早期的機械計算裝置

A. 求簡單的機械裝置圖。

這是我畫的一種限位裝置的圖片，僅供參考。

B. 世界上第一部機械式計算器是如何誕生的

1642年，年僅19歲的法國偉大科學家帕斯卡引用算盤的原理，發明了第一部機械式計算器。在他的計算器中有一些互相聯鎖的齒輪，一個轉過十位的齒輪會使另一個齒輪轉過一位，人們可以像撥電話號碼盤那樣，把數字撥進去，計算結果就會出現在另一個窗口中，但是只能做加減計算。

C. 機械計算機的發展歷程

在西歐，由中世紀進入文藝復興時期的社會大變革，極大地促進了自然科學技術的發展，人們長期被神權壓抑的創造力得到了空前的釋放 。而在這些思想創意的火花中 ，製造一台能幫助人進行計算的機器則是最耀眼、最奪目的一朵。從那時起，一個又一個科學家為了實現這一偉大的夢想而不懈努力著。但限於當時的科技水平，多數試驗性的創造都以失敗而告終，這也就昭示了拓荒者的共同命運: 往往在倒下去之前見不到自己努力的成果。而後人在享用這些甜美成果的時候，往往能夠從中品味出汗水與淚水交織的滋味……
1614 年:蘇格蘭人John Napier(1550 ～1617 年)發表了一篇論文 ，其中提到他發明了一種可以進行四則運算和方根運算的精巧裝置。
1623 年:Wilhelm Schickard(1592 ～1635 年)製作了一個能進行6 位數以內加減法運算，並能通過鈴聲輸出答案的計算鍾。該裝置通過轉動齒輪來進行操作。
1625 年:William Oughtred(1575 ～1660 年)發明計算尺。
1668 年:英國人Samuel Morl(1625 ～1695 年)製作了一個非十進制的加法裝置，適宜計算錢幣。
1671 年:德國數學家Gottfried Leibniz 設計了一架可以進行乘法運算，最終答案長度可達16位的計算工具。
1822 年:英國人Charles Babbage(1792 ～1871 年)設計了差分機和分析機，其設計理論非常超前，類似於百年後的電子計算機，特別是利用卡片輸入程序和數據的設計被後人所採用。
1834 年:Babbage 設想製造一台通用分析機，在只讀存儲器(穿孔卡片)中存儲程序和數據 。Babbage在以後的時間里繼續他的研究工作，並於1840 年將操作位數提高到了40 位，並基本實現了控制中心(CPU)和存儲程序的設想，而且程序可以根據條件進行跳轉，能在幾秒內做出一般的加法，幾分鍾內做出乘、除法。
1848 年:英國數學家George Boole 創立二進制代數學，提前近一個世紀為現代二進制計算機的發展鋪平了道路。
1890 年:美國人口普查部門希望能得到一台機器幫助提高普查效率。Herman Hollerith (後來他的公司發展成了IBM 公司)借鑒Babbage 的發明，用穿孔卡片存儲數據，並設計了機器。結果僅用6 周就得出了准確的人口統計數據(如果用人工方法，大概要花10 年時間)。
1896 年:Herman Hollerith 創辦了IBM 公司的前身。 電子計算機問世在以機械方式運行的計算器誕生百年之後，隨著電子技術的突飛猛進，計算機開始了真正意義上的由機械向電子時代的過渡，電子器件逐漸演變成為計算機的主體，而機械部件則漸漸處於從屬位置。二者地位發生轉化的時候，計算機也正式開始了由量到質的轉變，由此導致電子計算機正式問世。下面就是這一過渡時期的主要事件: 1906 年:美國人Lee De Forest 發明電子管，為電子計算機的發展奠定了基礎。
1924 年2 月:IBM 公司成立，從此一個具有劃時代意義的公司誕生。
1935 年:IBM 推出IBM 601 機。這是一台能在一秒鍾內算出乘法的穿孔卡片計算機 。這台機器無論在自然科學還是在商業應用上都具有重要的地位，大約製造了1500 台。
1937 年:英國劍橋大學的Alan M.Turing(1912 ～1954 年)出版了他的論文 ，並提出了被後人稱之為圖靈機的數學模型。
1937 年:Bell 試驗室的George Stibitz 展示了用繼電器表示二進制的裝置。盡管僅僅是個展示品，但卻是第一台二進制電子計算機。
1940 年1 月:Bell 實驗室的Samuel Williams 和Stibitz 製造成功了一個能進行復雜運算的計算機。該機器大量使用了繼電器，並借鑒了一些電話技術，採用了先進的編碼技術。
1941 年夏季:Atanasoff 和學生Berry 完成了能解線性代數方程的計算機，取名叫ABC (Atanasoff-Berry Computer)，用電容作存儲器 ，用穿孔卡片作輔助存儲器，那些孔實際上是燒上去的，時鍾頻率是60Hz，完成一次加法運算用時一秒。
1943 年1 月:Mark I 自動順序控制計算機在美國研製成功。整個機器有51 英尺長 、5 噸重 、75萬個零部件。該機使用了3304 個繼電器，60 個開關作為機械只讀存儲器。程序存儲在紙帶上 ，數據可以來自紙帶或卡片閱讀器。Mark I 被用來為美國海軍計算彈道火力表。
1943 年9 月:Williams 和Stibitz 完成了Relay Interpolator ，後來命名為Model Ⅱ Re-
lay Calculator 的計算機。這是一台可編程計算機，同樣使用紙帶輸入程序和數據。它運行更可靠，每個數用7 個繼電器表示，可進行浮點運算。
1946 年:ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)誕生 ，這是第一台真正意義上的數字電子計算機。開始研製於1943 年，完成於1946 年，負責人是John W.Mauchly 和J.Presper Eckert，重30 噸，用了18000 個電子管，功率25 千瓦，主要用於計算彈道和氫彈的研製。 真空管時代的計算機盡管已經步入了現代計算機的范疇，但因其體積大、能耗高、故障多、價格貴，從而制約了它的普及和應用。直到晶體管被發明出來，電子計算機才找到了騰飛的起點。
1947 年:Bell 實驗室的William B.Shockley 、 John Bardeen 和Walter H.Brattain 發明了晶體
管，開辟了電子時代新紀元。
1949 年:劍橋大學的Wilkes 和他的小組製成了一台可以存儲程序的計算機，輸入輸出設備仍是紙帶。
1949 年:EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer--電子離散變數自動計算機)--第一台使用磁帶的計算機。這是一個突破，可以多次在磁帶上存儲程序。這台機器是John von Neumann 提議建造的。
1950 年:日本東京帝國大學的Yoshiro Nakamats 發明了軟磁碟 ，其銷售權由IBM公司獲得 。由此開創了存儲時代的新紀元。
1951 年:Grace Murray Hopper 完成了高級語言編譯器。
1951 年:UNIVAC-1 --第一台商用計算機系統誕生，設計者是J.Presper Eckert 和John Mauchly 。
被美國人口普查部門用於人口普查，標志著計算機進入了商業應用時代。
1953 年:磁芯存儲器被開發出來。
1954 年:IBM 的John Backus 和他的研究小組開始開發FORTRAN(FORmula TRANslation) ，1957 年完成。這是一種適合科學研究使用的計算機高級語言。
1957 年:IBM 開發成功第一台點陣式列印機。 盡管晶體管的採用大大縮小了計算機的體積、降低了價格 、減少了故障，但離用戶的實際要求仍相距甚遠，而且各行業對計算機也產生了較大的需求，生產性能更強、重量更輕、價格更低的機器成了當務之急。集成電路的發明解決了這個問題。高集成度不僅使計算機的體積得以減小，也使速度加快、故障減少。從此，人們開始製造革命性的微處理器。
1958 年9 月12 日:在Robert Noyce(Intel 公司創始人)的領導下，集成電路誕生，不久又發明了微處理器。但因為在發明微處理器時借鑒了日本公司的技術，所以日本對其專利不承認，因為日本沒有得到應有的利益。過了30 年，日本才承認，這樣日本公司可以從中得到一部分利潤。但到2001 年，這個專利就失效了。
1959 年:Grace Murray Hopper 開始開發COBOL(COmmon Business-Oriented Language)語言 ，完成於1961 年。
1960 年:ALGOL --第一個結構化程序設計語言推出。
1961 年:IBM 的Kennth Iverson 推出APL 編程語言。
1963 年:DEC 公司推出第一台小型計算機--PDP-8 。
1964 年:IBM 發布PL/1 編程語言。
1964 年:發布IBM 360 首套系列兼容機。
1964 年:DEC 發布PDB-8小型計算機。
1965 年:摩爾定律發表，處理器的晶體管數量每18 個月增加一倍，價格下降一半。
1965 年:Lofti Zadeh 創立模糊邏輯，用來處理近似值問題。
1965 年:Thomas E.Kurtz 和John Kemeny 完成BASIC(Beginner 's All-purpose Symbolic In-
struction Code)語言的開發。特別適合計算機教育和初學者使用，得以廣泛推廣。
1965 年:Douglas Englebart 提出滑鼠器的設想，但沒有進一步研究，直到1983年才被蘋果電腦公司大量採用。
1965 年:第一台超級計算機CD6600 開發成功。
1967 年:Niklaus Wirth 開始開發PASCAL 語言，1971 年完成。
1968 年:Robert Noyce 和他的幾個朋友創辦了Intel 公司。
1968 年:Seymour Paper 和他的研究小組在MIT 開發了LOGO 語言。
1969 年:ARPANet(Advanced Research Projects Agency Network)計劃開始啟動，這是現代Internet 的雛形。
1969 年4 月7 日:第一個網路協議標准RFC 推出。
1970 年:第一塊RAM 晶元由Intel 推出，容量1KB 。
1970 年:Ken Thomson 和Dennis Ritchie 開始開發UNIX操作系統。
1970 年:Forth編程語言開發完成。
1970 年:Internet 的雛形ARPANet 基本完成，開始向非軍用部門開放。
1971 年11 月15 日:Marcian E.Hoff 在Intel 公司開發成功第一塊微處理器4004，含2300 個晶體管，字長為4 位，時鍾頻率為108KHz，每秒執行6 萬條指令。
1972 年:1972 年以後的計算機習慣上被稱為第四代計算機。基於大規模集成電路及後來的超大規模集成電路。這一時期的計算機功能更強，體積更小。此時人們開始懷疑計算機能否繼續縮小，特別是發熱量問題能否解決。同時，人們開始探討第五代計算機的開發。
1972 年:C 語言開發完成。其主要設計者是UNIX 系統的開發者之一Dennis Ritche。這是一個非常強大的語言，特別受人喜愛。
1972 年:Hewlett-Packard發明了第一個手持計算器。
1972 年4 月1 日:Intel 推出8008 微處理器。
1972 年:ARPANet 開始走向世界，Internet 革命拉開序幕。
1973 年:街機游戲Pong 發布，得到廣泛歡迎。發明者是Nolan Bushnell(Atari 的創立者)。
1974 年:第一個具有並行計算機體系結構的CLIP-4 推出。 在此之前，應該說計算機技術還是主要集中於大型機和小型機領域的發展。隨著超大規模集成電路和微處理器技術的進步，計算機進入尋常百姓家的技術障礙逐漸被突破。特別是在Intel 公司發布了其面向個人用戶的微處理器8080 之後，這一浪潮終於洶涌澎湃起來，同時也催生出了一大批信息時代的弄潮兒，如Stephen Jobs(史締芬·喬布斯)、Bill Gates(比爾·蓋茨)等 ，至今他們對整個計算機產業的發展還起著舉足輕重的作用。在此時段，互聯網技術和多媒體技術也得到了空前的應用與發展，計算機真正開始改變我們的生活。
1974 年4 月1 日:Intel 發布其8 位微處理器晶元8080。
1975 年:Bill Gates 和Paul Allen 完成了第一個在MIT(麻省理工學院)的Altair 計算機上運行的BASIC 程序。
1975 年:Bill Gates 和Paul Allen 創辦Microsoft 公司(現已成為全球最大、最成功的軟體公司)。3 年後就收入50 萬美元，員工增加到15 人。1992 年達28 億美元，1 萬名雇員。1981 年Microsoft為IBM 的PC 機開發操作系統，從此奠定了在計算機軟體領域的領導地位。
1976 年:Stephen Wozinak 和Stephen Jobs 創辦蘋果計算機公司，並推出其Apple Ⅰ計算機。
1978 年6 月8 日:Intel 發布其16 位微處理器8086 。1979 年6 月又推出准16 位的8088 來滿足市場對低價處理器的需要，並被IBM 的第一代PC 機所採用。該處理器的時鍾頻率為4.77MHz 、8MHz和10MHz，大約有300 條指令，集成了29000 個晶體管。
1979 年:低密軟磁碟誕生。
1979 年:IBM 公司眼看個人計算機市場被蘋果等電腦公司佔有，決定開發自己的個人計算機 。為了盡快推出自己的產品，IBM 將大量工作交給第三方來完成(其中微軟公司就承擔了操作系統的開發工作 ，這同時也為微軟後來的崛起奠定了基礎)，於1981 年8 月12 日推出了IBM-PC 。
1980 年:只要有1 兆內存就足夠DOS 盡情表演了，微軟公司開發DOS 初期時說 。今天來聽這句話有何感想呢？
1981 年:Xerox 開始致力於圖形用戶界面、圖標、菜單和定位設備(如滑鼠)的研製 。結果研究成果為蘋果所借鑒，而蘋果電腦公司後來又指控微軟剽竊了他們的設計，開發了Windows 系列軟體。
1981 年8 月12 日:MS-DOS1.0 和PC-DOS1.0 發布。Microsoft 受IBM 的委託開發DOS 操作系統，他
們從Tim Paterson 那裡購買了一個叫86-DOS的程序並加以改進。由IBM 銷售的版本叫PC-DOS，由Microsoft 銷售的叫MS-DOS 。Microsoft 與IBM 的合作一直到1991 年的DOS 5.0 為止。最初的DOS 1.0
非常簡陋，每張盤上只有一個根目錄，不支持子目錄，直到1983 年3 月的2.0 版才有所改觀。MS-DOS在1995 年以前一直是與IBM-PC 兼容的操作系統，Windows 95 推出並迅速佔領市場之後，其最後一個版本命名為DOS 7.0 。
1982 年:基於TCP/IP 協議的Internet 初具規模。
1982 年2 月:80286 發布，時鍾頻率提高到20MHz 、增加了保護模式、可訪問16MB 內存、支持1GB以上的虛擬內存、每秒執行270 萬條指令、集成了13.4 萬個晶體管。
1983 年春季:IBM XT 機發布，增加了10MB 硬碟、128KB 內存、一個軟碟機、單色顯示器、一台列印機、可以增加一個8087 數字協處理器。當時的價格為5000 美元。
1983 年3 月:MS-DOS 2.0 和PC-DOS 2.0 增加了類似UNIX 分層目錄的管理形式。
1984 年:DNS(Domain Name Server)域名伺服器發布，互聯網上有1000 多台主機運行。
1984 年底:Compaq 開始開發IDE 介面，能以更快的速度傳輸數據，並被許多同行採納，後來在此基礎上開發出了性能更好的EIDE 介面。
1985 年:Philips 和SONY 合作推出CD-ROM驅動器。
1985 年10 月17 日:80386 DX 推出 。時鍾頻率達到33MHz 、可定址1GB 內存 、每秒可執行600萬條指令、集成了275000 個晶體管。
1985 年11 月:Microsoft Windows 發布。該操作系統需要DOS 的支持，類似蘋果機的操作界面 ，以致被蘋果控告，該訴訟到1997 年8 月才終止。
1985 年12 月:MS-DOS 3.2 和PC-DOS 3.2 發布。這是第一個支持3.5 英寸磁碟的系統，但只支持到720KB，3.3 版才支持1.44MB 。
1987 年:Microsoft Windows 2.0 發布。
1988 年:EISA 標准建立。
1989 年:歐洲物理粒子研究所的Tim Berners-Lee創立World Wide Web 雛形。通過超文本鏈接，新手也可以輕松上網瀏覽。這大大促進了Internet 的發展。
1989 年3 月:EIDE 標准確立，可以支持超過528MB 的硬碟，能達到33.3MB/s 的傳輸速度，並被許多CD-ROM 所採用。
1989 年4 月10 日:80486 DX 發布。該處理器集成了120 萬個晶體管，其後繼型號的時鍾頻率達到
100MHz 。
1989 年11 月:Sound Blaster Card(音效卡)發布。
1990 年5 月22 日:微軟發布Windows 3.0，兼容MS-DOS 模式。
1990 年11 月:第一代MPC(多媒體個人電腦標准)發布。該標准要求處理器至少為80286/12MHz(後來增加到80386SX/16MHz)及一個光碟機，至少150KB/sec 的傳輸率。
1991 年:ISA 標准發布。
1991 年6 月:MS-DOS 5.0 和PC-DOS 5.0 發布。為了促進OS/2 的發展，Bill Gates 說DOS 5.0 是 DOS終結者，今後將不再花精力於此。該版本突破了640KB 的基本內存限制。這個版本也標志著微軟與IBM 在DOS 上合作的終結。
1992 年:Windows NT 發布，可定址2GB 內存。
1992 年4 月:Windows 3.1 發布。
1993 年:Internet 開始商業化運行。
1993 年:經典游戲Doom 發布。
1993 年3 月22 日:Pentium 發布，該處理器集成了300 多萬個晶體管、早期版本的核心頻率為60 ～
66MHz 、每秒鍾執行1 億條指令。
1993 年5 月:MPC 標准2 發布，要求CD-ROM 傳輸率達到300KB/s，在320 ×240 的窗口中每秒播放15 幀圖像。
1994 年3 月7 日:Intel 發布90 ～100MHz Pentium 處理器。
1994 年:Netscape 1.0 瀏覽器發布。
1994 年:著名的即時戰略游戲Command&Conquer(命令與征服)發布。
1995 年3 月27 日:Intel 發布120MHz 的Pentium 處理器。
1995 年6 月1 日:Intel 發布133MHz 的Pentium 處理器。
1995 年8 月23 日:純32 位的多任務操作系統Windows 95 發布。該操作系統大大不同於以前的版本 ，完全脫離MS-DOS，但為照顧用戶習慣還保留了DOS 模式。Windows 95 取得了巨大成功。
1995 年11 月1 日:Pentium Pro 發布，主頻可達200MHz 、每秒可執行4.4 億條指令、集成了550萬個晶體管。
1995 年12 月:Netscape 發布其javascript 。
1996 年1 月:Netscape Navigator 2.0 發布。這是第一個支持javascript 的瀏覽器。
1996 年1 月4 日:Intel 發布150 ～166MHz 的Pentium 處理器，集成了310 ～330 萬個晶體管。
1996 年:Windows 95 OSR2 發布，修正了部分BUG，擴充了部分功能。
1997 年:Heft Auto 、Quake 2 和Blade Runner 等著名游戲軟體發布，並帶動3D圖形加速卡迅速崛起。
1997 年1 月8 日:Intel 發布Pentium MMX CPU，處理器的游戲和多媒體功能得到增強。
1997 年4 月:IBM 的深藍(Deep Blue)計算機戰勝人類國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。
1997 年5 月7 日:Intel 發布Pentium Ⅱ，增加了更多的指令和Cache 。
1997 年6 月2 日:Intel 發布233MHz Pentium MMX 。
1998 年2 月:Intel 發布333MHz Pentium Ⅱ處理器，採用0.25 μm 工藝製造，在速度提升的同時減少了發熱量。
1998 年6 月25 日:Microsoft 發布Windows 98，一些人企圖肢解微軟，微軟回擊說這會傷害美國的國家利益。
1999 年1 月25 日:Linux Kernel 2.2.0 發布，人們對其寄予厚望。
1999 年2 月22 日：AMD 公司發布K6-3 400MHz 處理器。
1999 年7 月:Pentium Ⅲ發布，最初時鍾頻率在450MHz 以上，匯流排速度在100MHz 以上，採用0.25μm 工藝製造，支持SSE多媒體指令集，集成有512KB 以上的二級緩存。
1999 年10 月25 日:代號為Coppermine(銅礦)的Pentium Ⅲ處理器發布。採用0.18 μm 工藝製造的Coppermine 晶元內核尺寸進一步縮小，雖然內部集成了256KB 全速On-Die L2 Cache ，內建2800萬個晶體管，但其尺寸卻只有106 平方毫米。
2000 年3 月:Intel 發布代號為Coppermine 128 的新一代的Celeron 處理器。新款Celeron 與老C eleron 處理器最顯著的區別就在於採用了與新P Ⅲ處理器相同的Coppermine核心及同樣的FC-PGA封裝方式，同時支持SSE 多媒體擴展指令集。
2000 年4 月27 日:AMD 宣布正式推出Duron 作為其新款廉價處理器的商標，並以此准備在低端向Intel 發起更大的沖擊，同時，面向高端的ThunderBird 也在其後的一個月間發布。
2000 年7 月:AMD 領先Intel 發布了1GHz 的Athlon 處理器，隨後又發布了1.2GMHz Athlon 處理器。
2000 年7 月:Intel 發布研發代號為Willamette 的Pentium 4 處理器，管腳為423 或478 根，其芯
片內部集成了256KB 二級緩存，外頻為400MHz，採用0.18 μm 工藝製造 ，使用SSE2指令集，並整合了散熱器，其主頻從1.4GHz 起步。
2001 年5 月14 日，AMD 發布用於筆記本電腦的Athlon 4 處理器。該處理器採用0.18 微米工藝造，前端匯流排頻率為200MHz，有256KB二級緩存和128KB一級緩存。
2001 年5 月21 日，VIA 發布C3 出處理器。該處理器採用0.15 微米工藝製造(處理器核心僅為2mm 2 )， 包括192KB 全速緩存(128KB一級緩存、64KB 二級緩存)，並採用Socket 370 介面。支持133MHz 前端匯流排頻率和3DNow！、MMX 多媒體指令集。
2001 年8 月15 日，VIA 宣布其兼容DDR 和SDRAM 內存的P4晶元組P4X266 將大量出貨。該晶元組的內存帶寬達到4GB，是i850 的兩倍。
2001 年8 月27 日，Intel 發布主頻高達2GHz 的P4 處理器。每千片的批發價為562 美元。

D. 二進制代碼的發展歷史

在早期設計的機械計算裝置中,使用的不是二進制，而是十進制或者其他進制，利用齒輪的不同位置表示不同的數值，這種計算裝置更加接近人類的思想方式。
比如說一個計算設備有十個齒輪，它們接連起來，每一個齒輪有十格，小齒輪轉一圈大齒輪走一格。這就是一個簡單的十位十進制的數據表示設備了，可以表示0到999999999的數字。 配合其他的一些機械設備，這樣一個簡單的基於齒輪的裝置就可以實現簡單的十進制加減法了。
這種通過不同的位置上面不同的符號表示數值的方法就是進製表示方法。
常用的進制主要是十進制（因為我們有十個手指，所以十進制是比較合理的選擇，用手指可以表示十個數字，0的概念直到很久以後才出現，所以是1－10而不是0－9）。
電子計算機出現以後，使用電子管來表示十種狀態過於復雜，所以所有的電子計算機中只有兩種基本的狀態，開和關。也就是說，電子管的兩種狀態決定了以電子管為基礎的電子計算機採用二進制來表示數字和數據。
常用的進制還有8進制和16進制，在電腦科學中，經常會用到16進制，而十進制的使用非常少，這是因 為16進制和二進制有天然的聯系：4個二進制位可以表示從0到15的數字，這剛好是1個16進制位可以表示的數據，也就是說，將二進制轉換成16進制只要每4位進行轉換就可以了。二進制的「00101000」直接可以轉換成16進制的「28」。
位元組是由8位組成的存儲單元，是計算機中最小的存儲單位。計算機具有不同的字，字具有不同的位數，字長就是用來表示字的位數的，字長是計算機處理數據的能力，即一個時刻可以處理的數據位數。現代電腦的字長一般是32位、64位。
對於32位字長的現代電腦，一個字等於4個位元組，對於早期的16位的電腦，一個字等於2個位元組。

E. 機械計算機的歷史

第一台真正的計算機是著名科學家帕斯卡（B.Pascal）發明的機械計算機。帕斯卡1623年出生在法國一位數學家家庭，他三歲喪母，由擔任著稅務官的父親拉扯他長大成人。從小，他就顯示出對科學研究濃厚的興趣。
少年帕斯卡對他的父親一往情深，他每天都看著年邁的父親費力地計算稅率稅款，很想幫助做點事，可又怕父親不放心。於是，未來的科學家想到了為父親製做一台可以計算稅款的機器。19歲那年，他發明了人類有史以來第一台機械計算機。
帕斯卡的計算機是一種系列齒輪組成的裝置，外形像一個長方盒子，用兒童玩具那種鑰匙旋緊發條後才能轉動，只能夠做加法和減法。然而，即使只做加法，也有個「逢十進一」的進位問題。聰明的帕斯卡採用了一種小爪子式的棘輪裝置。當定位齒輪朝9轉動時，棘爪便逐漸升高；一旦齒輪轉到0，棘爪就「咔嚓」一聲跌落下來，推動十位數的齒輪前進一檔。
帕斯卡發明成功後，一連製作了50台這種被人稱為「帕斯卡加法器」的計算機，現至少還有5台保存著。比如，在法國巴黎工藝學校、英國倫敦科學博物館都可以看到帕斯卡計算機原型。據說在中國的故宮博物院，也保存著兩台銅制的復製品，是當年外國人送給慈僖太後的禮品，「老佛爺」哪裡懂得它的奧妙，只把它當成了西方的洋玩具，藏在深宮裡面。
帕斯卡是真正的天才，他在諸多領域內都有建樹。後人在介紹他時，說他是數學家、物理學家、哲學家、流體動力學家和概率論的創始人。凡是學過物理的人都知道一個關於液體壓強性質的「帕斯卡定律」，這個定律就是他的偉大發現並以他的名字命名的。他甚至還是文學家，其文筆優美的散文在法國極負盛名。可惜，長期從事艱苦的研究損害了他的健康，1662年英年早逝，死時年僅39歲。他留給了世人一句至理名言：「人好比是脆弱的蘆葦，但是他又是有思想的蘆葦。」
全世界「有思想的蘆葦」，尤其是計算機領域的後來者，都不會忘記帕斯卡在渾沌中點燃的亮光。1971年發明的一種程序設計語言──PASCAL語言，就是為了紀念這位先驅，使帕斯卡的英名長留在電腦時代里。
帕斯卡逝世後不久，與法蘭西毗鄰的德國萊茵河畔，有位英俊的年輕人正挑燈夜讀。黎明時分，青年人站起身，揉了一下疲乏的腰部，臉上流露出會心的微笑，一個朦朧的設想已醞釀成熟。雖然在帕斯卡發明加法器的時候，他尚未出世，但這篇由帕斯卡親自撰寫的關於加法計算機的論文，卻使他似醍醐灌頂，勾起強烈的發明欲。他就是德國大數學家、被《不列顛網路全書》稱為「西方文明最偉大的人物之一」的萊布尼茨（G.Leibnitz）。
萊布尼茨
萊布尼茨早年歷經坎坷。當幸運之神降臨之時，他獲得了一次出使法國的機會。帕斯卡的故鄉張開臂膀接納他，為他實現計算機器的夙願創造了契機。在巴黎，他聘請到一些著名機械專家和能工巧匠協助工作，終於在1674年造出一台更完美的機械計算機。
萊布尼茨發明的新型計算機約有1米長，內部安裝了一系列齒輪機構，除了體積較大之外，基本原理繼承於帕斯卡。不過，萊布尼茨技高一籌，他為計算機增添了一種名叫「步進輪」的裝置。步進輪是一個有9個齒的長圓柱體，9個齒依次分布於圓柱表面；旁邊另有個小齒輪可以沿著軸向移動，以便逐次與步進輪嚙合。每當小齒輪轉動一圈，步進輪可根據它與小齒輪嚙合的齒數，分別轉動1/10、2/10圈……，直到9/10圈，這樣一來，它就能夠連續重復地做加法。
稍熟悉電腦程序設計的人都知道，連續重復計算加法就是現代計算機做乘除運算採用的辦法。萊布尼茨的計算機，加、減、乘、除四則運算一應俱全，也給其後風靡一時的手搖計算機鋪平了道路。
不久，因獨立發明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨，又為計算機提出了「二進制」數的設計思路。有人說，他的想法來自於東方中國。
大約在公元1700年左右某天，友人送給他一幅從中國帶來圖畫，名稱叫做「八卦」，是宋朝人邵雍所摹繪的一張「易圖」。萊布尼茨用放大鏡仔細觀察八卦的每一卦象，發現它們都由陽（—）和陰（--）兩種符號組合而成。他撓有興趣地把8種卦象顛來倒去排列組合，腦海中突然火花一閃──這不就是很有規律的二進制數字嗎？若認為陽（—）是「1」，陰（--）是「0」，八卦恰好組成了二進制000到111共8個基本序數。正是在中國人睿智的啟迪下，萊布尼茨最終悟出了二進制數之真諦。雖然萊布尼茨設計的計算機用的還是十進制，但他率先系統提出了二進制數的運演算法則，直到今天，二進制數仍然左右著現代電腦的高速運算。
帕斯卡的計算機經由萊布尼茨的改進之後，人們又給它裝上電動機以驅動機器工作，成為名符其實的「電動計算機」，並且一直使用到20世紀20年代才退出舞台。盡管帕斯卡與萊布尼茨的發明還不是現代意義上的計算機，但它們畢竟昭示著人類計算機史里的第一抹曙光。

F. 計算工具的發展經歷了算籌、___、___、機械計算器、電子計算器和___的過程．

計算工具的發展經歷了算籌、算盤、計算尺、機械計算器、電子計算器和計算機的過程．
故答案為：算盤、計算尺，計算機．

G. 機械計算的標志性轉置是

機械計算的標志性轉置是保證這種機械運算的正常適用計算方式。
所以在使用運行過程中，一定要保證這種機械預算的一個設置。

H. 早期的機械都有什麼多說一些

風箱（吹火用的）、水車、牛車（太平車）、擠棉機（用來擠棉籽的）、紡線機、彈棉花用的弓、織布機、磨（磨面用的）、耕地用的犁、整地用的耙、脫粒機、撲鳥籠、手藝人用的有些工具例如：鑽、鋸、墨斗、做陶瓷用的工具、井邊用的轆轤、吊桿、打仗用的登高車、弓、弩、放風箏用的轉輪等。

I. 分析你所熟悉的一個機械裝置

我熟悉的機械裝置-------自行車
1、自行車制動系統中的車閘把與連桿是一個內省力杠桿,可增大容剎車皮的拉力.
2、鏈輪牙盤與腳蹬,後輪與飛輪,車龍頭與轉軸等都是輪軸,利用它們可以省力.
3、自行車的外胎,車把手塑料套,踏板套,閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦.剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的.剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動後,摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動

J. 二進制的歷史背景

進制是逢2進位的進位制，0、1是基本算符；計算機運算基礎採用二進制。電腦的基礎是二進制，那麼，什麼是二進制呢,為什麼需要二進制呢？在早期設計的機械計算裝置中,使用的不是二進制，而是十進制或者其他進制，利用齒輪的不同位置表示不同的數值，這種計算裝置可能更加接近人類的思想方式。比如說一個計算設備有十個齒輪，它們級連起來，每一個齒輪有十格，小齒輪轉一圈大齒輪走一格。這就是一個簡單的十位十進制的數據表示設備了，可以表示0到999999999的數字。 配合其他的一些機械設備，這樣一個簡單的基於齒輪的裝置就可以實現簡單的十進制加減法了。這種通過不同的位置上面不同的符號表示數值的方法就是進製表示方法。常用的進制主要是十進制（因為我們有十個手指，所以十進制是比較合理的選擇，用手指可以表示十個數字，0的概念直到很久以後才出現，所以是1－10而不是0－9）。 電子計算機出現以後，使用電子管來表示十種狀態過於復雜，所以所有的電子計算機中只有兩種基本的狀態，開和關。也就是說，電子管的兩種狀態決定了以電子管為基礎的電子計算機採用二進制來表示數字和數據。 常用的進制還有8進制和16進制，在電腦科學中，經常會用到16進制，而十進制的使用非常少，這是因為16進制和二進制有天然的聯系：4個二進制位可以表示從0到15的數字，這剛好是1個16進制位可以表示的數據，也就是說，將二進制轉換成16進制只要每4位進行轉換就可以了。二進制的「00101000」直接可以轉換成16進制的「38」。 一個字是電腦中的基本存儲單元，根據計算機字長的不同,字具有不同的位數，現代電腦的字長一般是32位的，也就是說，一個字的位數是32。位元組是8位的數據單元,一個位元組可以表示0－255的數據。對於32位字長的現代電腦，一個字等於4個位元組，對於早期的16位的電腦，一個字等於2個位元組。