The Engines

Charles Babbage (1791-1871), computer pioneer, designed two classes of engine, Difference Engines, and Analytical Engines., Forskjellen motorer er så kalt på grunn av den matematiske prinsippet som de er basert på, nemlig metode for endelige forskjeller. Det fine med metoden er at den bruker bare aritmetiske tillegg og fjerner behovet for multiplikasjon og divisjon som er mer vanskelig å gjennomføre, mekanisk.

Forskjellen motorer er strengt kalkulatorer. De knase tallene den eneste måten de vet hvordan – ved gjentatt tillegg i henhold til metoden for endelige forskjeller. De kan ikke brukes for generelle aritmetiske beregning., Den Analytiske Motor er mye mer enn en kalkulator, og merker progresjon fra den mekaniserte aritmetisk beregning for å fullverdig generell beregning. Det var minst tre design på forskjellige stadier i utviklingen av hans ideer. Så det er ikke riktig å se Analytisk Motorer i flertall.

– Binær, Desimal, og feilregistrering

Babbage ‘ s beregning av motorer er desimal digitale maskiner. De er desimal at de bruker den velkjente ti tall ‘0’ til ‘9’, og de er digitale i den forstand at bare hele tall er anerkjent som gyldig., Antall verdier er representert av tannhjul, hjul og hver siste sifferet i et tall har sin egen hjulet. Hvis hjulet kommer til å hvile i en stilling som mellomledd mellom hele tall-verdier, verdien regnes som ubestemt og motoren er utviklet for å papirstopp for å indikere at integriteten av beregningen har blitt kompromittert. Jamming er en form for feil-deteksjon.

Babbage vurderte å bruke antall andre systemer enn desimal inkludert binære samt antall baser 3, 4, 5, 12, 16 og 100., Han slo seg ned for desimal ut av engineering effektivitet – redusere antall bevegelige deler – så vel som for deres daglige fortrolighet.

Forskjellen Motor Nr 1

Babbage begynte i 1821 med Forskjellen Motor Nr 1, utformet for å beregne og tabulate polynom funksjoner. Design beskriver en maskin til å beregne en rekke verdier og skrive ut resultatene automatisk i en tabell. Integrert til begrepet design er en utskrift apparater mekanisk koplet til beregning delen, og er en del av det. Forskjellen Motor Nr., 1 er den første komplette design for en automatisk beregning av motoren.

Fra tid til annen Babbage endret kapasitet i Motoren. 1830-design viser en maskin beregning med seksten sifre og seks bestillinger av forskjell. Motoren kalles for noen 25,000 deler delt likt mellom de beregning delen og skriveren. Hadde det blitt bygget ville det ha veide anslagsvis fire tonn og sto omtrent åtte meter høy. Arbeidet ble stoppet på bygging av Motoren i 1832, etter en krangel med ingeniør, Joseph Clement. Offentlig finansiering var endelig axed i 1842.,

Analytiske Motor

Med prosjektet stoppet opp, og frigjort fra muttere og bolter av detaljert konstruksjon, Babbage unnfanget, i 1834, et mer ambisiøst maskin, senere kalt Analytiske Motor, en generell programmerbare computing motor.

Den Analytiske Motor har mange viktige funksjoner som finnes i den moderne digitale datamaskin. Det var programmerbar ved hjelp av punched kort, en idé lånt fra Jacquard vevstol brukt til veving komplekse mønstre på tekstiler., Motoren hadde en «Butikk» der tall og mellomliggende resultatene kunne bli holdt, og en egen «Mill», der det aritmetiske behandlingen ble utført. Det hadde en intern repertoar av de fire aritmetiske funksjoner og kunne utføre direkte multiplikasjon og divisjon. Det var også i stand til funksjoner som vi har moderne navn: betinget forgreninger, løkker (iterasjon), microprogramming, parallell prosessering, iterasjon, latching, polling, og puls-shaping, blant andre, selv om Babbage ingensteds brukt i disse vilkår., Den hadde en rekke utganger, inkludert utskrift utskrift, slo kort, plotte grafen og automatisk produksjon av stereotypier – skuffer av mykt materiale som resultatene var imponert over at de kan bli brukt som muggsopp for å lage trykkplater.

Den logiske strukturen av den Analytiske Motor var i hovedsak den samme som den som har dominert datamaskinen design i den elektroniske tidsalder – separasjon av minne (‘Butikk’) fra prosessoren (den ‘Mølle’), serial operasjonen ved hjelp av en «hente-utføre-syklus’, og fasiliteter for å legge inn og gi ut data og instruksjoner., Kall Babbage ‘den første datamaskinen pioneer’ er ikke en uformell hyllest.

En Ny Forskjellen Motor

Med den banebrytende arbeid på den Analytiske Motor i stor grad ferdigstilt ved 1840, Babbage begynte å vurdere en ny forskjellen motor. Mellom 1847 og 1849 han fullført design av Forskjellen Motor Nr 2, en forbedret versjon av den opprinnelige. Denne Motoren regner med tall tretti-ett siffer og kan tabulate noen polynom opp til syvende ordre. Designen er enkel og elegant, og det kreves bare ca. en tredjedel av de deler som kalles for Forskjell i Motor Nr., 1, samtidig som det gir lignende datakraft.

Forskjellen Motor Nr 2 og den Analytiske Motor dele samme design for skriveren – en output-enhet med bemerkelsesverdige funksjoner. Det er ikke bare produserer papir påtrykte utskrift på papir som en kontroll-kopi, men også automatisk stereotypier resultater, det er, imponerer resultatene på mykt materiale, Gips i Paris, for eksempel, som kan brukes som en mold som en utskrift plate kan gjøres. Apparatet typesets resultater automatisk og lar programmerbare formatering dvs., gjør det mulig for operatøren å forhåndsinnstilte oppsett av resultater på siden. Brukeren endres funksjoner inkluderer variable linje høyde, ulikt antall kolonner, variabel kolonne for marginer, automatisk linje innpakning eller kolonne innpakning, og forlater tomme linjer hver med flere linjer for enkel lesing.

Fysisk Arv

Bortsett fra et par delvis fullført, mekanisk montering og teste modeller av små jobber seksjoner, ingen av Babbage ‘ s design fysisk ble realisert i sin helhet i sin levetid. Den store forsamlingen han gjorde ferdig var ett syvende av Forskjellen Motor Nr., 1, en demonstrasjon stykke som består av ca 2000 deler samlet i 1832. Dette fungerer upåklagelig den dag i dag og er den første vellykkede automatisk beregning av enheten til å legemliggjøre matematisk regel i mekanismen. En liten eksperimentell del av den Analytiske Motor som var under bygging på tidspunktet for Babbage ‘ s død i 1871. Mange av de små eksperimentelle samlinger overlevde, som har et omfattende arkiv av hans tegninger og bærbare pc-er.

design for Babbage ‘ s store mekaniske computing motorer regnet som en av de oppsiktsvekkende intellektuelle prestasjoner av det 19. århundre., Det er bare i de siste tiårene at hans arbeid har blitt studert i detalj, og at omfanget av hva han har oppnådd, blir stadig tydeligere.