Motorul analitic Charles Babbage lui: descriere, caracteristici, istorie și proprietăți

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - un pionier al creării tehnicii de calcul, care a dezvoltat clasa a 2 calculatoare - Diferență și analitică. Primul a primit numele datorită principiilor matematice pe care se bazează - metoda diferențelor finite. Frumusețea sa este în utilizarea exclusivă a aritmetică plus, fără a fi nevoie de înmulțire și împărțire, care sunt greu pentru a realiza mecanic.

Mai mult de un calculator

Diferența Motor Babbage reprezintă un dispozitiv de numărare. Acesta funcționează doar numere de metodă care este capabilă să le stivuire în mod continuu în conformitate cu metoda diferențelor finite. Nu poate fi utilizat pentru calcule aritmetice generale. Analitică aceeași mașină lui Babbage mult mai mult decât un calculator. Ea marchează trecerea de la aritmetică la mecanizată scară largă scop general de calcul. La diferite etape ale evoluției ideilor Babbage, au existat cel puțin 3 proiecte. Prin urmare, este mai bine să se facă referire la mașinile analitice la plural.

Confortul și eficiența de inginerie

Babbage sunt unități de calcul mașini decimale în sensul că acestea folosesc 10 cifre de la 0 la 9, și digital, pentru că funcționează numai cu numere întregi. Valorile sunt uneltele, și fiecare categorie dată roata. În cazul în care se oprește într-o poziție intermediară între numerele întregi, rezultatul este nedefinit, iar funcționarea mașinii este blocată, pentru a arăta o încălcare a integrității calculelor. Este o formă de detectare a erorilor.

Bebbidzh luate în considerare, de asemenea, utilizarea unor sisteme moarte Reckoning, altele decât zecimal în t. H. binar și o bază de 3, 4, 5, 12, 16 și 100. Este oprită la zecimal, datorită eficienței sale familiaritate și de inginerie, deoarece datorită a redus semnificativ numărul de piese în mișcare.

Diferență Motor №1

In 1821, Babbage a început să dezvolte un mecanism pentru funcțiile de calcul și polinomiali intabulare. Autorul descrie ca un dispozitiv pentru calcularea automată a secvenței de valori cu imprimarea automată a rezultatelor în formă tabelară. O parte integrantă a structurii imprimantei este cuplat mecanic la secțiunea de calcul. Diferența Motor №1 reprezintă primul complet de proiectare pentru a efectua automat calculele.

Din când în când Babbage a schimbat funcționalitatea dispozitivului. Proiectarea 1830 reprezintă o mașină proiectată pentru 16 cifre și 6 ordine de mărime diferență. Modelul a constat din 25-lea. Piese de schimb împărțit în mod egal între computer și secțiunea imprimantei. În cazul în care dispozitivul a fost construit, ar fi cântărit aproximativ 4 tone și ar avea o înălțime de 2,4 m. Lucrările la diferența Motorul Babbage a fost oprită în 1832, după o dispută cu un inginer Joseph Clement. Finanțarea publică în cele din urmă a încetat în 1842

motor analitic

Când de lucru pe masina diferența stagnat în 1834, Babbage a conceput dispozitiv mai ambițios, care mai târziu a fost numit mecanism de calcul programabil universal analitică. Proprietățile structurale ale mașinii Babbage corespund în mare măsură blocurile de bază ale calculatorului digitale moderne. Programarea se face folosind cartele perforate. Această idee a fost împrumutat de la jacard, în cazul în care acestea sunt utilizate pentru a crea modele de textile complexe.

Structura logică a Babbage motorului analitic corespunde practic cu designul dominant era calculator electronic, ceea ce implică o memorie ( „magazin“) separat de procesorul central ( „moara“), executarea secvențială a operațiilor și mijloace pentru intrare și de ieșire de date și instrucțiuni. Prin urmare, titlul de o dezvoltare pionier al autorului tehnologiei de calculator a fost bine meritat.

Memorie și CPU

Babbage mașină este un „magazin“ în cazul în care stocați numere și rezultatele intermediare, precum și o „moară“ separat, care se execută prelucrarea aritmetică. Ea a avut un set de 4 funcții aritmetice și poate realiza multiplicarea directă și diviziunea. În plus, dispozitivul a fost capabil să efectueze operații care au acum nume ale ciclului condițional ramificare (iterații), microprogramare, procesare paralelă, fixare, modelarea puls și așa mai departe. N. Autorul o astfel de terminologie nu este utilizată.

CPU motor analitic al lui Charles Babbage, pe care el a numit „moara“, prevede:

• stocarea numerelor, operatiuni pe care sunt realizate imediat, în registre;
• Ea are hardware-ul să lucreze cu ei operații aritmetice de bază;
• transmiterea de instrucțiuni externe ușor de utilizat într-un management intern detaliat;
• sistem de sincronizare (ceas) pentru a executa instrucțiuni într-o ordine atent selectate.

Mecanismul de control al mașinii de analiză funcționează în mod automat și este format din două părți: mai scăzut nivel, controlat de tobe masive, numite butoaie, și un nivel ridicat folosind cartele perforate concepute pentru jacquard războaie de țesut, este utilizat pe scară largă la începutul anilor 1800.

dispozitive de ieșire

Rezultatul calculelor este afișat prin diverse metode, inclusiv imprimare, cartele perforate, reprezentarea grafică și producție automată a stereotipurilor - tăvi de material moale, pe care rezultatul este produs de imprimare, care poate servi ca o formă pentru turnarea plăcilor pentru imprimare.

design nou

Munca de pionierat a motorului analitic lui Babbage au finalizat în mare parte în 1840 și a început să dezvolte un nou dispozitiv. În perioada 1847-1849 a finalizat motorul de dezvoltare №2 Diferența, este o versiune îmbunătățită a originalului. Această modificare a fost proiectat pentru a funcționa cu un număr de 31 de biți și ar putea avea ca rezultat tabelară forma orice ordine a 7-polinom. Design-ul a fost elegant simplu și necesită doar o treime din numărul de părți ale modelului original, oferind puterea de calcul egală.

Diferența și motorul analitic al Charles Babbage a folosit același model de dispozitiv de ieșire, care nu numai că face imprimarea pe hârtie, dar, de asemenea, crea automat stereotipuri și format propria lor voință în conformitate cu un aspect predeterminat al operatorului paginii. În același timp, acesta are în vedere posibilitatea de a stabili înălțimea rândului, numărul de coloane, lățimea câmpului, prevede rânduri rabatabile automate sau coloane și plasarea de linii goale pentru a fi citite.

moștenire

În afară de mai multe parțial creat de modele mecanice de asamblare și de testare ale secțiunilor de lucru mici, nici una dintre structurile care nu a fost pusă în aplicare pe deplin pentru Babbage viață. Principalele adunat în 1832 modelul a fost parte 1/7 №1 Diferența Motor, care a constat în aproximativ două mii. Bucăți. Acesta funcționează perfect pentru această zi și este primul dispozitiv de succes de calcul automat care implementează un calcule matematice în mecanismul. Babbage a murit atunci când merge într-o mică parte experimentală a motorului analitic. Multe detalii ale structurii sunt păstrate, precum și o arhivă completă de desene și note.

Proiecte calculatoare mecanice uriașe Babbage considerat unul dintre realizările uimitoare intelectuale ale secolului al XIX-lea. Numai în ultimele decenii activitatea sa a fost studiat în detaliu, iar gradul de importanță a ceea ce a făcut, devine mai evidentă.