算力算筹
『壹』 每一个阶段计算机的计算能力
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。
英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想，每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。
巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。
与此同时，数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代，物理学的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程，其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是，数值分析受到了重视，研究出各种数值积分，数值微分，以及微分方程数值解法，把计算过程归结为巨量的基本运算，从而奠定了现代计算机的数值算法基础。
社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。
德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3，已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国，1940～1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过，继电器的开关速度大约为百分之一秒，使计算机的运算速度受到很大限制。
电子计算机的开拓过程，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年，英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机，在第二次世界大战中得到了应用。
1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小，尚未完全具备现代计算机的主要特征。
新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月，冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7～8月间，他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》，推动了存储程序式计算机的设计与制造。
1949年，英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC)；美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此，电子计算机发展的萌芽时期遂告结束，开始了现代计算机的发展时期。
在创制数字计算机的同时，还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时，常用数学方程描述某一过程；相反，解数学方程的过程，也有可能采用物理过程模拟方法，对数发明以后，1620年制成的计算尺，己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量，于1855年制成了积分仪。
19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析，对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期，相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时，人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性，并将主要精力转向了数字计算机。
电子数字计算机问世以后，模拟计算机仍然继续有所发展，并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种，即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。
20世纪中期以来，计算机一直处于高速度发展时期，计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比，平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化，发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)，以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。
计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了三次飞跃。
在电子管计算机时期(1946～1959)，计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类。
『贰』 计算器对中学生的运算能力有什么影响
1.学生普遍反应脱离了科学计算器后，运算的准确性下降。
运算不准确在很大程度上是由于对基本概念理解不深，对基本公式、法则掌握不够透彻，以及对它们的运用不够熟练的缘故。因此，在教学时教师要有意识、有计划地配备一些习题，不使用计算器加以训练，等到学生对概念、公式、法则能熟练应用，准确性有保障后，不妨再使用计算器。把计算器当作学习的辅助工具，从而把学生从运算中解放出来，投入到其它问题的学习。
2．使用计算器对灵活性的影响
运算要合理、简捷、熟练、迅速，这要求学生运算灵活，思维敏捷。这种能力的提高，要求学生解题时多侧面、多角度、多方位的观察和思考问题。而科学计算器能快速地求解繁琐的运算，如果学生一味地使用计算器，他们只会简单、机械地把数据输入求解，没有去思考如何快捷、简洁地解决问题。缺少了这方面的训练，这就等于失去了提高运算能力的有效途径。我觉得可以在讲完某一部分内容之后,统一再上使用计算器解决问题的一节课(或几节课),在此之前不允许使用计算器。比如七年级上有理数的加法后有使用计算器解决问题的,减法后又有,不如讲完基本的，学生练完后统一再上计算器的课。或者，当遇到这种类型的题目，如计算18·75－15·39＋1·25－14·61时要求学生必须用简便方法来解，从而有意识地陪养学生运算的灵活、合理、简捷。
3．使用计算器对严密性的影响
使用计算器时，一般都会省去运算过程。但是，不论是平时的要求，还是考试，都要求解题过程完整规范，其实这是思考过程的体现。由于使用计算器缺少这方面的训练，造成了学生解题不规范，不完整，这是一种严重的缺陷，对学生的数学思维、数学素质的提高非常不利。
4．使用计算器对数学思维和心理素质的影响
运算对培养学生科学的思维方式，形成良好的思维习惯和心理素质有相当大的作用。过多、过滥地使用科学计算器，学生就会不愿花时间进行思考，做规范的运算，从而草率从事。久而久之，思考没有条理、混乱，运算逐渐生疏，而且养成了粗心、马虎的不良习惯，缺乏意志和毅力的磨练。同时也造成了有些学生只习惯于单向、单层次的运算，习惯于顺向计算，不习惯于多向、多层次的运算，更不习惯于逆向运算。脱离了科学计算器，学生不得不重视运算的方向和技巧，可以达到养成瞻前顾后、统观全局的习惯。通过长期的训练，提高了学生的数学思维能力及增强信心和毅力。
中国教育的传统重视基本功的训练，中国学生的基础往往比较扎实，美国的一些大学生运算能力还不如中国的中学生。然而，现在的高中生， 运算能力基本功的优势越来越不明显。某高中数学老师说：“很多同行都有这样的感觉，现在一上高一，就要给学生 ‘补’计算，老师学生都觉得吃力。” 某高中学生家长说：“因为中考可用计算器，而高考又不允许用，所以儿子上高中后首先要戒计算器。由于长期依赖于计算器，儿子对自己口算、笔算的能力表示怀疑，对计算的结果很不放心。平时作业往往是先笔算，然后再用计算器去检查，很浪费时间，就这样经过一年多总算是戒掉了计算器。”以上这种种现象也是我感到困惑的地方，为什么中考可使用计算器，而高考又不允许使用计算器呢？同学们又怎样才能尽快适应这一变化呢？
总而言之，信息社会科学技术日新月异，计算机和科学计算器的使用越来越普及。中学数学岂能视而不见?数学教育界难道可以坐而不动?计算器的使用，在经济上已不是问题，是社会前进、科技发展的必然结果。但计算器的使用也削弱了学生的运算能力，影响了学生数学素质的提高。我们必须引导学生合理使用计算器，一方面要保障运算能力的提高，另一方面也要能熟练地操作计算器。
『叁』 沈括是如何考察卫朴的计算能力的
为了考察卫朴的计算能力，沈括在衙门里进行了一场公开考试。沈括出了这样的一道题目：如何用《春秋》一书中记载的日食来验证旧历书的错误？卫朴道：“《春秋》一书中共记载了37次日食，其中比较可靠的有33次。用其他历法证实的有27次，唐朝一行大和尚验算证实的有29次。我用自己创造的算法证实的有35次。”沈括听后连连点头，进一步问道：“那你是如何证实的呢？”沈括的主要目的是考察卫朴的运算能力，于是就势赶忙派人拿来算筹让卫朴演算。好一个卫朴！只见他飞快地摆弄着算筹，而且极其准确，沈括为之折服了。