Charles Babbage se Analitiese Engine: beskrywing, funksies, geskiedenis en eienskappe

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - 'n pionier van die skep van rekenaaringenieurswese, wat graad 2 rekenaars ontwikkel - verskil en Analitiese. Die eerste een het sy naam te danke aan die wiskundige beginsels waarop dit berus - die metode van eindige verskille. Sy skoonheid is in die uitsluitlike gebruik van rekenkundige Daarbenewens sonder die noodsaaklikheid vir vermenigvuldiging en deling, wat moeilik om te meganies besef is.

Meer as 'n sakrekenaar

Verskil Engine Babbage verteenwoordig 'n telling toestel. Dit bedryf getalle enigste metode wat in staat is hulle voortdurend stapel volgens die metode van eindige verskille is. Dit kan nie gebruik word vir algemene rekenkundige berekeninge. Analitiese dieselfde masjien Babbage se veel meer as net 'n sakrekenaar. Dit dui op die oorgang van rekenkundige om gemeganiseerde volskaalse algemene doel rekenaar. Op verskillende stadiums van die ontwikkeling van die idees van Babbage, daar was ten minste 3 projekte. Daarom is dit beter om te verwys na analitiese masjiene in die meervoud.

Die gerief en doeltreffendheid van ingenieurswese

Babbage berekening masjiene is desimaal eenhede in die sin dat hulle gebruik 10 syfers van 0 tot 9, en digitale want net werk met heelgetalle. Waardes is die ratte, en elke kategorie gegee om sy wiel. As dit tot stilstand kom in 'n intermediêre posisie tussen die heelgetalle, die resultaat is ongedefinieerd, en die werking van die masjien is geblokkeer, 'n skending van die integriteit van die berekeninge toon. Dit is 'n vorm van foutopsporing.

Bebbidzh beskou ook die gebruik van dood behalwe desimale afrekening stelsels in t. H. Binary en 'n basis 3, 4, 5, 12, 16 en 100. Dit is gestop by die desimale, as gevolg van sy bekendheid en ingenieurswese doeltreffendheid want te danke aan dit aansienlik verminder die aantal bewegende dele.

Verskil Engine №1

In 1821, Babbage begin met die ontwikkeling van 'n meganisme vir die berekening en tabulering polinoomfunksies. Die skrywer beskryf dit as 'n toestel vir die outomatiese berekening van die volgorde van waardes met outomatiese druk van die resultate in tabelvorm. 'N integrale deel van die drukker struktuur is meganies gekoppel aan die afdeling berekening. Verskil Engine №1 verteenwoordig die eerste volledige ontwerp om die berekeninge outomaties uit te voer.

Van tyd tot tyd Babbage verander die funksies van die toestel. Design 1830 verteenwoordig 'n masjien wat ontwerp is vir 16 syfers en 6 ordes verskil. Die model bestaan uit die 25 ste. Dele gelykop verdeel tussen die rekenaar en die artikel drukker. As die toestel is gebou, sou dit geweeg het 'n geskatte 4 ton en sal 'n hoogte van 2,4 m het. Werk op die Babbage Verskil Engine is gestop in 1832, ná 'n dispuut met 'n ingenieur Joseph Clemens. Openbare befondsing uiteindelik opgehou in 1842

analitiese enjin

Wanneer werk op die verskil masjien oorreed in 1834, Babbage swanger meer ambisieuse toestel, wat later die naam Analitiese universele programmeerbare rekenaar meganisme. Die strukturele eienskappe van die masjien Babbage grootliks ooreen met die basiese blokke van die moderne digitale rekenaar. Programmering is gedoen met behulp van ponskaarte. Hierdie idee is ontleen uit die Jacquard loom, waar dit gebruik word om komplekse tekstiel patrone te skep.

Die logiese struktuur van die analitiese enjin Babbage basies ooreenstem met die dominante ontwerp elektroniese rekenaar era, wat 'n Memory ( "winkel") geskei van die sentrale verwerker ( "mill"), sekwensiële uitvoering van operasies impliseer en beteken vir toevoer en afvoer van data en instruksies. Daarom is die titel van 'n pionier ontwikkeling van rekenaartegnologie skrywer was welverdiende.

Geheue en CPU

Die masjien Babbage is 'n "winkel" waar jy nommers en die tussentydse resultate stoor, sowel as 'n aparte "mill", wat rekenkundige verwerking voer. Sy het 'n stel van 4 rekenkundige funksies en kan direkte vermenigvuldiging en deling te voer. Daarbenewens het die toestel in staat was om bedrywighede wat nou name voorwaardelike vertakking siklus (iterasies), Micro, parallelle verwerking, bevestiging, pols vorming en so aan. N. Die skrywer van sulke terminologie nie gebruik word uit te voer.

CPU analitiese enjin van Charles Babbage, wat hy noem "die meul", bied:

• stoor getalle, bewerkings met wat onmiddellik gemaak, in die registers;
• Dit het die hardeware om te werk met hulle basiese rekenkundige operasies;
• oordrag van gebruiker-vriendelike eksterne instruksies in 'n gedetailleerde interne bestuur;
• stelsel sinchronisasie (horlosie) om instruksies uit te voer in 'n noukeurig gekies ten einde.

Die beheermeganisme analitiese masjien bedryf outomaties en bestaan uit twee dele: die laer van die vlak, beheer word deur massiewe tromme, genaamd vate, en 'n hoë vlak met behulp van gat kaarte ontwerp vir jacquard wag, is wyd gebruik word in die vroeë 1800's.

afvoertoestelle

Die gevolg van berekeninge vertoon deur verskeie metodes, insluitend druk, geslaan kaarte, plot en outomatiese produksie van stereotipes - die bak van sagte materiaal waarop die gedrukte gevolg word geproduseer wat as 'n vorm vir die giet die plate vir die druk kan dien.

nuwe ontwerp

Baanbrekerswerk van Babbage se Analitiese Engine het grootliks voltooi in 1840 en begin om 'n nuwe toestel te ontwikkel. In die tydperk 1847-1849 die ontwikkeling №2 verskil Engine voltooi hy, is 'n verbeterde weergawe van die oorspronklike. Hierdie verandering is ontwerp vir 'n operasie met 'n 31-bit getalle en kan lei tot tabelvorm enige polinoom 7 orde. Die ontwerp was elegant eenvoudige en vereis slegs 'n derde van die aantal dele van die oorspronklike model, die verskaffing van gelyke haar rekenkracht.

Die verskil en die Analitiese Engine van Charles Babbage gebruik dieselfde ontwerp afvoertoestel, wat nie net maak die uitdruk op papier nie, maar ook outomaties stereotipes en hul eie wil formaat te skep volgens 'n voorafbepaalde uitleg van die bladsy operateur. Terselfdertyd beoog dit die moontlikheid van die opstel van die lyn hoogte, aantal kolomme, die breedte van die veld, bied outomatiese vou rye of kolomme en plasing van leë lyne vir leesbaarheid.

erfenis

Afgesien van 'n paar gedeeltelik geskep deur die meganiese vergadering en toets modelle van klein werk afdelings, een van die strukture nog nie ten volle geïmplementeer word vir die lewe Babbage. Die belangrikste versamel in 1832 die model was deel 1/7 №1 verskil Engine, wat bestaan uit sowat tweeduisend. Stukke. Dit werk foutloos tot vandag toe en is die eerste suksesvolle outomatiese rekenaar toestel wat 'n wiskundige berekeninge in die meganisme implemente. Babbage oorlede toe gaan om 'n klein eksperimentele deel van die Analitiese Engine. Baie besonderhede van die struktuur bewaar, asook 'n volledige argief van tekeninge en notas.

Projekte groot meganiese rekenaars Babbage beskou as een van die ongelooflike intellektuele prestasies van die XIX eeu. Slegs in die afgelope dekades sy werk is ondersoek in detail, en die graad van belangrikheid van wat hy gedoen het, word meer duidelik.