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机械计算器
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机械计算器是一种能自动进行基本运算的机械装置。大多数机械式计算器的体积与小型台式电脑相当，但随着电子计算器的出现，机械计算器已被淘汰。
历史
1623年，威廉·希卡德设计并制造出了最早符合机械计算器广为接受的定义的装置（一种具有自动进位功能的计数器）。计算器由两套技术组成：首先是一套由纳皮尔的骨头制成的算盘，用于简化六年前（即1617年）首次描述的乘除法运算；其次是一个带有刻度的计步器，用来执行加减法运算。对现存笔记的研究表明，这台机器在同一个刻度盘上输入几次资料后可能会卡住。有学者认为，若进位需要跨过几个数字（例如将 1 加到 999 上）可能会造成这台机器毁损[1]，但进一步的研究和复制品否定了这一说法。席卡德曾试图为天文学家约翰尼斯·开普勒制造第二台机器，但未能完成。他的机器在三十年战争的动荡中被烧毁，席卡德于1635年死于瘟疫。
1642年，布莱斯·帕斯卡发明了另一款具有更完善十位进位机制的机械计算器。[2]当时帕斯卡被他的父亲聘为鲁昂的税吏，他因此设计了滚轮式加法器（又称帕斯卡计算器）以协助处理大量繁琐的运算。[3]
在1672年，戈特弗里德·莱布尼茨开始设计一台全新的机器，称为步进计算器（Stepped Reckoner）。它使用了一种由他建造并以他的名字命名的分阶圆筒莱布尼兹轮，是第一个采用双运动设计、第一个使用游标（用以记忆第一个算子）以及第一个具有可移动滑架的机器。莱布尼兹在1694年与1706年各制造了一台步进计算器。[4]莱布尼兹轮被用于众多计算器设计之中，持续了两百年，甚至到了1970年代的科塔手摇式计算器仍利用了该设计。1970年代中期电子计算机的出现后才不再使用。莱布尼兹也是最先推广针轮计算器概念的人。[5]
在18世纪，欧洲有数位发明家致力于发展可处理所有四则运算（加、减、乘、除）的机械计算器。菲利普• 马特乌斯•哈恩、约翰·赫尔弗里希·穆勒等人建造了能稳定运作的机器，但由于这些机器需要极大量的手工加工与高精度制作，它们大多为单件作品，并主要陈列于各自统治者的珍奇屋中。唯独穆勒在1783年制作的机器被用来统计木材价格；后来该机器为达姆施塔特的领地伯爵所收藏。
汤玛斯四则运算器是第一台商业上成功的机器，于1851年开始制造；它是第一台足够坚固且可靠，可在办公室环境中每天使用的机械计算器。四十年间，汤玛斯四则运算器是市面上唯一可供贩售的机械计算器机型，直到1890年更成功的奥德纳四则运算器开始工业化生产才打破局面。[6]
康普托计算器（1887年推出）是第一台带键盘的机械计算器，键盘由9个按键组成每个按键分别代表1到9。1902年开始投入生产的道尔顿加法机是第一台带有10键键盘的机械计算器。[7]自1901年起，有些机械计算器开始装上电动马达。[8]1961年，贝尔打孔卡公司的一个部门Sumlock更名为Sumlock Comptometer有限公司，开始销售Anita Mk VII，这是第一台将全电子计算引擎导入桌上型机械计算器的产品，连结起这两个产业并标志着机械计算器衰退的开始。机械计算器在1970年代中期停产，结束了长达约120年的产业历史。
查尔斯·巴贝奇设计了两类机械计算器，当时过于复杂以致于在他有生之年无法完全建成，且其尺寸甚至需要用蒸汽机来驱动。第一类是他所称的“自动”机械计算器——差分机，可自动计算并打印数学表格。1855年，佩尔·乔治·舒茨（Per Georg Scheutz）成为少数成功建成较小的简易版差分机的设计师之一。[9]第二类则是“可编程化”的机械计算器——分析机，巴贝奇在1834年开始设计；“在不到两年的时间内，他已草拟出现代电脑的许多显著特征。”一个关键步骤是采用来自雅卡尔织布机的穿孔卡系统。[10]使其成为可无限程式化的机器。[11]在1937年，霍华德·艾肯说服了IBM设计并制造哈佛马克一号，该机器是第一台基于分析机架构的机器；[12]当该机器完成时，有些人将其誉为“巴贝奇的梦想成真”。[13]
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参考文献
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