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        世界上最早的計算器——算盤

        世界上最早的計算器——算盤

         

        中國唐代發明的算盤。它是由算籌演變而來,這種珠算盤到元代已在全國普遍應用,明代吳敬著的《算法大全》中就有了算盤這一名稱了,明后傳到日本、朝鮮、印度、美國等地。

         

        相關資料:

        算盤(abacus)
          拼音:suànpán

        簡介
          中國傳統的計算工具。中國古代的一項重要發明,在阿拉伯數字出現前是世界廣為使用的計算工具。
          算盤是中國人在長期使用算籌的基礎上發明的,迄今已兩千六百年多年的歷史了。古時候,人們用小木棍進行計算,這些小木棍叫"算籌",用算籌作為工具進行的計算叫"籌算"。后來,隨著生產的發展,用小木棍進行計算受到了限制,于是,人們又發明了更先進的計算器--算盤。
          算盤是長方形的,四周是木框,里面固定著一根根小木棍,小木棍上穿著木珠,中間一根橫梁和算盤分成兩部分,每根木棍的上半部有兩個珠子,每個珠子當五,下半部有五個珠子,每個珠子代表一。

        算盤的來歷
          關于算盤的來歷,最早可以追溯到公元前600年,據說我國當時就有了"算板"。古人把10個算珠串成一組,一組組排列好,放入框內,然后迅速撥動算珠進行計算。東漢末年,徐岳在《數術記遺》中記載,他的老師劉洪訪問隱士天目先生時,天目先生解釋了14種計算方法,其中

        一種就是珠算,采用的計算工具很接近現代的算盤。這種算盤每位有5顆可動的算珠,上面1顆相當于5,下面4顆每顆當作1。
          隨著算盤的使用,人們總結出許多計算口訣,使計算的速度更快了。這種用算盤計算的方法,叫珠算。到了明代,珠算不但能進行加減乘除的運算,還能計算土地面積和各種形狀東西的大小。
          由于算盤制作簡單,價格便宜,珠算口訣便于記憶,運算又簡便,所以在中國被普遍使用,并且陸續流傳到了日本、朝鮮、美國和東南亞等國家和地區。
          現在,已經進入了電子計算機時代,但是古老的算盤仍然發揮著重要的作用。在中國,各行各業都有一批打算盤的高手。使用算盤和珠算,除了運算方便以外,還有鍛煉思維能力的作用,因為打算盤需要腦、眼、手的密切配合,是鍛煉大腦的一種好方法。

        外型結構
          現存的算盤形狀不一、材質各異。一般的算盤多為木制(或塑料制品),算盤由矩形木框內排列一串串等數目的算珠,中有一道橫梁把珠統分為上下兩部分,算珠內貫直柱,俗稱“檔”,一般為9檔、11檔或15檔。檔中橫以梁,梁上2珠(財會用為1珠,每珠為5;梁下5珠(財會用為4珠),每珠為1。用算盤計算稱珠算,珠算有對應四則運算的相應法則,統稱珠算法則。相對一般運算

        來看,熟練的珠算不遜于計算器,尤其在加減法方面。用時,可依口廖,上下撥動算珠,進行計算。珠算計算簡便迅捷,為我國商店普遍使用的計算工具。

        算盤的起源與普及
          算盤究竟是何人發明的,現在無法考察。但是它的使用應該是很早的。東漢數學家《數術紀遺》載:“珠算控帶四時,經緯三才。”北周甄鸞注云:“刻板為三分,位各五珠,上一珠與下四珠色別,其上別色之珠當五,其下四珠各當一!笨梢姖h代即有算盤,但形制于近日不同 。不過,中梁以上一珠當五,中梁以下各珠當一,則與現代相同,又據徐岳說,他的老師劉洪曾問學于道家天目先生,天目即贈傳授珠算之法,可見至遲在東漢已經出現算盤。有些歷史學家認為,算盤的名稱,最早出現于元代學者劉因(1249——1293年)撰寫的《靜修先生文集》里。在《元曲選》無名氏《龐居士誤放來生債》里也提到算盤。劇中有這樣一句話:“閑著手,去那算盤里撥了我的歲數!惫1274年,楊輝在《乘除通變算寶》里,1299年朱世杰在《算學啟蒙》里都記載了有關算盤的《九歸除法》。公元1450年,吳敬在《九章詳注比類算法大全》里,對算盤的用法記述較為詳細,張擇瑞在《清明上河圖》中畫有一算盤,可見,早在北宋或北宋以前我國就已普遍

        使用算盤這一計算工具了。
          我國的算盤由古代的“籌算”演變而來!盎I算”就是運用一種竹簽作籌碼來進行運算。唐代末年,已見籌算乘除法的改進,到宋代產生了籌算的除法歌訣。15世紀中期,《魯班木經》中有制造算盤的規格。由于算盤普及,論述算盤的著作也隨之產生,流行最久的珠算書是1593年明代程大位所輯的《算法統宗》。《算法統宗》是一部以珠算應用為主的算書。全書共17卷,有595個應用題,多數問題摘自其他算書,但所有計算都改用珠算。書中載有算盤圖式和珠算口訣,并舉例說明如何按口訣在算盤上演算。其中開平方和開立方的珠算法是程大位首先提出來的。書末附錄“算經源流”記載了宋元以來的51種數學書名,其中大部分已失傳,這個附錄便成了寶貴的數學史料。由于珠算口訣便于記憶,運用又簡單方便,因而在我國被普遍應用 ,同時也陸續傳到了日本、朝鮮、印度、美國、東南亞等國家和地區。算盤的出現,被稱為人類歷史上計算器的重大改革,就是在電子計算器盛行的今天,它依然發揮著它特有的作用。
          隨著算盤的使用,人們總結出許多計算口訣,使計算的速度更快了。這種用算盤計算的方法,叫珠算。在明代,珠算已相當普及,并且出版了不少有關珠算的書籍,其中流傳

        至今,影響最大的是程大位(1533~1606)的《直指算法統宗》(1592)。
          算盤的出現,被稱為人類歷史上計算器的重大改革,就是在電子計算器盛行的今天,它依然發揮著它特有的作用!‖F在,已經進入了電子計算機時代,但是古老的算盤仍然發揮著重要的作用。在中國,各行各業都有一批打算盤的高手。使用算盤和珠算,除了運算方便以外,還有鍛煉思維能力的作用,因為打算盤需要腦、眼、手的密切配合,是鍛煉大腦的一種好方法。

        算盤的種類
           值得注意的是,算盤一詞并不專指中國算盤。從現有文獻資料來看,許多文明古國都有過各自的算盤。古今中外的各式算盤大致可以分為三類:沙盤類,算板類,穿珠算盤類。
         、偕潮P是在桌面、石板等平板上,鋪上細沙,人們用木棍等在細沙上寫字、畫圖和計算。
         、诤髞碇饾u不鋪沙子,而是在板上刻上若干平行的線紋,上面放置小石子(稱為“算子”)來記數和計算,這就是算板。19世紀中葉在希臘薩拉米斯發現的一塊1米多長的大理石算板,就是古希臘算板,現存在雅典博物館中。算板一直是歐洲中世紀的重要計算工具,不過形式上差異很大,線紋有直有橫,算子有圓有扁,有時又造成圓錐形(類似現在的跳棋子),上面還標有數碼。
         、鄞┲樗惚P指

        中國算盤、日本算盤和俄羅斯算盤。日本算盤叫“十露盤”,和中國算盤不同的地方是算珠的縱截面不是扁圓形而是菱形,尺寸較小而檔數較多。俄羅斯算盤有若干弧形木條,橫鑲在木框內,每條穿著10顆算珠。在世界各種古算盤中,中國的算盤是最先進的珠算工具。


        加法口訣表
          不進位的加進位的加
          直加滿五加進十加破五進十加
          加一:一上一,一下五去四,一去九進一
          加二:二上二,二下五去三,二去八進一
          加三:三上三,三下五去二,三去七進一
          加四:四上四,四下五去一,四去六進一
          加五:五上五,五去五進一
          加六:六上六,六去四進一,六上一去五進一
          加七:七上七,七去三進一,七上二去五進一
          加八:八上八,八去二進一,八上三去五進一
          加九:九上九,九去一進一,九上四去五進一

        減法口訣表
          不退位的減退位的減
          直減破五減退位減退十補五的減
          減一:一下一,一上四去五,一退一還九
          減二:二下二,二上三去五,二退一還八
          減三:三下三,三上二去五,三退一還七
          減四:四下四,四上一去五,四退一還六
          減五:五下五,五退一還五
          減六:六下六,六退一還四,六退一還五去一
          減七:七下七,七退一還三,七退一還

        五去二
          減八:八下八,八退一還二,八退一還五去三
          減九:九下九,九退一還一,九退一還五去四

        乘法「九九」口訣
          在春秋戰國時已在籌算中得到應用;
          歸除口訣,首見楊輝《乘除通變算寶》[1274],
          朱世杰《算學啟蒙》[1299]所載九歸口訣已與現代基本相同。
          有了四則口訣,珠算的算法就形成一個體系,長期沿用下來。
          三、大九九口訣表
          一一01一二02一三03一四04一五05一六06一七07一八08一九09
          二一02二二04二三06二四08二五10二六12二七14二八16二九18
          三一03三二06三三09三四12三五15三六18三七21三八24三九27
          四一04四二08四三12四四16四五20四六24四七28四八32四九36
          五一05五二10五三15五四20五五25五六30五七35五八40五九45
          六一06六二12六三18六四24六五30六六36六七42六八48六九54
          七一07七二14七三21七四28七五35七六42七七49七八56七九63
          八一08八二16八三24八四32八五40八六48八七56八八64八九72
          九一09九二18九三27九四36九五45九六54九七63九八72九九81

        珠算除法
          珠算除法有歸除法和商除法兩種.
          歸除法用口訣進行計算,有九歸口訣,退商口訣和商九口訣.
          九歸口訣共61句:
          一歸(用1除):逢一進

        一,逢二進二,逢三進三,逢四進四,逢五進五,逢六進六,逢七進七,逢八進八,逢九進九.
          二歸(用2除):逢二進一,逢四進二,逢六進三,逢八進四,二一添作五.
          三歸(用3除):逢三進一,逢六進二,逢九進三,三一三余一,三二六余二.
          四歸(用4除):逢四進一,逢八進二,四二添作五,四一二余二,四三七余二.
          五歸(用5除):逢五進一,五一倍作二,五二倍作四,五三倍作六,五四倍作八.
          六歸(用6除):逢六進一,逢十二進二,六三添作五,六一下加四,六二三余二,六四六余四,六五八余二.
          七歸(用7除):逢七進一,逢十四進二,七一下加三,七二下加六,七三四余二,七四五余五,七五七余一,七六八余四.
          八歸(用8除):逢八進一,八四添作五,八一下加二,八二下加四,八三下加六,八五六余二,八六七余四,八七八余六.
          九歸(用9除):逢九進一,九一下加一,九二下加二,九三下加三,九四下加四,九五下加五,九六下加六,九七下加七,九八下加八.
          朱世杰《算學啟蒙》(1299)卷上“歸除歌訣”...
          一歸如一進見一進成十
          二一添作五逢二進成十四進二十六進三十八進四十
          三一三十一三二六十二逢三進成十六進二十九進三十
          四一

        二十二四二添作五四三七十二逢四進成十八進二十
          五歸添一倍逢五進成十
          六一下加四六二三十二六三添作五六四六十四六五八十二逢六進成十
          七一下加三七二下加六七三四十二七四五十五七五七十一七六八十四逢七進成十
          八一下加二八二下加四八三下加六八四添作五八五六十二八六七十四八七八十六逢八進成十
          九歸隨身下逢九進成十
          南宋數學家楊輝在他的「日用算法」(1262年)中編造了斤價求兩價的歌訣
          元朝偉大數學家朱世杰的「算學啟蒙」(1299年)書中,更被推進成下列的十五句:
          一求,隔位六二五;(1/16=0.0625)
          二求,退位一二五;(2/16=0.125)
          三求,一八七五記;(3/16=0.1875)
          四求,改曰二十五;(4/16=0.25)
          五求,三一二五是;(5/16=0.3125)
          六求,兩價三七五;(6/16=0.375)
          七求,四三七五置;(7/16=0.4375)
          八求,轉身變作五;(8/16=0.5)
          九求,五六二五;(9/16=0.5625)
          十求,六二五;(10/16=0.625)
          11求,六八七五;(11/16=0.6875)
          12求,七五;(12/16=0.75)
          13求,八一二五;(13/16=0.8125)
          14求,八七五;(14/16=0.875)
          15求,九三七五;(15/16=0.9375)
          退商口訣共9句:
          無

        除退一下還一,無除退一下還二,無除退一下還三,
          無除退一下還四,無除退一下還五,無除退一下還六,
          無除退一下還七,無除退一下還八,無除退一下還九,
          商九(又叫撞歸,是除以以9開頭的數,商用大了,退商的時候用的)口訣共9句:
          見一無除作九一,見二無除作九二,見三無除作九三,
          見四無除作九四,見五無除作九五,見六無除作九六,
          見七無除作九七,見八無除作九八,見九無除作九九.
          除數是一位數的除法叫“單歸”;除數是兩位或兩位以上的除法叫“歸除”,除數的首位叫“歸”,以下各位叫“除”.如,除數是534的歸除,叫“五歸三四除”.即用五歸口訣求商后,再用34除.

        珠算乘方和開方
          珠算乘方可以直接乘,也可以根據公式,高次方若冪是質素,就只有直接乘,若可以分解因式,則可分解因式再來算。
          珠算開平方,一般有半九九開平方法,積差開平方法,公式開平方法,增乘開平方法。
          開三次方,有三倍根開立方法,過大商開立方法。
          開五次方,有多種,常見的有增乘開五次方。
          開高次方一般很少在珠算上用。

        珠算常用術語
          空檔:某一檔的上、下都離梁的時候,叫做空檔?諜n表示這一檔沒有記數,或者表示0。
          空盤:算盤的各

        檔都是空檔是,表示全盤沒有記數,叫做空盤。
          內珠:靠梁記數的算珠,叫做內珠。
          外珠:離梁不記數的算珠,叫做外珠。
          撥上:是指將下珠撥靠梁。
          撥下:是指將上珠撥靠梁。
          撥去:是指將上珠或下珠撥離梁。
          本檔:是指正要撥珠記數的這一檔。
          前檔:是指本檔的前一檔,也叫左一檔(位)。
          后檔:是指本檔的后一檔,也叫右一檔(位)。
          漂珠:撥珠時用力過輕,不靠梁不著框,浮漂在檔中間的算珠。
          帶珠:撥珠時,把本檔或鄰檔不應撥入或撥去的算珠帶入或帶出叫帶珠。
          實珠:靠梁表示正數的算珠。
          虛珠:也叫負珠,是指算珠撥到既不靠梁又不靠框,表示負數的懸珠。
          置數:也教布數,按照計算的要求,把數字撥入算盤,為計算作準備。
          檔位:也叫檔次,是指檔的位次。
          錯檔:也叫錯位,是指運算過程中未將算珠撥入應撥的檔位。
          隔檔:也叫隔位,是指本數位左右空一檔的第二檔(位)。入隔位乘法中兩數相乘,積的個位打在被乘數的右兩位上;隔位除法中隔位商幾,指的是被除數首位的左兩位。
          進位:是指本檔加上一個數后,大于或等于10,須向前位加1,叫做進位。
          退位:是指在本檔減去一個數時本檔不夠,許向前面一位減1,叫

        做退位。
          首位:也叫最高位,是指一個多位數的第一個非零數字為首位。如3284中的3,0.0726中的7。
          末位:也叫最低位,是指一個多位數的最后一個數字。如3275中的5,一二○中的0,481.29
          中的9。
          次位:實質一個多位數的第二個數字。入3865中的8,0.4178中的1。
          實數:古算書中通稱被乘數和被除數為實數,簡稱實。
          法數:古算書中通稱乘數和除數為法數,簡稱法。
          乘加:是指被乘數每位乘以乘數各位,在算盤上一邊乘一邊加積數。
          乘減:也叫減積,是指每位商數同除數相乘,乘積在被除數里減去。
          除首:是指除數的最高位數。
          積首:是指積數的首位數。
          商首:是指商數的首位數。
          估商:在除法中,需求得每一個商數,就要用心算,估出被除數是除數的幾倍,這種心算過程叫做估商。
          試商:也叫初商,是指在估商時初步求得偏大或偏小的商數,叫做試商。
          置商:也叫立商,是指把試商撥入算盤。
          調商:置商后,經乘減證明,試商不正確,需要調整初商。
          確商:置商后,經乘減證明,試商不大也不小。
          除盡:是指被除數除以除數,除到某一位,剛好無余數,叫做除盡。
          除不盡:是指整除出現無窮循環或不循環小數時,不能除盡的除算。如:1÷3=0.333……;1÷7=0.142857142857……。
          余數:不能整除的除法,在商數求到各位或預定的某數位時,被除數中減剩的數叫做余數。在運算過程中,往往被除數郊區每次商與除數的乘積都有剩余的數,通常也叫做余數。
          退商:初商過大,把它改小叫“退商”。
          補商:初商過小,把它改大叫“補商”。
          假商:在除法運算中,為了計算便捷,先確立一個商,再經過調整取得確商。先確立的商,叫做假商。
          清盤:撥去各檔靠梁的算珠,使全盤成為空盤,叫做清盤。
          全盤練習:算盤所有檔上,或大部分檔上作撥珠練習,以及按基本運算法則進行全面練習,叫做全盤練習。

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