The Engines
Charles Babbage (1791-1871), computer pioneer, designed two classes of engine, Difference Engines, and Analytical Engines., Különbség motorok úgynevezett, mert a matematikai elv, amelyen alapulnak, nevezetesen a módszer a véges különbségek. A módszer szépsége az, hogy csak aritmetikai összeadást használ, és eltávolítja a szorzás és osztás szükségességét, amelyet nehezebb mechanikusan végrehajtani.
különbség motorok szigorúan számológépek. A számokat csak úgy tudják, hogyan – a véges különbségek módszerének ismételt hozzáadásával. Ezek nem használhatók általános számtani számításhoz., Az analitikus motor sokkal több, mint egy számológép, amely a számítás gépesített aritmetikájától a teljes körű általános célú számításig halad. Ötleteinek fejlődésének különböző szakaszaiban legalább három terv volt. Tehát szigorúan helyes az analitikus motorokra hivatkozni a többes számban.
bináris, decimális és Hibadetektálás
Babbage számítómotorjai decimális digitális gépek. Tizedesjegyűek, mivel az ismert tíz ” 0 ” – ” 9 ” számot használják, és digitálisak abban az értelemben, hogy csak az egész számokat ismerik érvényesnek., A számértékeket a fogaskerekek képviselik, a szám minden számjegyének saját kereke van. Ha egy kerék a teljes számértékek közötti köztes helyzetben nyugszik, az értéket meghatározatlannak kell tekinteni, és a motort úgy tervezték, hogy elakadjon, jelezve, hogy a számítás integritása veszélybe került. A zavarás a hibakeresés egyik formája.
Babbage a decimális számrendszerektől eltérő számrendszereket, beleértve a bináris, valamint a 3, 4, 5, 12, 16 és 100 számbázisokat is., A mérnöki hatékonyság érdekében – a mozgó alkatrészek számának csökkentése érdekében -, valamint a mindennapi ismereteik érdekében telepedett le.
Difference Engine No. 1
Babbage 1821-ben indult az 1.számú Difference Engine-nel, amelynek célja a polinomfüggvények kiszámítása és táblázata. A tervezés egy olyan gépet ír le, amely egy sor érték kiszámítására szolgál, az eredményeket pedig automatikusan kinyomtatja egy táblázatban. A tervezés koncepciójának szerves része a számítási szakaszhoz mechanikusan csatlakoztatott nyomóberendezés, amely szerves része annak. Különbség Motor Nem., Az 1 az automatikus kiszámító motor első teljes kialakítása.
időről időre Babbage megváltoztatta a motor kapacitását. Az 1830-as konstrukcióban egy tizenhat számjegyű és hat különböző sorrendű gép látható. A motor mintegy 25 000 alkatrészt igényelt, amelyek egyenlően oszlottak meg a számítási szakasz és a nyomtató között. Ha megépült volna, körülbelül négy tonnát nyomott volna, és körülbelül nyolc méter magasan állt volna. A munkát 1832-ben leállították a motor építésével kapcsolatban, Joseph Clement mérnökkel folytatott vitát követően. Az állami finanszírozást végül 1842-ben megszüntették.,
Az Analitikai Motor
az építkezés elakadt, s megszabadult a raktárban a részletes építési, Babbage fogant, 1834-ben, egy ambiciózusabb gép, később úgynevezett Analitikai Motor, általános célú, programozható, számítástechnikai motor.
az analitikus MOTOR számos alapvető funkcióval rendelkezik a modern digitális számítógépen. Programozható volt a lyukasztott kártyák segítségével, egy ötlet, amelyet a Jacquard szövőszék kölcsönzött a textíliák összetett mintáinak szövéséhez., A motornak volt egy “boltja”, ahol számokat és közbenső eredményeket lehetett tartani, valamint egy külön “Malom”, ahol az aritmetikai feldolgozást végezték. A négy aritmetikai függvény belső repertoárja volt, és közvetlen szorzást és osztást tudott végezni. Képes volt olyan funkciókra is, amelyekre modern neveink vannak: feltételes elágazás, hurkolás (iteráció), mikroprogramozás, párhuzamos feldolgozás, iteráció, reteszelés, lekérdezés és impulzusformálás, bár Babbage sehol sem használta ezeket a kifejezéseket., Számos kimenete volt, többek között a nyomtatott nyomtatott papír, a lyukasztott kártyák, a grafikon ábrázolása, valamint a sztereotípiák automatikus előállítása – puha anyagból készült tálcák, amelyekbe az eredményeket lenyűgözték, amelyeket nyomtatólemezek készítésére lehet használni.
az analitikus Motor logikai felépítése lényegében ugyanaz volt, mint ami az elektronikus korszakban a számítógépes tervezést uralta – a memória (az “áruház”) elválasztása a központi processzortól (a “malom”), a soros működés “fetch-execute ciklus” segítségével, valamint az adatok és utasítások bevitelére és kiadására szolgáló létesítmények., Babbage “az első számítógépes úttörő” hívása nem alkalmi tisztelgés.
egy új Difference Engine
az analitikai Motor úttörő munkájával, amely nagyrészt 1840-re fejeződött be, Babbage új különbséget kezdett fontolóra venni motor. 1847 és 1849 között elvégezte a 2-es Differenciálmotor tervezését, amely az eredeti továbbfejlesztett változata. Ez a motor számokkal számolja ki a harmincegy számjegyet, és bármilyen polinomot a hetedik sorrendig képes tabulálni. A kialakítás elegánsan egyszerű volt, és csak az alkatrészek körülbelül egyharmadára volt szükség, amit a Difference Engine No-nak hívtak., 1, miközben hasonló számítási teljesítményt biztosít.
Difference Engine No.2 és az analitikus motor azonos kialakítású a nyomtató – egy kimeneti eszköz figyelemre méltó funkciók. Ez nem csak a nyomtatott nyomtatott nyomtatott nyomtatott nyomtatott papír, mint egy ellenőrző példányt, hanem automatikusan sztereotípiák eredmények, azaz lenyűgözi az eredményeket a puha anyag, gipsz Párizs például, amely lehet használni, mint egy penész, amelyből egy nyomólemez lehetne tenni. A készülék gépírása automatikusan történik, így programozható formázást tesz lehetővé., lehetővé teszi az operátor számára, hogy beállítsa az eredmények elrendezését az oldalon. A felhasználó által megváltoztatható funkciók közé tartozik a változó vonalmagasság, az oszlopok változó száma, a változó oszlop margók, az automatikus vonalcsomagolás vagy az oszlopcsomagolás, valamint az üres sorok elhagyása több sorban az olvasás megkönnyítése érdekében.
fizikai örökség
eltekintve néhány részlegesen teljes mechanikai részegységtől és kis munkaszakaszok tesztmodelljétől, Babbage egyik terve sem valósult meg teljes egészében életében. A nagy szerelvény ő teljes volt egy-hetedik különbség Motor No., 1, egy bemutató darab, amely körülbelül 2000 részből áll, 1832-ben összeszerelve. Ez működik kifogástalanul a mai napig, és az első sikeres automatikus számítási eszköz megtestesíteni matematikai szabály mechanizmus. Az analitikus motor egy kis kísérleti darabja építés alatt állt Babbage 1871-es halála idején. A kis kísérleti egységek közül sok fennmaradt, csakúgy, mint rajzai és jegyzetfüzetei átfogó archívuma.
a Babbage hatalmas mechanikus számítástechnikai motorjainak tervei a 19. század egyik megdöbbentő szellemi eredményei közé tartoznak., Csak az elmúlt évtizedekben tanulmányozták részletesen a munkáját,és egyre nyilvánvalóbbá válik, hogy mit ért el.