The Engines
Charles Babbage (1791-1871), computer pioneer, designed two classes of engine, Difference Engines, and Analytical Engines., Motoarele de diferență sunt așa numite datorită principiului matematic pe care se bazează, și anume metoda diferențelor finite. Frumusețea metodei constă în faptul că utilizează numai adăugarea aritmetică și elimină nevoia de înmulțire și împărțire care sunt mai dificil de implementat mecanic.motoarele de diferență sunt strict calculatoare. Ei crunch numere singurul mod în care știu cum – prin adăugarea repetată în conformitate cu metoda diferențelor finite. Ele nu pot fi utilizate pentru calculul aritmetic general., Motorul analitic este mult mai mult decât un calculator și marchează progresia de la aritmetica mecanizată a calculului la calculul general cu drepturi depline. Au existat cel puțin trei modele în diferite etape ale evoluției ideilor sale. Deci este strict corect să ne referim la motoarele analitice din plural. motoarele de calcul ale lui Babbage sunt mașini digitale zecimale. Ele sunt zecimale prin faptul că folosesc cele zece numere familiare ” 0 „până la” 9 ” și sunt digitale în sensul că numai numerele întregi sunt recunoscute ca valide., Valorile numerice sunt reprezentate de roți dințate și fiecare cifră a unui număr are propria roată. Dacă o roată se oprește într-o poziție intermediară între valorile întregului număr, valoarea este considerată nedeterminată, iar motorul este proiectat să se blocheze pentru a indica faptul că integritatea calculului a fost compromisă. Blocarea este o formă de detectare a erorilor.Babbage a luat în considerare utilizarea altor sisteme numerice decât zecimale, inclusiv baze binare, precum și baze numerice 3, 4, 5, 12, 16 și 100., El a stabilit pentru zecimal din eficiența ingineriei – pentru a reduce numărul de piese în mișcare-precum și pentru familiaritatea lor de zi cu zi. Babbage a început în 1821 cu motorul de diferență nr. 1, conceput pentru a calcula și tabela funcțiile polinomiale. Design-ul descrie o mașină pentru a calcula o serie de valori și rezultatele de imprimare în mod automat într-un tabel. Integral la conceptul de proiectare este un aparat de imprimare cuplat mecanic la secțiunea de calcul și integral la acesta. Diferența Motorului Nr., 1 este primul proiect complet pentru un motor automat de calcul.din când în când, Babbage a schimbat capacitatea motorului. Designul din 1830 arată o mașină care calculează cu șaisprezece cifre și șase ordine de diferență. Motorul a solicitat aproximativ 25.000 de piese împărțite în mod egal între secțiunea de calcul și imprimantă. Dacă ar fi fost construit, ar fi cântărit aproximativ patru tone și ar fi stat la aproximativ opt metri înălțime. Lucrările au fost oprite la construcția motorului în 1832 în urma unei dispute cu inginerul Joseph Clement. Finanțarea guvernului a fost în cele din urmă axed în 1842., cu proiectul de construcție blocat și eliberat de piulițele și șuruburile construcției detaliate, Babbage a conceput, în 1834, o mașină mai ambițioasă, numită mai târziu motor analitic, un motor de calcul programabil de uz general. motorul analitic are multe caracteristici esențiale găsite în computerul digital modern. Era programabil folosind carduri perforate, o idee împrumutată din Războiul de țesut Jacquard folosit pentru țeserea modelelor complexe din textile., Motorul avea un „magazin” în care se puteau ține numere și rezultate intermediare și o „moară” separată în care se efectua procesarea aritmetică. Avea un repertoriu intern al celor patru funcții aritmetice și putea efectua înmulțirea și împărțirea directă. De asemenea, a fost capabil de funcții pentru care avem nume moderne: ramificare condiționată, buclă (iterație), microprogramare, procesare paralelă, iterație, blocare, votare și modelarea pulsului, printre altele, deși Babbage nu a folosit nicăieri acești Termeni., Ea a avut o varietate de rezultate, inclusiv imprimare hardcopy, carduri perforate, grafic plotare și producția automată de stereotipuri – tăvi de material moale, în care rezultatele au fost impresionați, care ar putea fi folosite ca matrite pentru a face plăci de imprimare.
structura logică a motorului analitic a fost în esență aceeași cu cea care a dominat designul computerului în epoca electronică – separarea memoriei („magazinul”) de procesorul central („Moara”), operarea serială folosind un „ciclu de preluare-executare” și facilități pentru introducerea și ieșirea datelor și instrucțiunilor., Apelarea lui Babbage „primul pionier al computerului” nu este un tribut casual. odată cu lucrările inovatoare la motorul analitic în mare parte finalizate până în 1840, Babbage a început să ia în considerare un nou motor de diferență. Între 1847 și 1849 a finalizat proiectarea motorului de diferență nr. Acest motor calculează cu numere de treizeci și unu de cifre lungi și poate Tabula orice polinom până la a șaptea ordine. Designul a fost elegant simplu și a necesitat doar aproximativ o treime din piesele solicitate în motorul de diferență nr., 1, oferind în același timp o putere de calcul similară. 2 și motorul analitic au același design pentru imprimantă-un dispozitiv de ieșire cu caracteristici remarcabile. Nu numai că produce o imprimare imprimată pe hârtie ca o copie de verificare, ci și rezultate stereotipice automate, adică impresionează rezultatele pe material moale, tencuială din Paris, de exemplu, care ar putea fi folosită ca o matriță din care ar putea fi realizată o placă de imprimare. Aparatul typesets rezultate în mod automat și vă permite programabile de formatare și anume, permite operatorului să preseteze aspectul rezultatelor pe pagină. User-alterable caracteristici includ variabile înălțimea liniei, un număr variabil de coloane, variabilă coloana margini, linie automata de ambalare sau coloana de ambalaj, și lăsând linii goale fiecare mai multe linii pentru ușurința de citire. în afară de câteva ansambluri mecanice parțial complete și modele de testare a secțiunilor mici de lucru, niciunul dintre proiectele lui Babbage nu a fost realizat fizic în întregime în timpul vieții sale. Adunarea majoră a făcut completă a fost o șeptime a motorului diferență nr., 1, o piesă demonstrativă formată din aproximativ 2.000 de piese asamblate în 1832. Acest lucru funcționează impecabil până în prezent și este primul dispozitiv automat de calcul de succes care întruchipează regula matematică în mecanism. O mică piesă experimentală a motorului analitic era în construcție la momentul morții lui Babbage în 1871. Multe dintre micile ansambluri experimentale au supraviețuit, la fel ca o arhivă cuprinzătoare a desenelor și caietelor sale.proiectele pentru vastele motoare mecanice de calcul ale lui Babbage sunt una dintre realizările intelectuale uimitoare ale secolului al XIX-lea., Numai în ultimele decenii lucrarea Sa a fost studiată în detaliu și că amploarea a ceea ce a realizat devine din ce în ce mai evidentă.