Charles Babbage za analityczna silnika: opis, cechy, historię i właściwości

Charlz Bebbidzh (1791-1871) – pionier tworzenia inżynierii komputerowej, który opracował klasa 2 komputery – różnica i analityczne. Pierwszy z nich ma swoją nazwę ze względu na matematycznych zasad, na których się opiera – metoda różnic skończonych. Jej piękno jest w wyłącznej dyspozycji dodawania arytmetycznego bez potrzeby mnożenia i dzielenia, które są trudne do zrealizowania mechanicznie.

Więcej niż kalkulator

Różnica Silnik Babbage reprezentuje urządzenie zliczające. Działa tylko liczby sposobu, który jest zdolny do ciągłego układania je według metody różnic skończonych. To nie może być wykorzystywane do ogólnych obliczeń arytmetycznych. Analityczna sama maszyna Babbage'a znacznie więcej niż tylko kalkulator. To oznacza przejście z arytmetyki do zmechanizowanego pełnej skali ogólnego obliczeniowego. Na różnych etapach ewolucji idei Babbage, były co najmniej 3 projekty. Dlatego lepiej jest odwołać się do maszyn analitycznych w liczbie mnogiej.

Wygoda i efektywność inżynierii

Babbage maszyn liczących są jednostki dziesiętne w tym sensie, że używają oni 10 cyfr od 0 do 9, a cyfrowy ponieważ działa tylko z liczb całkowitych. Wartości są koła zębate, a każda kategoria podane do jego koła. Gdy zostanie zatrzymana w położeniu pośrednim pomiędzy liczbami całkowitymi, wynik nie jest zdefiniowany, a działanie urządzenia jest blokowany, aby pokazać naruszenie integralności obliczeniach. Jest to forma wykrywania błędów.

Bebbidzh rozważyć także zastosowanie martwych systemów zaliczanie innych niż przecinku w t. H. Binary i zasady 3, 4, 5, 12, 16 i 100. Jest on zatrzymał się na przecinku, ponieważ jej znajomość i inżynierii wydajności, ponieważ dzięki niemu znacznie zmniejszył liczbę ruchomych części.

Różnica Silnik №1

W 1821 roku, Babbage rozpoczął opracowania mechanizmu funkcji obliczeniowych i tabelaryczne wielomianu. Autor opisuje jako urządzenie automatyczne obliczanie sekwencji wartości automatycznego drukowania z wynikami w formie tabelarycznej. Integralną częścią konstrukcji drukarki jest mechanicznie połączony z sekcji obliczeniowej. Różnica Silnik №1 stanowi pierwszy kompletny projekt automatycznego wykonywania obliczeń.

Od czasu do czasu Babbage zmienił funkcjonalność urządzenia. Projekt 1830 przedstawia maszynę przeznaczoną do 16 cyfr i 6 rzędów wielkości różnicy. Model składał się z 25 th. Części podzielone równo pomiędzy komputerem i części drukarki. Jeśli urządzenie zostało zbudowane, byłoby to szacunkowo ważyła 4 tony i będzie mieć wysokość 2,4 m. Prace nad Babbage Difference Silnik został zatrzymany w 1832 roku, po sporze z inżynier Józef Klemens. Finansowanie publiczne przestały wreszcie w 1842 roku

silnik analityczny

Kiedy praca na maszynie różnicy utknęły w 1834 roku Babbage pomyślany bardziej ambitnego urządzenie, które później nazwano analityczny uniwersalny programowalny mechanizm computing. Właściwości strukturalne Babbage maszynowego w dużej mierze odpowiadają podstawowych elementów współczesnego komputera cyfrowego. Programowanie odbywa się za pomocą kart perforowanych. Ta idea została zapożyczona z krosna żakardowe, gdzie są wykorzystywane do tworzenia skomplikowanych wzorów włókienniczych.

Logiczna struktura analitycznej Babbage silnika w zasadzie odpowiada dominujący projektowania komputerowej epoki, co oznacza pamięć ( „sklep”) oddzielone od centralnego procesora ( „młyn”), sekwencyjnego wykonywania operacji oraz środki do wysyłania i odbierania danych i instrukcji. Dlatego tytuł rozwoju pionierskiej technologii komputerowej autora było zasłużone.

Pamięci i CPU

Babbage maszyna to „sklep”, gdzie zapisywać numery i wyniki okresowe, jak również oddzielną „młyn”, który wykonuje przetwarzanie arytmetyczną. Miała zestaw 4 funkcji arytmetycznych i może wykonywać bezpośrednie mnożenie i dzielenie. Ponadto, urządzenie to może wykonywać operacje, które muszą teraz nazwę cyklu rozgałęzienie warunkowe (powtórzeń), microprogramming, przetwarzanie równoległe mocowania, kształtowania impulsów i tak dalej. N. Autor takiego terminologia nie jest używany.

CPU silnik analityczny Charles Babbage, który nazwał „młyn”, przewiduje:

• zapisywania numerów, operacje, które są wykonane od razu w rejestrach;
• Posiada sprzęt do pracy z nimi podstawowych operacji arytmetycznych;
• Transmisja z przyjaznych dla użytkownika instrukcji zewnętrznych szczegółowego zarządzania wewnętrznego;
• System synchronizacji (zegar), aby wykonać instrukcje w starannie wybranej kolejności.

Mechanizm sterujący urządzenie analityczne działa automatycznie i składa się z dwóch części: niższy poziom, sterowany przez masywne bębnów zwanych beczki, a wysoki poziom za pomocą kart perforowanych przeznaczone do żakardowe krosna jest szeroko stosowany we wczesnych latach 1800.

urządzenia wyjściowe

Wynik obliczeń jest wyświetlany za pomocą różnych metod, w tym drukowania, karty perforowane, kreślenia i automatycznej produkcji stereotypy – tac z miękkiego materiału, na którym wydruk jest produkowany, który może służyć jako forma do odlewania płyt do druku.

nowa konstrukcja

Pionierska praca Babbage'a Analytical silnik miał w dużej mierze zakończona w 1840 roku i zaczęła się rozwijać nowe urządzenie. W okresie od 1847 do 1849 roku ukończył rozwój №2 Difference Engine, jest udoskonaloną wersją oryginału. Modyfikacja ta została zaprojektowana do pracy z numerami 31-bitowych i może spowodować tabelarycznym dowolnego wielomianu 7. zamówienia. Konstrukcja była elegancko proste i wymaga tylko jedną trzecią liczby części oryginalnego modelu, zapewniając jednakową moc jej obliczeniowej.

Różnica i Analityczny Silnik Charles Babbage stosować taką samą konstrukcję urządzenia wyjściowego, który nie tylko sprawia, że wydruk na papierze, ale także automatycznie tworzyć stereotypy i własny format będzie zgodnie z określonym układem operatora strony. Jednocześnie przewiduje on możliwość ustawiania wysokości linii, liczbę kolumn, szerokość pola, zapewnia automatyczne wiersze lub kolumny składane i rozmieszczenie pustych wierszy dla czytelności.

dziedzictwo

Oprócz kilku częściowo utworzony przez montaż mechaniczny i testowych modeli małych sekcjach roboczych, żaden z obiektów nie został w pełni wdrożony do Babbage życia. Głównym zebrane w 1832 roku model był częścią 1/7 №1 Difference Engine, który składał się z około dwóch tysięcy. Sztuk. To działa bezawaryjnie do dziś i jest pierwszym sukcesem automatyczne urządzenie komputerowe, które implementuje matematycznych obliczeń w mechanizmie. Babbage zmarł, gdy idzie do małej części doświadczalnej Analytical Engine. Wiele szczegółów konstrukcji są zachowane, a także kompletne archiwum rysunków i notatek.

Projekty ogromne komputery mechaniczne Babbage uważana za jedną z niezwykłych osiągnięć intelektualnych XIX wieku. Dopiero w ostatnich dekadach jego praca została szczegółowo badane, a stopień znaczenia to, co zrobił, staje się coraz bardziej widoczne.