The Engines
Charles Babbage (1791-1871), computer pioneer, designed two classes of engine, Difference Engines, and Analytical Engines., Os motores de diferença são chamados por causa do princípio matemático no qual eles são baseados, ou seja, o método das diferenças finitas. A beleza do método é que ele usa apenas adição aritmética e remove a necessidade de multiplicação e divisão que são mais difíceis de implementar mecanicamente.
os motores de diferença são estritamente Calculadoras. Eles crunch números a única maneira que eles sabem como – por adição repetida de acordo com o método das diferenças finitas. Não podem ser utilizados para o cálculo aritmético geral., O motor analítico é muito mais do que uma calculadora e marca a progressão da aritmética mecanizada do cálculo para o cálculo de propósito geral completo. Havia pelo menos três projetos em diferentes fases da evolução de suas ideias. Portanto, é estritamente correto referir-se aos motores analíticos no plural.
binária, Decimal e deteção de erros
os motores de cálculo de Babbage são máquinas digitais decimais. Eles são decimais na medida em que eles usam os familiares dez números ‘0’ a ‘9’ e eles são digitais no sentido de que apenas números inteiros são reconhecidos como válidos., Os valores dos números são representados por rodas de transmissão e cada algarismo de um número tem a sua própria roda. Se uma roda vier a repousar numa posição intermédia entre valores inteiros, o valor é considerado indeterminado e o motor é concebido para bloquear para indicar que a integridade do cálculo foi comprometida. O bloqueio é uma forma de detecção de erros.
Babbage considerado usando sistemas de números diferentes das casas decimais, incluindo bases binárias, bem como bases de Números 3, 4, 5, 12, 16 e 100., Ele estabeleceu – se para decimal fora da eficiência de engenharia – para reduzir o número de peças móveis -, bem como para a sua familiaridade diária.
motor de diferença N. º 1
Babbage começou em 1821 com o motor de diferença n. º 1, projetado para calcular e preencher funções polinomiais. O projeto descreve uma máquina para calcular uma série de valores e imprimir resultados automaticamente em uma tabela. Integral ao conceito do projeto é um aparelho de impressão acoplado mecanicamente à seção de cálculo e integral a ela. Difference Engine No., 1 é o primeiro projeto completo para um motor de cálculo automático.de vez em quando Babbage mudou a capacidade do Motor. O projeto de 1830 mostra uma máquina Calculando com dezesseis dígitos e seis ordens de diferença. O motor pediu cerca de 25.000 partes compartilhadas igualmente entre a seção de cálculo e a impressora. Se tivesse sido construído, pesaria cerca de quatro toneladas e tinha cerca de dois metros de altura. Os trabalhos foram interrompidos na construção do motor em 1832, após uma disputa com o engenheiro Joseph Clement. O financiamento do governo foi finalmente finalizado em 1842., com o projeto de construção parado, e liberado das porcas e parafusos de construção detalhada, Babbage concebeu, em 1834, uma máquina mais ambiciosa, mais tarde chamada de motor analítico, uma máquina de computação programável de propósito geral.
O motor analítico tem muitas características essenciais encontradas no computador digital moderno. Era programável usando cartões perfurados, uma ideia emprestada do tear Jacquard usado para tecelagem de padrões complexos em têxteis., O motor tinha uma “loja” onde Números e resultados intermediários poderiam ser mantidos, e um “moinho” separado onde o processamento aritmético foi realizado. Ele tinha um repertório interno das quatro funções aritméticas e poderia realizar multiplicação direta e divisão. Ele também era capaz de funções para as quais temos nomes modernos: ramificação condicional, looping (iteração), microprogramação, processamento paralelo, iteração, latching, polling, e modelagem de pulso, entre outros, embora Babbage não usou esses termos., Ele tinha uma variedade de saídas, incluindo impressão de hardcopy, cartões perfurados, gráficos plotting e a produção automática de estereótipos – bandejas de material macio em que os resultados foram impressionados que poderiam ser usados como moldes para fazer placas de impressão.
a estrutura lógica do motor analítico era essencialmente a mesma que dominou o design informático na era electrónica – a separação da memória (a “Loja”) do processador central (o “moinho”), a operação em série utilizando um “ciclo de obtenção-execução”, e as instalações para a introdução e produção de dados e instruções., Chamar Babbage de “o primeiro pioneiro do computador” não é um tributo casual. com o trabalho inovador na Máquina Analítica em grande parte completa em 1840, Babbage começou a considerar uma nova máquina de diferença. Entre 1847 e 1849 ele completou o projeto do Difference Engine No. 2, uma versão melhorada do original. Este motor calcula com números de trinta e um dígitos de comprimento e pode tabular qualquer polinômio até a sétima ordem. O projeto era elegantemente simples e requeria apenas cerca de um terço das peças chamadas em Difference Engine No., 1, ao mesmo tempo em que fornece poder computacional similar.
diferença Motor No. 2 e o motor analítico compartilham o mesmo projeto para a impressora – um dispositivo de saída com características notáveis. Não só produz impressão impressa em papel como uma cópia de verificação, mas também resulta automaticamente estereótipos, ou seja, imprime os resultados em material macio, gesso de Paris, por exemplo, que poderia ser usado como um molde a partir do qual uma placa de impressão poderia ser feita. O aparelho digita os resultados automaticamente e permite a formatação programável., permite ao operador pré-definir o layout dos resultados na página. As características modificáveis pelo utilizador incluem a altura da linha variável, números variáveis de colunas, margens variáveis de colunas, quebra automática de linhas ou quebra de colunas, deixando linhas em branco a cada uma das várias linhas para facilitar a leitura.
legado físico
além de alguns conjuntos mecânicos parcialmente completos e modelos de teste de pequenas seções de trabalho, nenhum dos projetos de Babbage foi fisicamente realizado em sua totalidade em sua vida. The major assembly he did complete was one-seventh of Difference Engine No., 1, Uma Peça de demonstração composta de cerca de 2.000 partes montadas em 1832. Isso funciona impecavelmente até hoje e é o primeiro dispositivo de cálculo automático bem sucedido a incorporar a regra matemática no mecanismo. Uma pequena peça experimental da Máquina Analítica estava em construção na época da morte de Babbage em 1871. Muitos dos pequenos conjuntos experimentais sobreviveram, assim como um arquivo abrangente de seus desenhos e Cadernos.
os projetos para os vastos motores de computação mecânica de Babbage classificam-se como uma das surpreendentes conquistas intelectuais do século XIX., É apenas nas últimas décadas que o seu trabalho foi estudado em pormenor e que a extensão do que ele realizou se torna cada vez mais evidente.