Charles Babbage maŝino analítica: priskribon, trajtojn, historio kaj ecoj

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - pioniro de kreado komputilo inĝenierio, kiu disvolvis grado 2 komputiloj - Diferenco kaj Analytical. La unua ricevis sian nomon pro la matematika principoj sur kiuj ĝi baziĝas - la metodo de finiaj diferencoj. Lia beleco estas en la ekskluziva uzo de aritmetiko Krome sen la bezono por multipliko kaj divido, kiuj estas malfacile realigi mekanike.

Pli ol kalkulilo

Diferenco Engine Babbage reprezentas kalkula aparato. Ĝi operacias nombroj nur metodo kiu kapablas kontinue Stacking ilin laŭ la metodo de finiaj diferencoj. Ĝi ne povas esti uzata por ĝeneralaj aritmetikaj kalkuloj. Analitika sama maŝino Babbage multe pli ol nur kalkulilon. Ĝi markas la transiron de aritmetiko al mekanizita grandskalan ĝeneraluzebla komputiko. En malsamaj stadioj de la evoluo de la ideoj de Babbage, estis minimume 3 projektoj. Tial, estas pli bone por rilati al analizaj maŝinoj en la pluralo.

La komforto kaj efikeco de inĝenierio

Babbage komputanta maŝinoj estas dekuma unuoj en la senco ke ili uzas 10 ciferoj de 0 ĝis 9, kaj ciferecaj ĉar funkciigi nur per entjeroj. Valoroj estas la dentaĵoj, kaj ĉiu kategorio donita al lia rado. Se ĝi haltas en intera pozicio inter la entjeroj, la rezulto estas nedifinita, kaj la operacio de la maŝino estas blokita, por montri malobservon de la integrecon de la ŝtonoj. Ĝi estas formo de eraro detekto.

Bebbidzh ankaŭ konsiderata la uzo de mortinta kalkulado sistemoj krom dekuma en t. H. Duumaj kaj bazo 3, 4, 5, 12, 16 kaj 100. Ĝi haltis ĉe la dekuma, pro ĝia kono kaj inĝenierio efikeco ĉar danke al ĝi signife reduktis la nombron da movante partoj.

Diferenco Engine №1

En 1821, Babbage komencis disvolvante mekanismo por la ŝtono kaj tabulación polinomaj funkcioj. La aŭtoro priskribas ĝin kiel mekanismo por la aŭtomata kalkulo de la sinsekvo de valoroj kun aŭtomata impreso de la rezultoj en tabular formo. Integrita parto de la presilo strukturo estas mekanike kuplita al la ŝtono sekcio. Diferenco Engine №1 reprezentas la unuan kompletan dezajnon por aŭtomate fari la kalkulojn.

Fojfoje Babbage ŝanĝis la funkciadon de la aparato. Dezajno 1830 reprezentas maŝino desegnita por 16 ciferoj kaj 6 ordoj de grando diferencon. La modelo konsistis el la 25-a. Partoj promedió inter la komputilo kaj la presilo sekcio. Se la aparato estis konstruita, ĝi estus pesis laŭtaksan 4 tunoj kaj ĝi havus altecon de 2.4 m. Laboro sur la Babbage Difference Engine estis detenita en 1832, post kverelo kun inĝeniero Joseph Clement. Publika financado fine ĉesis en 1842

maŝino analítica

Kiam laboro sur la diferenco maŝino ekhaltis en 1834, Babbage konceptita pli ambicia entrepreno, kiun poste estis nomita Analytical universala programebla komputado mekanismo. La strukturan propraĵoj de la maŝino de Babbage plejparte respondas al la bazaj blokoj de la moderna cifereca komputilo. Programado estas farita uzante kartoj boritaj. Ĉi tiu ideo estis depruntita de la Jacquard teksilo, kie estas uzataj por krei kompleksajn tekstila ŝablonoj.

La logika strukturo de la maŝino analítica de Babbage esence korespondas al la dominanta dezajno elektronika komputilo epoko, kion implicas Memoro ( "vendejo") apartigita de la centra procesoro ( "muelilo"), secuencial ekzekuto de operacioj kaj signifas por enigo kaj eligo de datumoj kaj instrukcioj. Tial, la titolo de pioniro evoluo de komputila teknologio aŭtoro bone merititaj.

Memoro kaj CPU

La maŝino de Babbage estas "vendejo", kie vi stoki nombroj kaj la provizora rezulto, tiel kiel aparta "muelilo", kiu ekzekutas aritmetikajn prilaborado. Ŝi havis aron de 4 aritmetikaj funkcioj kaj povas plenumi rekta multipliko kaj divido. Krome, la mekanismo estis kapabla elfari operaciojn kiuj nun havas nomojn kondiĉa branĉado ciklo (ripetoj), microprogramación, paralela procesorado, riparado, pulso formado kaj tiel plu. N. La aŭtoro de tiaj terminologio ne estas uzata.

CPU maŝino analítica de Babilas Babbage, kiu li nomis "la muelilo", provizas:

• stokante nombroj, operacioj sur kiu estas farita tuj, en la registroj;
• Ĝi havas la aparataron por labori kun ili bazaj aritmetikaj operacioj;
• transdono de uzantamika eksteraj instrukciojn en detalan interna administrado;
• sistemo de sincronización (horloĝo) ekzekuti instrukciojn en zorge elektitaj ordo.

La kontrolo mekanismo analiza maŝino funkcias aŭtomate kaj konsistas el du partoj: la pli malalta la nivelo, kontrolitaj de masiva tamburojn, nomitaj bareloj, kaj alta nivelo uzante kartoj boritaj desegnita por Jacquard teksiloj, estas vaste uzita en la fruaj 1800-aj jaroj.

mekanismoj de eliro

La rezulto de kalkuloj estas montrita per diversaj metodoj inkluzive de presado, kartoj boritaj, komplotas kaj aŭtomata produktado de stereotipoj - la pletoj de molaj materialoj sur kiu la presita rezulto estas produktata kiu povas servi kiel formo por elfandi la telerojn por presado.

nova dezajno

Pionira laboro de Babbage maŝino analítica estis plejparte kompletigita en 1840 kaj ĝi komencis disvolvi novan mekanismon. En la periodo de 1847 al 1849 li kompletigis la evoluo №2 Diferenco Engine, estas versio plibonigita de la originalo. Tiu modifo estis desegnita por operacio kun 31-bita nombroj kaj povus rezultigi tabular formi ajnan polinomon 7a ordo. La dezajno estis elegante simpla kaj postulas nur triono de la nombro de partoj de la originala modelo, provizante egala ŝia komputivo.

La diferenco kaj la maŝino analítica de Babilas Babbage uzata la sama mekanismo de eliro dezajno, kiu ne nur faras la presita paĝo sur papero, sed ankaŭ aŭtomate kreas stereotipoj kaj ilia propra volo formato laŭ antaŭdeterminita aranĝo de la paĝo operatoro. Samtempe ĝi antaŭvidis la eblecon starigi la linio alteco, nombro de kolumnoj, la larĝo de la kampo provizas aŭtomata kunmeto vicoj aŭ kolumnoj kaj lokigo de malplenaj linioj por legibilidad.

heredaĵo

Krom pluraj parte kreita de la mekanikaj kunvenado kaj testo modeloj de malgrandaj laborante sekcioj, neniu el la strukturoj ne estis implementado tute dumvive Babbage. La ĉefa kolektis en 1832 la modelo estis parto 1/7 №1 Diferenco Engine, kiu konsistis el proksimume du mil. Pecoj. Ĝi funkcias perfekte por tiu tago kaj estas la unua sukcesa aŭtomata komputado aparato kiu implementa matematikaj ŝtonoj en la mekanismo. Babbage mortis kiam tuj malgranda eksperimenta parto de la maŝino analítica. Multaj detaloj de la strukturo estas konservitaj, same kiel kompleta arkivo de desegnoj kaj notoj.

Projektoj grandega mekanikaj komputiloj Babbage konsiderita unu el la mirinda intelektaj atingoj de la XIX jarcento. Nur en la lastaj jardekoj lia laboro estis studita en detalo, kaj la grado de graveco de tio, kion li faris, iĝas pli ŝajna.