The Engines
Charles Babbage (1791-1871), computer pioneer, designed two classes of engine, Difference Engines, and Analytical Engines., Los motores de diferencia se llaman así debido al principio matemático en el que se basan, a saber, el método de diferencias finitas. La belleza del método es que utiliza solo suma aritmética y elimina la necesidad de multiplicación y división que son más difíciles de implementar mecánicamente.
Los motores de diferencia son estrictamente calculadoras. Ellos crunch números de la única manera que saben cómo – por adición repetida de acuerdo con el método de diferencias finitas. No pueden utilizarse para el cálculo aritmético general., El motor analítico es mucho más que una calculadora y marca la progresión de la aritmética mecanizada de cálculo a la computación de propósito general en toda regla. Hubo al menos tres diseños en diferentes etapas de la evolución de sus ideas. Por lo tanto, es estrictamente correcto referirse a los motores Analíticos en plural.
detección binaria, Decimal y de errores
Los motores de cálculo de Babbage son máquinas digitales decimales. Son decimales en el sentido de que utilizan los diez números familiares ‘ 0 ‘ a ‘ 9 ‘ y son digitales en el sentido de que solo los números enteros son reconocidos como válidos., Los valores numéricos están representados por ruedas dentadas y cada dígito de un número tiene su propia rueda. Si una rueda se detiene en una posición intermedia entre los valores del número entero, el valor se considera indeterminado y el motor está diseñado para atascar para indicar que la integridad del cálculo se ha comprometido. La interferencia es una forma de detección de errores.
Babbage consideró el uso de sistemas numéricos distintos de los decimales, incluidos los binarios, así como las bases numéricas 3, 4, 5, 12, 16 y 100., Se conformó con decimal por la eficiencia de la ingeniería, para reducir el número de piezas móviles, así como por su familiaridad cotidiana.
motor de diferencia no. 1
Babbage comenzó en 1821 con el motor de diferencia no. 1, diseñado para calcular y tabular funciones polinómicas. El diseño describe una máquina para calcular una serie de Valores e imprimir resultados automáticamente en una tabla. Integral al concepto del diseño es un aparato de impresión acoplado mecánicamente a la sección de cálculo e integral a ella. Diferencia Motor No., 1 es el primer diseño completo para un motor de cálculo automático.
de vez en cuando Babbage cambió la capacidad del motor. El diseño de 1830 muestra una máquina que calcula con dieciséis dígitos y seis órdenes de diferencia. El motor requería unas 25.000 piezas repartidas a partes iguales entre la sección de cálculo y la impresora. Si se hubiera construido, habría pesado aproximadamente cuatro toneladas y se habría mantenido a unos ocho pies de altura. El trabajo se detuvo en la construcción del motor en 1832 después de una disputa con el ingeniero, Joseph Clement. La financiación del gobierno fue finalmente eliminada en 1842.,
El motor analítico
con el proyecto de construcción estancado, y liberado de las tuercas y pernos de la construcción detallada, Babbage concibió, en 1834, una máquina más ambiciosa, más tarde llamada motor analítico, un motor de computación programable de propósito general.
El motor analítico tiene muchas características esenciales que se encuentran en la computadora digital moderna. Era programable usando tarjetas perforadas, una idea tomada del telar Jacquard utilizado para tejer patrones complejos en textiles., El motor tenía un «almacén» donde los números y los resultados intermedios se podían mantener, y un «molino» separado donde se realizaba el procesamiento aritmético. Tenía un repertorio interno de las cuatro funciones aritméticas y podía realizar multiplicación y división directa. También era capaz de funciones para las que tenemos nombres modernos: ramificación condicional, bucle (iteración), microprogramación, procesamiento paralelo, iteración, enganche, sondeo y conformación de pulsos, entre otras, aunque Babbage nowhere usó estos Términos., Tenía una variedad de productos incluyendo impresión impresa, tarjetas perforadas, trazado gráfico y la producción automática de estereotipos – bandejas de material blando en los que se imprimieron los resultados que podrían ser utilizados como moldes para hacer planchas de impresión.
la estructura lógica del motor analítico era esencialmente la misma que la que ha dominado el diseño informático en la era electrónica: la separación de la memoria (el «almacén») del procesador central (El «Molino»), la operación en serie utilizando un «ciclo fetch – execute», y las instalaciones para ingresar y emitir datos e instrucciones., Llamar a Babbage «el primer pionero de la informática» no es un homenaje casual.
un nuevo motor de diferencia
con el trabajo innovador en el motor analítico completado en gran parte en 1840, Babbage comenzó a considerar un nuevo motor de diferencia. Entre 1847 y 1849 completó el diseño del motor diferencial No.2, una versión mejorada del original. Este motor calcula con números de treinta y un dígitos de largo y puede tabular cualquier polinomio hasta el séptimo orden. El diseño era elegantemente simple y solo requería aproximadamente un tercio de las piezas requeridas en Difference Engine No., 1, mientras que proporciona una potencia de cálculo similar.
Difference Engine No. 2 y Analytical Engine comparten el mismo diseño para la impresora: un dispositivo de salida con características notables. No solo produce impresión impresa en papel como una copia de comprobación, sino que también estereotipa automáticamente los resultados, es decir, impresiona los resultados en material blando, yeso de París, por ejemplo, que podría usarse como un molde del que se podría hacer una plancha de impresión. El aparato tipografía los resultados automáticamente y permite un formato programable, p. ej., permite al operador preestablecer el diseño de los resultados en la página. Las características modificables por el usuario incluyen altura de línea variable, números variables de columnas, márgenes variables de columna, ajuste automático de línea o ajuste de columna, y dejar líneas en blanco cada varias líneas para facilitar la lectura.
legado físico
aparte de algunos ensamblajes mecánicos parcialmente completos y modelos de prueba de pequeñas secciones de trabajo, ninguno de los diseños de Babbage se realizó físicamente en su totalidad en vida. El ensamblaje principal que completó fue un séptimo del motor de diferencia No., 1, una pieza de demostración que consta de unas 2.000 piezas ensambladas en 1832. Este funciona impecablemente hasta el día de hoy y es el primer dispositivo de cálculo automático exitoso para encarnar la regla matemática en el mecanismo. Una pequeña pieza experimental del motor analítico estaba en construcción en el momento de la muerte de Babbage en 1871. Muchos de los pequeños ensamblajes experimentales sobrevivieron, al igual que un completo archivo de sus dibujos y cuadernos.
los diseños de los vastos motores de computación mecánica de Babbage se clasifican como uno de los sorprendentes logros intelectuales del siglo XIX., Es solo en las últimas décadas que su trabajo ha sido estudiado en detalle y que el alcance de lo que logró se hace cada vez más evidente.