Charles Babbage 's Analytisk Motor: beskrivelse, funktioner, historie og egenskaber

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - en pioner inden for at skabe computer engineering, som udviklede klasse 2 computere - Forskel og Analytisk. Den første fik sit navn på grund af de matematiske principper, som den er baseret på - den metode finite forskelle. Dens skønhed er i den eksklusive brug af aritmetiske tillæg uden behov for multiplikation og division, som er svære at realisere mekanisk.

Mere end en lommeregner

Forskel Engine Babbage repræsenterer en optælling enhed. Det fungerer tal eneste metode, der er i stand til løbende at stable dem i henhold til den metode finite forskelle. Det kan ikke bruges til generelle aritmetiske beregninger. Analytisk samme maskine Babbages er meget mere end blot en lommeregner. Det markerer overgangen fra aritmetiske til mekaniseret fuldskala generelle formål computing. På forskellige stadier af udviklingen af de ideer, Babbage, der var mindst 3 projekter. Derfor er det bedre at henvise til analytiske maskiner i flertal.

Den bekvemmelighed og effektivitet af teknik

Babbage computing maskiner er decimaltal enheder i den forstand, at de bruger 10 cifre fra 0 til 9, og digital fordi kun opererer med heltal. Værdier er gearene, og hver kategori gives til hans hjul. Hvis det standser i en mellemposition mellem de hele tal, resultatet er udefineret, og driften af maskinen er blokeret, for at vise en overtrædelse af integriteten af beregningerne. Det er en form for fejldetektion.

Bebbidzh behandlede også anvendelsen af døde bortset decimal Reckoning systemer i t. H. Binary og en base 3, 4, 5, 12, 16 og 100. Det er stoppede ved decimal, på grund af dens kendskab og teknik effektivitet for takket være det reducerede signifikant antallet af bevægelige dele.

Forskel Engine №1

I 1821, Babbage begyndte at udvikle en mekanisme til beregning og tabulering polynomiumfunktioner. Forfatteren beskriver det som en indretning til automatisk beregning af sekvensen af værdier med automatisk udskrivning af resultaterne i tabelform. En integreret del af printerens struktur er mekanisk koblet til afsnittet beregning. Forskel Engine №1 repræsenterer den første komplette design til automatisk at udføre beregningerne.

Fra tid til anden Babbage ændret funktionaliteten af enheden. Design 1830, skildrer en maskine beregnet til 16 cifre og 6 størrelsesordener forskel. Modellen bestod af de 25 th. Dele fordelt ligeligt mellem computeren og afsnittet printeren. Hvis enheden er blevet bygget, ville det have vejet en anslået 4 tons og ville have en højde på 2,4 m. Arbejdet med Babbage Forskel Engine blev stoppet i 1832, efter en tvist med en ingeniør Joseph Clement. Offentlig finansiering til sidst ophørte i 1842

analytisk motor

Når arbejdet på forskellen maskine gik i stå i 1834, Babbage udtænkt mere ambitiøs enhed, som senere blev opkaldt Analytisk universel programmerbare computer mekanisme. De strukturelle egenskaber af maskinen Babbages svarer stort set til de grundlæggende blokke af moderne digital computer. Programmering sker ved hjælp hulkort. Denne idé blev lånt fra Jacquard væven, hvor de bruges til at skabe komplekse tekstil mønstre.

Den logiske struktur af den analytiske motor Babbages svarer grundlæggende til den dominerende design elektroniske computer æra, hvilket indebærer en Memory ( "lager") adskilt fra den centrale processor ( "mølle"), sekventiel udførelse af operationer og organer til input og output af data og instruktioner. Derfor er titlen på en pioner udvikling af computerteknologi forfatter var velfortjent.

Hukommelse og CPU

Maskinen Babbages er en "butik", hvor du kan gemme numre og de foreløbige resultater, samt en separat "mølle", der udfører aritmetiske behandling. Hun havde et sæt af 4 aritmetiske funktioner og kan udføre direkte multiplikation og division. Desuden anordningen var i stand til at udføre operationer, der nu har navne betinget forgrening cyklus (iterationer), microprogramming, parallel behandling, fastsættelse, impulsformning osv. N. Forfatteren af sådan terminologi anvendes ikke.

CPU analytisk motor Charles Babbage, som han kaldte "møllen", bestemmer:

• lagring numre, operationer på hvilket der er foretaget umiddelbart, i registrene;
• Det har den hardware til at arbejde med dem grundlæggende aritmetiske operationer;
• transmission af brugervenlige eksterne anvisninger i en detaljeret intern ledelse;
• Systemet synkronisering (ur) for at udføre instruktioner i en nøje udvalgt rækkefølge.

Styremekanismen analytiske maskine fungerer automatisk og består af to dele: jo lavere, kontrolleret af massive tromler, kaldet fade, og et højt niveau ved hjælp af hulkort designet til Jacquard væve, er meget udbredt i begyndelsen af 1800'erne.

outputenheder

Resultatet af beregningerne vises ved forskellige fremgangsmåder, herunder trykning, hulkort, plotte og automatisk produktion af stereotype - bakkerne af blødt materiale, på hvilket de trykte resultat frembringes der kan tjene som en form til støbning af pladerne til udskrivning.

nyt design

Pionerarbejde Babbage 's Analytisk Engine havde stort set afsluttet i 1840 og begyndte at udvikle en ny enhed. I perioden 1847-1849 færdiggjorde han udviklingen №2 Forskel Engine, er en forbedret udgave af den oprindelige. Denne modifikation er designet til brug med en 31-bit tal og kunne resultere i tabelform nogen polynomium 7th rækkefølge. Designet var elegant enkel og kræver kun en tredjedel af antallet af dele af den oprindelige model, der giver lige hende computerkraft.

Forskellen og Analytisk motor Charles Babbage brugte samme outputenhed design, som ikke kun gør udskriften på papiret, men også automatisk oprette stereotyper og deres egen vilje format i henhold til en forudbestemt layout af siden operatør. Samtidig forudset det muligheden for at fastsætte linjehøjden, antal kolonner, bredden af feltet, giver automatisk folde rækker eller kolonner og placering af blanke linier ved læsbarheden.

arv

Bortset fra flere delvist skabt af de mekaniske montage og testmodeller af små arbejdsgrupper sektioner, har ingen af de strukturer ikke er blevet fuldt gennemført for livet Babbage. Den vigtigste samledes i 1832 modellen var del 1/7 №1 Difference Engine, som bestod af omkring to tusind. Pieces. Det virker fejlfrit til denne dag, og er den første vellykkede automatiske computerenhed, der implementerer en matematiske beregninger i mekanismen. Babbage døde når man går til en lille eksperimenterende del af Analytical Engine. Mange detaljer i strukturen bevares, samt en komplet arkiv af tegninger og noter.

Projekter enorme mekaniske computere Babbage betragtes som en af de fantastiske intellektuelle resultater af det XIX århundrede. Kun i de seneste årtier hans arbejde er blevet undersøgt i detaljer, og graden af vigtigheden af, hvad han har gjort, bliver mere synlige.