解构计算机（2）：计算机的史前时代

计算机对人类的生活有多大影响已经不必多说了，它的功能也早已超出了计数算数的范畴，然而计算机最开始就是用来计数算法，方便人们做一些数值计算的。那么，它是从什么时候开始“野心膨胀”，开始不再满足当一个纯计算工具的呢？这个问题我们现在不着急去回答，认识到有这么一个分水岭的存在我们就把它当做一个界限，在这个界限以前，在一切的计算工具计算思想都只是用来方便计数算数的时代，我把它统称为计算机的史前时代。

想要理解计算机是如何一步一步发展成为现在这个样子的，了解一下这个史前时代也是很有帮助的，毕竟没有什么东西是凭空而来，更不用说伟大的计算机了。


现在大家都倾向于认为十进制的发明是因为人类有十根手指头，中国也很早很早就使用了十进制，而用来计数的就是上图这种被称为算筹的东西（没错，运筹帷幄就是运的这种筹）。他们使用这些小木棒摆放成的图案代表数字1-9，空代表0，之所以有纵式横式是为了容易区分位数，比如个位用纵式十位就用横式，百位再用纵式千为用横式，这样循环往复使数字不容易混淆出错。鼎鼎大名的祖冲之就是使用这样的算筹把圆周率精准到了小数点后第七位。


算筹在中国历史上存在了相当长的时间，后来逐渐被更为先进的算盘取代。算盘相信大家都耳熟能详，我就不多说了，即便没有用过也一定在各种古装影视剧里见过。

算筹和算盘是古代最具代表性的两种计算工具，但是仔细分析一下我们就能感觉到：无论算筹还是算盘，它其实只是一个计数工具，不能说是严格的计算工具。它们可以非常方便的帮你把这些数字记下来，但是对数字做加减乘除的计算还是得依靠人脑，即便你总结了很多非常实用的筹算珠算口诀，大大提高了运算的效率。


第一次完全把计算丢给机器是法国大科学家帕斯卡，没错，就是那个初中物理都要学的压强单位帕斯卡（Pa），1971年发明的程序设计语言PASCAL就是以他的名字命名。帕斯卡的思路很简单，他就是用机器去模拟人的计算过程：用齿轮来表示数字，做加法的时候进位减法的时候借位，个位数的齿轮转到9就推动十位数的齿轮转一下，需要计算的时候事先设置好两个数字，再驱动齿轮就算完成简单的加减法的运算。

帕斯卡完成了第一个真正意义上的计算器，但是他的机器只能做加减法。莱布尼茨继承了帕斯卡的思想，并且发明了一种叫步进轮的东西来重复做加法，这种重复的加法运算就是计算机的乘法基础，一个数字乘以3就把这个数字重复加3遍。其实，不光是莱布尼茨，现代最新的CPU依然是采用这样的方式完成乘法运算的。

帕斯卡的计算机经过莱布尼茨的改进之后，又被人们装上了电动机以驱动机器工作，看上去已经是个有模有样的电动计算机了，但其实它还只是一个计算器，跟现代意义的计算机比还相差甚远。现代计算机之所以这么强大，不仅仅是因为它的运算速度快精度高，更重要的是人们可以通过写编写程序来控制它，这样才能制造出各种有用的系统和应用软件。

程序是计算机的灵魂，那么，给史前时代的计算机注入灵魂的人是谁？他又是用怎样的天才思想设计控制储存程序，从而使计算机从史前时代步入正史的？我们下篇再聊。

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