The Engines
Charles Babbage (1791-1871), computer pioneer, designed two classes of engine, Difference Engines, and Analytical Engines., Forskel motorer er såkaldte på grund af det matematiske princip, som de er baseret på, nemlig metoden for endelige forskelle. Skønheden ved metoden er, at den kun bruger aritmetisk Tilføjelse og fjerner behovet for multiplikation og opdeling, som er vanskeligere at implementere mekanisk.
forskel motorer er strengt regnemaskiner. De crunch numre den eneste måde, de ved, hvordan – ved gentagen tilføjelse i henhold til metoden med endelige forskelle. De kan ikke bruges til generel aritmetisk beregning., Den analytiske motor er meget mere end en lommeregner og markerer progressionen fra den mekaniserede aritmetiske beregning til fuldt udbygget generelle formål beregning. Der var mindst tre designs på forskellige stadier af udviklingen af hans ideer. Så det er strengt korrekt at henvise til analytiske motorer i flertallet.
binær, Decimal og fejldetektion
Babbages beregningsmotorer er digitale decimalmaskiner. De er decimal, idet de bruger de velkendte ti tal ‘0’ til ‘9’, og de er digitale i den forstand, at kun hele tal genkendes som gyldige., Talværdier er repræsenteret af tandhjul, og hvert ciffer i et tal har sit eget hjul. Hvis et hjul kommer til at hvile i en position mellem hele talværdier, betragtes værdien som ubestemt, og motoren er designet til at fastklemme for at indikere, at beregningens integritet er kompromitteret. Jamming er en form for fejldetektion.Babbage overvejede at bruge andre talsystemer end decimal, herunder binære såvel som talbaser 3, 4, 5, 12, 16 og 100., Han bosatte sig for decimal ud af teknisk effektivitet – for at reducere antallet af bevægelige dele-såvel som for deres daglige kendskab.
forskel motor nummer 1
Babbage begyndte i 1821 med forskel motor nummer 1, designet til at beregne og tabulere polynomiale funktioner. Designet beskriver en maskine til at beregne en række værdier og udskrive resultater automatisk i en tabel. Integreret i konceptet med designet er et trykapparat, der er mekanisk koblet til beregningsafsnittet og integreret i det. Forskel Motor Nr., 1 er det første komplette design til en automatisk beregningsmotor.
fra tid til anden ændrede Babbage motorens kapacitet. 1830 design viser en maskine beregning med seksten cifre og seks ordrer af forskel. Motoren krævede omkring 25.000 dele delt ligeligt mellem beregningsafsnittet og printeren. Havde det været bygget det ville have vejet en anslået fire tons og stod omkring otte fod høj. Arbejdet blev standset på opførelsen af motoren i 1832 efter en tvist med ingeniøren, Joseph Clement. Regeringens finansiering blev endelig skudt i 1842.,
Den Analytiske maskine
Med opførelsen af projektet gået i stå, og befriet fra møtrikker og bolte af detaljerede konstruktion, Babbage undfanget, i 1834, en mere ambitiøs maskine, senere kaldet Analytisk Motor, et generelt formål programmerbare computing motor.
den analytiske motor har mange vigtige funktioner, der findes i den moderne digitale computer. Det var programmerbart ved hjælp af stansede kort, en ID.lånt fra Jac .uardvæven, der blev brugt til vævning af komplekse mønstre i tekstiler., Motoren havde en ‘butik’, hvor tal og mellemresultater kunne holdes, og en separat’ Mølle’, hvor den aritmetiske behandling blev udført. Det havde en intern repertoire af de fire aritmetiske funktioner og kunne udføre direkte multiplikation og division. Det var også i stand til funktioner, som vi har moderne navne: betingede forgrening, looping (iteration), microprogramming, parallel behandling, iteration, låsning, polling, puls og-forme, blandt andre, men Babbage ingenting, anvendes disse betingelser., Det havde en række udgange, herunder hardcopy udskrift, punched cards, graf plotte og automatisk produktion af stereotyper – bakker af blødt materiale i hvilke resultater var imponeret, der kunne bruges som forme til fremstilling af trykplader.
Den logiske struktur af den Analytiske Motor var stort set den samme som den, der har domineret computer design i den elektroniske tidsalder – adskillelse af hukommelse (den ‘Store’) fra den centrale processor (‘Mølle’), seriel drift ved hjælp af en “hente-udføre cyklus”, og faciliteter for indlæser og udlæser data og instruktioner., At kalde Babbage ‘den første computerpioner’ er ikke en afslappet hyldest.
en ny Forskelmotor
med det banebrydende arbejde på den analytiske motor stort set afsluttet i 1840 begyndte Babbage at overveje en ny forskelmotor. Mellem 1847 og 1849 afsluttede han designet af Difference Engine No. 2, en forbedret version af originalen. Denne motor beregner med tal enogtredive cifre lang og kan tabulere ethvert polynom op til den syvende rækkefølge. Designet var elegant enkelt og krævede kun ca.en tredjedel af de dele, der kræves i Forskel motor nr., 1, samtidig med at der leveres lignende computerkraft. 2 og den analytiske motor deler det samme design til printeren – en outputenhed med bemærkelsesværdige funktioner. Det producerer ikke kun hardcopy inked print på papir som en kontrol kopi, men også automatisk stereotyper resultater, det vil sige, imponerer resultaterne på blødt materiale, gips af Paris for eksempel, som kunne bruges som en form, hvorfra en trykplade kunne fremstilles. Apparattyperne resulterer automatisk og muliggør programmerbar formatering, dvs., tillader operatøren at forudindstille layoutet af resultater på siden. Bruger-foranderlige funktioner omfatter variabel line-height, varierende antal kolonner, variabel kolonne margener, automatisk linjeombrydning eller kolonne indpakning, og efterlader tomme linjer hver flere linjer, for at lette læsningen.
fysisk arv
bortset fra nogle få delvist komplette mekaniske samlinger og testmodeller af små arbejdssektioner blev ingen af Babbages design fysisk realiseret i sin helhed i hans levetid. Den store forsamling han gjorde komplet var en syvendedel af forskellen motor nr., 1, en demonstration stykke bestående af omkring 2.000 dele samlet i 1832. Dette fungerer upåklageligt i dag og er den første succesrige automatiske beregningsenhed til at legemliggøre matematisk regel i mekanismen. Et lille eksperimentelt stykke analytisk motor var under opførelse på tidspunktet for Babbage ‘ s død i 1871. Mange af de små eksperimentelle forsamlinger overlevede, ligesom et omfattende arkiv med hans tegninger og notesbøger.
designene til Babbages store mekaniske computermotorer rangerer som en af de overraskende intellektuelle resultater i det 19.århundrede., Det er først i de seneste årtier, at hans arbejde er blevet undersøgt i detaljer, og at omfanget af det, han udførte, bliver mere og mere tydeligt.