Αναλυτική Μηχανή Τσαρλς Μπάμπατζ για: περιγραφή, χαρακτηριστικά, την ιστορία και τις ιδιότητες

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - ένας πρωτοπόρος της δημιουργίας μηχανικών υπολογιστών, ο οποίος ανέπτυξε βαθμού 2 υπολογιστές - Διαφορά και αναλυτική. Ο πρώτος πήρε το όνομά της λόγω των μαθηματικών αρχών επί των οποίων στηρίζεται - τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών. Η ομορφιά της είναι στην αποκλειστική χρήση της προσθήκης αριθμητική χωρίς την ανάγκη για πολλαπλασιασμό και διαίρεση, τα οποία είναι δύσκολο να συνειδητοποιήσουμε μηχανικά.

Περισσότερο από έναν υπολογιστή

Διαφορά Engine Babbage παριστά μία συσκευή καταμέτρησης. Λειτουργεί μόνο αριθμούς μέθοδο η οποία είναι ικανή συνεχώς τη στοιβασία τους σύμφωνα με τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για γενικές αριθμητικές πράξεις. Αναλυτική ίδια Babbage μηχανήματος πολύ περισσότερο από απλώς μια αριθμομηχανή. Αυτό σηματοδοτεί τη μετάβαση από την αριθμητική στην μηχανοποιημένη πλήρους κλίμακας υπολογιστών γενικής χρήσης. Σε διάφορα στάδια της εξέλιξης των ιδεών του Babbage, υπήρχαν τουλάχιστον 3 έργα. Ως εκ τούτου, είναι καλύτερο να αναφερθώ αναλυτικά μηχανήματα στον πληθυντικό.

Η ευκολία και η αποτελεσματικότητα της μηχανικής

Babbage μηχανήματα υπολογισμού είναι δεκαδικά μονάδες, με την έννοια ότι χρησιμοποιούν 10 ψηφία 0-9, και ψηφιακή επειδή λειτουργούν μόνο με ακέραιους αριθμούς. Οι τιμές είναι οι ταχύτητες, και κάθε κατηγορία δίνεται στον τροχό του. Αν σταματήσει σε μια ενδιάμεση θέση μεταξύ των ακεραίων, το αποτέλεσμα είναι απροσδιόριστο, και η λειτουργία της μηχανής είναι αποκλεισμένη, να δείξει μια παραβίαση της ακεραιότητας των υπολογισμών. Είναι μια μορφή ανίχνευσης σφάλματος.

Bebbidzh εξέτασε επίσης τη χρήση των νεκρών συστημάτων αναμέτρησης πλην δεκαδικό σε t. H. Binary και μία βάση 3, 4, 5, 12, 16 και 100. Είναι σταμάτησε στο δεκαδικό, λόγω της εξοικείωσης και της μηχανικής απόδοσης της, διότι χάρη σε αυτό μείωσε σημαντικά τον αριθμό των κινούμενα μέρη.

Διαφορά Engine №1

Το 1821, Babbage ξεκίνησε την ανάπτυξη ενός μηχανισμού για τις λειτουργίες υπολογισμού και παρουσίασης των πολυώνυμο. Ο συγγραφέας περιγράφει ως μια συσκευή για τον αυτόματο υπολογισμό της ακολουθίας των τιμών με την αυτόματη εκτύπωση των αποτελεσμάτων σε μορφή πίνακα. Αναπόσπαστο τμήμα της δομής του εκτυπωτή συνδέεται μηχανικά στο τμήμα υπολογισμού. Διαφορά Engine №1 αποτελεί την πρώτη πλήρη σχεδιασμό για την αυτόματη εκτέλεση των υπολογισμών.

Από καιρό σε καιρό Babbage αλλάξει τη λειτουργικότητα της συσκευής. Σχεδιασμός 1830 αντιπροσωπεύει ένα μηχάνημα σχεδιασμένο για 16 ψηφία και 6 τάξεις μεγέθους διαφορά. Το μοντέλο αποτελείται από 25 χιλ. Τμήματα κατανέμονται ισομερώς μεταξύ του υπολογιστή και του τμήματος του εκτυπωτή. Εάν η συσκευή έχει κατασκευαστεί, θα ζυγίζονται κατ 'εκτίμηση 4 τόνους και θα έχει ύψος 2,4 μ. Οι εργασίες για την Διαφορά Μηχανή του Babbage σταμάτησε το 1832, μετά από μια διαφωνία με έναν μηχανικό Joseph Clement. Η δημόσια χρηματοδότηση, τέλος, σταμάτησε το 1842

αναλυτική μηχανή

Όταν η εργασία με το μηχάνημα διαφορά στασιμότητα το 1834, Babbage συνέλαβε πιο φιλόδοξο συσκευή, η οποία αργότερα ονομάστηκε Αναλυτική καθολική προγραμματιζόμενο μηχανισμό υπολογιστών. Οι δομικές ιδιότητες του Babbage μηχανής αντιστοιχούν σε μεγάλο βαθμό με τα βασικά στοιχεία του σύγχρονου ψηφιακού υπολογιστή. Ο προγραμματισμός γίνεται με διάτρητες κάρτες. Η ιδέα αυτή δανείστηκε από τον αργαλειό Ζακάρ, όπου χρησιμοποιούνται για να δημιουργήσουν πολύπλοκα σχήματα κλωστοϋφαντουργίας.

Η λογική δομή της αναλυτικής Babbage κινητήρα αντιστοιχεί ουσιαστικά στην κυρίαρχη σχεδιασμό εποχή ηλεκτρονικό υπολογιστή, γεγονός που συνεπάγεται ένα Memory ( «κατάστημα») διαχωρίζεται από τον κεντρικό επεξεργαστή ( «μύλο»), διαδοχική εκτέλεση των ενεργειών και μέσα για είσοδο και έξοδο των δεδομένων και οδηγιών. Ως εκ τούτου, ο τίτλος της ανάπτυξης πρωτοπόρος του συγγραφέα τεχνολογίας των υπολογιστών ήταν καλά άξιζε.

Μνήμης και CPU

Ο Babbage μηχανή είναι ένα «κατάστημα» όπου μπορείτε να αποθηκεύσετε τους αριθμούς και τα ενδιάμεσα αποτελέσματα, καθώς και ένα ξεχωριστό «μύλο», που εκτελεί αριθμητική επεξεργασία. Είχε μια σειρά από 4 αριθμητικές λειτουργίες και μπορεί να εκτελέσει άμεσα πολλαπλασιασμό και διαίρεση. Επιπλέον, η συσκευή ήταν σε θέση να εκτελέσει λειτουργίες που έχουν πλέον ονόματα υπό όρους κύκλου διακλάδωση (επαναλήψεις), μικροπρογραμματισμός, παράλληλη επεξεργασία, τον καθορισμό, διαμόρφωση παλμών και ούτω καθεξής. N. Ο συγγραφέας τέτοιων ορολογία δεν χρησιμοποιείται.

CPU αναλυτική μηχανή του Τσαρλς Μπάμπατζ, το οποίο ονόμασε «ο μύλος», προβλέπει τα εξής:

• αποθήκευση αριθμών, πράξεις επί του οποίου γίνονται αμέσως, στα μητρώα?
• Έχει το υλικό να συνεργαστεί με τους βασικές αριθμητικές πράξεις?
• μετάδοση των εξωτερικών οδηγίες φιλικό προς το χρήστη σε μια λεπτομερή εσωτερική διαχείριση?
• συγχρονισμού του συστήματος (ρολογιού) για να εκτελέσει τις οδηγίες σε ένα προσεκτικά επιλεγμένη σειρά.

Ο μηχανισμός ελέγχου αναλυτική μηχανή λειτουργεί αυτόματα και αποτελείται από δύο μέρη: όσο χαμηλότερο είναι το επίπεδο, που ελέγχεται από μαζική τύμπανα, που ονομάζεται βαρέλια, και ένα υψηλό επίπεδο χρησιμοποιώντας διάτρητες κάρτες έχουν σχεδιαστεί για ζακάρ αργαλειούς, χρησιμοποιείται ευρέως στις αρχές του 1800.

συσκευές εξόδου

Το αποτέλεσμα των υπολογισμών εμφανίζεται με διάφορες μεθόδους συμπεριλαμβανομένης της εκτύπωσης, διάτρητες κάρτες, σχεδιάζοντας και αυτόματη παραγωγή των στερεοτύπων - δίσκων από μαλακό υλικό πάνω στο οποίο το αποτέλεσμα της εκτύπωσης παράγεται που μπορεί να χρησιμεύσει ως μία μορφή για χύτευση των πλακών για την εκτύπωση.

νέα σχεδίαση

Πρωτοποριακό έργο Αναλυτική Μηχανή του Babbage είχε ολοκληρώσει σε μεγάλο βαθμό το 1840 και άρχισε να αναπτύσσει μια νέα συσκευή. Κατά την περίοδο 1847-1849 ολοκλήρωσε τη μηχανή ανάπτυξης №2 διαφορά, είναι μια βελτιωμένη έκδοση του αρχικού. Αυτή η τροποποίηση έχει σχεδιαστεί για λειτουργία με αριθμούς 31-bit και θα μπορούσε να οδηγήσει σε μορφή πίνακα οποιοδήποτε πολυώνυμο 7η τάξη. Ο σχεδιασμός ήταν κομψά απλή και απαιτεί μόνο το ένα τρίτο του αριθμού των τμημάτων του αρχικού μοντέλου, παρέχοντας ισότιμη δύναμη της πληροφορικής.

Η διαφορά και η Αναλυτική Μηχανή του Τσαρλς Μπάμπατζ χρησιμοποιηθεί το ίδιο σχέδιο συσκευή εξόδου, γεγονός που καθιστά όχι μόνο την εκτύπωση σε χαρτί, αλλά και να δημιουργήσει αυτόματα τα στερεότυπα και τη δική τους θέληση μορφή σύμφωνα με μία προκαθορισμένη διάταξη του διαχειριστή της σελίδας. Την ίδια στιγμή που προέβλεπε τη δυνατότητα καθορισμού του ύψους της γραμμής, τον αριθμό των στηλών, το πλάτος του πεδίου, παρέχει αυτόματη σειρές αναδίπλωση ή στήλες και την τοποθέτηση των κενές γραμμές για αναγνωσιμότητα.

κληρονομία

Εκτός από αρκετές δημιουργήθηκε εν μέρει από τις μηχανικές συναρμολόγηση και δοκιμή μοντέλων μικρά τμήματα εργασίας, καμία από τις δομές δεν έχει εφαρμοστεί πλήρως για Babbage ζωή. Ο κύριος που συγκεντρώθηκαν το 1832 το μοντέλο ήταν μέρος του κινητήρα 1/7 №1 διαφορά, η οποία αποτελείτο από περίπου δύο χιλιάδες. Τεμάχια. Λειτουργεί άψογα μέχρι σήμερα και είναι η πρώτη επιτυχής αυτόματη υπολογιστική συσκευή που υλοποιεί ένα μαθηματικούς υπολογισμούς στο μηχανισμό. Babbage πέθανε όταν πρόκειται για ένα μικρό πειραματικό μέρος της Αναλυτική Μηχανή. Πολλές λεπτομέρειες της κατασκευής διατηρείται, καθώς και ένα πλήρες αρχείο των σχεδίων και σημειώσεων.

Έργα τεράστια μηχανική υπολογιστών Babbage θεωρείται ένα από τα καταπληκτικά πνευματικά επιτεύγματα του ΧΙΧ αιώνα. Μόνο τις τελευταίες δεκαετίες το έργο του έχει μελετηθεί λεπτομερώς, και η σημασία του τι έχει κάνει, γίνεται όλο και πιο εμφανής.