算機”,簡稱ENIAC。主要的設計者是J.W.莫克利和J.P.埃克特等，約翰.馮·諾依曼也曾參與工作，改進其設計。此機使用18000個電子管，佔地170平方米，功率150千瓦。1946年初正式投入運行。

早在ENIAC誕生之前,英國的A.M.圖靈就提出了“理想計算機”（後稱為圖靈機）的理論，探討了通用數字計算機制造的可能性。他並在1943年實際造出破譯密碼的計算機，在時間上還早於ENIAC，但由於軍事保密,外人未知其詳。

40年來，電子計算機（又稱電腦）高速發展，所使用的元件已經歷了四代的變化。第一代使用電子管，第二代使用晶體管，第三代使用集成電路，第四代使用大規模集成電路。1983年底中國第一台億次“銀河”計算機誕生，標誌中國已進入研製巨型機的行列。

電子計算機的功能已遠遠不止是一種計算工具，它滲入人類幾乎所有的活動領域，正改變着整個社會面貌，使人類歷史邁入一個新的階段──電腦時代。