Charles Babbage Analytical Engine: beschrijving, kenmerken, geschiedenis en eigenschappen

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - een pionier op het gebied van het creëren van computer engineering, die graad 2 computers ontwikkeld - Verschil en Analytische. De eerste kreeg zijn naam te danken aan de wiskundige principes waarop het is gebaseerd - de methode van eindige verschillen. Haar schoonheid is in het exclusieve gebruik van rekenkundige toevoeging zonder de noodzaak voor vermenigvuldigen en delen, die zijn moeilijk te mechanisch te realiseren zijn.

Meer dan een rekenmachine

Difference Engine Babbage vertegenwoordigt een telapparaat. Het werkt alleen cijfers werkwijze die in staat is continu te stapelen volgens de methode van eindige verschillen is. Het kan niet worden gebruikt voor algemene rekenkundige bewerkingen. Analytische dezelfde machine Babbage's veel meer dan alleen een rekenmachine. Ze vormt de overgang van rekenkundig naar gemechaniseerde grootschalige gewone computerapparatuur. In verschillende stadia van de evolutie van de ideeën van Babbage, er waren minstens 3 projecten. Daarom is het beter om te verwijzen naar analytische machines in het meervoud.

Het gemak en de efficiëntie van de techniek

Babbage rekenmachines zijn decimale eenheden in de zin dat ze gebruik maken van 10 cijfers van 0 tot 9, en digitale omdat alleen werken met gehele getallen. Waarden zijn de tandwielen, en elke categorie gegeven aan zijn wiel. Als deze niet meer in een tussenstand tussen de gehele getallen, is het resultaat onbepaald, en de werking van de machine is geblokkeerd, om een inbreuk op de integriteit van de berekeningen. Het is een vorm van foutdetectie.

Bebbidzh beschouwd ook het gebruik van dode uitzondering decimale afrekening systemen t. H. Binaire en een basis 3, 4, 5, 12, 16 en 100. Er wordt gestopt op het decimale, vanwege de kennis en techniek efficiency want dankzij deze significante vermindering van het aantal bewegende delen.

Difference Engine №1

In 1821 begon Babbage een mechanisme voor de berekening en tabellering polynomen. De auteur beschrijft het als een inrichting voor het automatisch berekenen van de waardereeks met automatisch afdrukken van de resultaten in tabelvorm. Een integraal onderdeel van de printer constructie is mechanisch gekoppeld met de berekeningssectie. Difference Engine №1 vertegenwoordigt de eerste volledige ontwerp tot de berekeningen automatisch uit te voeren.

Van tijd tot tijd Babbage veranderde de functionaliteit van het apparaat. Ontwerp 1830, toont een machine voor 16 cijfers en 6 ordes van grootte verschillen. Het model bestond uit de 25e. Parts gelijk verdeeld tussen de computer en de sectie printer. Als het apparaat is gebouwd, zou het hebben gewogen schatting 4 ton en zou een hoogte van 2,4 m hebben. Het werk aan de Babbage Difference Engine werd gestopt in 1832, na een geschil met een ingenieur Joseph Clement. De publieke financiering uiteindelijk gestaakt in 1842

analytische engine

Bij het begin van het verschil machine tot stilstand gekomen in 1834, Babbage bedacht ambitieuzer inrichting, die later genoemd Analytische universele programmeerbare berekeningsmechanisme. De structurele eigenschappen van de machine Babbage komen grotendeels overeen met de fundamentele blokken van de moderne digitale computer. Programmeren wordt gedaan met behulp van ponskaarten. Dit idee werd geleend van de Jacquard weefgetouw, waar ze worden gebruikt om complexe textiel patronen te creëren.

De logische structuur van de analytische motor Babbage wezen overeenkomt met de dominante ontwerp elektronische computer tijdperk, dat een geheugen ( "store") gescheiden van de centrale verwerkingseenheid ( "mill"), sequentiële uitvoering van de werkzaamheden inhoudt en middelen voor invoer en uitvoer van data en instructies. Daarom is de titel van een pionier ontwikkeling van de computertechnologie auteur wel verdiend was.

Geheugen en CPU

De machine Babbage is een "winkel" waar u nummers en de tussentijdse resultaten op te slaan, evenals een aparte "molen", die rekenkundige bewerking uitvoert. Ze had een set van 4 rekenkundige functies en kan direct vermenigvuldigen en delen uit te voeren. Bovendien, de inrichting kon operaties die nu namen voorwaardelijke vertakking cyclus (herhalingen), mikroprogrammering, parallelle verwerking, vaststelling pulsvorming enz. N. De auteur van dergelijke terminologie niet gebruikt voeren.

CPU analytische motor van Charles Babbage, die hij "de molen", luidt als volgt:

• opslaan van getallen, bewerkingen op die onmiddellijk in de registers;
• Het heeft de hardware te werken met hen elementaire rekenkundige bewerkingen;
• overdracht van gebruiksvriendelijke externe instructies in een gedetailleerde interne beheer;
• systeemsynchronisatie (klok) om instructies uit te voeren in een zorgvuldig geselecteerde volgorde.

Het regelmechanisme analytische machine werkt automatisch en bestaat uit twee delen: hoe lager het niveau bestuurd door massieve drums, vaten genoemd, en een hoog gebruik van ponskaarten ontworpen voor jacquard weefgetouwen, wordt veel gebruikt in de vroege jaren 1800.

output apparaten

Het resultaat van de berekeningen getoond door verscheidene werkwijzen zoals afdrukken, ponskaarten, plotten en automatische productie van stereotypen - het bakken van zacht materiaal waarop het afdrukresultaat wordt verkregen dat als vorm voor het gieten van de platen te drukken kan dienen.

nieuw design

Pionierswerk van Babbage Analytical Engine was grotendeels afgerond in 1840 en begon een nieuw apparaat te ontwikkelen. In de periode 1847-1849 de ontwikkeling №2 Difference Engine voltooide hij, is een verbeterde versie van het origineel. Deze modificatie is bedoeld voor gebruik met een 31-bits getallen en kan resulteren in tabelvorm elke polynoom 7 volgorde. Het ontwerp is elegant eenvoudig en vereist slechts een derde van het aantal onderdelen van het oorspronkelijke model, die gelijk haar rekenkracht.

Het verschil en de Analytical Engine van Charles Babbage gebruikte hetzelfde ontwerp uitgang apparaat, dat maakt niet alleen de afdruk op papier, maar ook automatisch stereotypen en hun eigen wil formaat maken op basis van een vooraf bepaalde lay-out van de pagina operator. Tegelijkertijd voorzien, is de mogelijkheid om de regelhoogte aantal kolommen, de breedte van het veld bepaalt automatisch vouwen rijen of kolommen en plaatsing lege regels voor de leesbaarheid.

erfgoed

Afgezien van een aantal gedeeltelijk gecreëerd door de mechanische assemblage en testmodellen van kleine werkende delen, geen van de structuren niet volledig is geïmplementeerd voor het leven Babbage. De belangrijkste verzamelde in 1832 het model maakte deel 1/7 №1 Difference Engine, die bestond uit ongeveer tweeduizend. Pieces. Het werkt feilloos tot op de dag en is de eerste succesvolle automatische gegevensverwerking apparaat dat een wiskundige berekeningen in het mechanisme implementeert. Babbage stierf toen gaan om een kleine experimentele deel van de Analytical Engine. Veel details van de structuur worden bewaard, evenals een compleet archief van tekeningen en notities.

Projecten enorme mechanische computers Babbage beschouwd als een van de verbazingwekkende intellectuele prestaties van de negentiende eeuw. Pas in de laatste decennia van zijn werk is in detail bestudeerd, en de mate van belangrijkheid van wat hij heeft gedaan, wordt steeds duidelijker.