Charles Babbage analytiske Motor: beskrivelse, funksjoner, historie og egenskaper

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - en pioner med å lage datateknikk, som utviklet karakteren 2 datamaskiner - Difference og analytisk. Den første som fikk sitt navn på grunn av de matematiske prinsipper som ligger til grunn - metoden for begrensede forskjeller. Dens skjønnhet er i eksklusiv bruk av aritmetisk tillegg uten behov for multiplikasjon og divisjon, som er vanskelig å realisere mekanisk.

Mer enn en kalkulator

Forskjellen motor Babbage representerer en telleenhet. Den virker bare tall metode som er i stand til kontinuerlig å stable dem i henhold til metoden ifølge endelige differanser. Den kan ikke brukes til generelle aritmetiske beregninger. Analytisk samme maskin Babbage er mye mer enn bare en kalkulator. Det markerer overgangen fra aritmetiske til mekanisert fullskala generell databehandling. På ulike stadier av utviklingen av ideer om Babbage, var det minst 3 prosjekter. Derfor er det bedre å referere til analytiske maskiner i flertall.

Bekvemmeligheten og effektiviteten av ingeniør

Babbage databehandling maskiner er desimaler enheter i den forstand at de bruker 10 sifre fra 0 til 9, og digital fordi opererer bare med heltall. Verdier er girene, og hver kategori gitt til hans hjul. Hvis det stopper i en mellomstilling mellom de hele tall, er resultatet udefinert, og driften av maskinen blokkeres, for å vise et brudd på integriteten av beregningene. Det er en form for feildeteksjon.

Bebbidzh også vurdert bruk av døde annet enn desimal utregnings systemer i t. H. Binær og et fundament 3, 4, 5, 12, 16 og 100. Det er stoppet på desimaltegnet, på grunn av at det utgjør kjent og ingeniør effektivitet fordi takket være den vesentlig redusert antall bevegelige deler.

Forskjellen Engine №1

I 1821, Babbage begynte å utvikle en mekanisme for beregnings og tabuleringen polynomiske funksjoner. Forfatteren beskriver det som en anordning for automatisk beregning av den sekvens av verdier med automatisk trykking av resultatene i tabellform. En integrert del av skriveren struktur er mekanisk koblet til beregningsseksjonen. Forskjellen Engine №1 representerer den første komplette design til automatisk å utføre beregningene.

Fra tid til annen Babbage endret funksjonaliteten til enheten. Design 1830 representerer en maskin beregnet for 16 sifre og 6 størrelsesordener forskjell. Modellen besto av de 25 th. Deler delt likt mellom datamaskinen og skriveren delen. Hvis enheten har blitt bygget, ville det ha veid anslagsvis 4 tonn, og vil ha en høyde på 2,4 m. Arbeidet med Babbage Difference Engine ble stoppet i 1832, etter en tvist med en ingeniør Joseph Clement. Offentlig finansiering endelig opphørte i 1842

analytisk motor

Når arbeidet på forskjellen maskinen stanset i 1834 Babbage unnfanget mer ambisiøs anordning, som senere ble kalt Analytisk universell programmerbar databehandling mekanisme. De strukturelle egenskapene til maskinen Babbage tilsvarer i stor grad de grunnleggende blokker i moderne digital datamaskin. Programmeringen gjøres ved hjelp av hullkort. Denne ideen ble lånt fra Jacquard vevstol, hvor de brukes til å lage komplekse tekstilmønstre.

Den logiske strukturen for den analytiske motoren Babbage grunnen samsvarer med dominerende utformingen elektroniske datamaskinen tid, noe som innebærer et minne ( "store") som er atskilt fra den sentrale prosessoren ( "mill"), sekvensiell utførelse av operasjoner og en anordning for innmating og utmating av data og instruksjoner. Derfor tittelen på en pioner utviklingen av datateknologi forfatter var vel fortjent.

Minne og CPU

Maskinen Babbage er en "store" der du lagrer tall og de foreløpige resultatene, samt en egen "mølle", som utfører aritmetiske behandling. Hun hadde et sett med 4 aritmetiske funksjoner og kan utføre direkte multiplikasjon og divisjon. I tillegg kan innretningen var i stand til å utføre operasjoner som nå har navn betinget forgrening syklus (iterasjoner), microprogramming, parallell prosessering, feste, pulsformende og så videre. N. Forfatteren av slik terminologi blir ikke brukt.

CPU analytisk motor av Charles Babbage, som han kalte "møllen", gir:

• lagring av numre, operasjoner på disse er gjort en gang, i registrene;
• Den har maskinvare for å jobbe med dem grunnleggende aritmetiske operasjoner;
• overføring av brukervennlige eksterne instruksjoner i et detaljert intern styring;
• systemsynkronisering (klokke) for å utføre instruksjoner i et nøye valgte rekkefølge.

Styremekanismen analytiske maskin virker automatisk og består av to deler: den nedre nivå, styrt av massive tromler, kalt fat, og et høyt nivå ved hjelp av hullkort konstruert for jacquard vevstoler, er mye brukt i de tidlige 1800-tallet.

utdataenheter

Resultatet av beregningene er vist ved hjelp av forskjellige metoder, inkludert trykk, hullkort, plotting og automatisk produksjon av stereotypier - skuffer av mykt materiale på hvilket trykkresultatet fremstilles som kan tjene som en form for å støpe plater for trykking.

nytt design

Banebrytende arbeid for Babbage sin Analytical Engine hadde stort sett gjennomført i 1840 og begynte å utvikle en ny enhet. I perioden 1847-1849 fullførte han utviklingen №2 Difference Engine, er en forbedret versjon av den opprinnelige. Denne modifikasjon er designet for drift med en 31-bits tall og kan resultere i tabellform en hvilken som helst polynom syvende orden. Konstruksjonen var elegant enkel og krever bare en tredjedel av antallet av deler av den opprinnelige modell, som gir lik hennes datamaskinkraft.

Forskjellen og Analytical Engine of Charles Babbage brukt samme utgangsenheten design, som ikke bare gjør utskriften på papiret, men også automatisk lage stereotypier og sin egen vilje format i henhold til en forhåndsbestemt layout av siden operatør. Samtidig forutsett det mulig å stille linjen høyde, antall kolonner, bredden av feltet, gir automatisk folde rader eller kolonner og plassering av tomme linjer for lesbarhet.

arv

Bortsett fra flere delvis skapt av de mekaniske montering og testmodeller av små arbeids seksjoner, har ingen av de strukturene ikke er implementert fullt ut for livet Babbage. Hoved samlet i 1832 modellen var en del 1/7 №1 Difference Engine, som besto av om lag to tusen. Pieces. Det fungerer feilfritt til denne dag, og er den første vellykkede automatiske databehandlingsanordning som implementerer en matematiske beregninger i mekanismen. Babbage døde når du går til en liten eksperimentell del av Analytical Engine. Mange detaljer av strukturen er bevart, samt et komplett arkiv av tegninger og notater.

Prosjekter store mekaniske datamaskiner Babbage regnes som en av de fantastiske intellektuelle prestasjoner av XIX århundre. Bare i de siste tiårene hans arbeid har blitt studert i detalj, og graden av betydningen av det han har gjort, blir mer tydelig.