Động cơ phân tích Charles Babbage của: mô tả, tính năng, lịch sử và tài sản

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - người tiên phong trong việc tạo ra kỹ thuật máy tính, người đã phát triển lớp 2 máy tính - khác biệt và phân tích. Người đầu tiên có tên của nó do các nguyên tắc toán học mà trên đó nó được dựa - phương pháp khác biệt hữu hạn. vẻ đẹp của nó là trong việc sử dụng độc quyền của số học Ngoài ra mà không cần nhân và chia, đó là khó có thể nhận ra một cách máy móc.

Hơn một máy tính

Sự khác biệt cơ Babbage đại diện cho một thiết bị đếm. Nó hoạt động số chỉ phương pháp có khả năng liên tục xếp chúng theo phương pháp khác biệt hữu hạn. Nó không thể được sử dụng để tính toán số học nói chung. Phân tích cùng một máy Babbage của nhiều hơn chỉ là một máy tính. Nó đánh dấu sự chuyển đổi từ số học để cơ giới hóa toàn diện máy tính có mục đích chung. Ở các giai đoạn khác nhau của sự phát triển của những ý tưởng của Babbage, đã có ít nhất 3 dự án. Vì vậy, nó là tốt hơn để tham khảo cho các máy phân tích ở số nhiều.

Sự tiện lợi và hiệu quả của kỹ thuật

Máy tính Babbage là đơn vị thập phân theo nghĩa là họ sử dụng 10 chữ số từ 0 đến 9, và kỹ thuật số vì chỉ hoạt động với số nguyên. Giá trị là các bánh răng, và mỗi thể loại dành cho bánh xe của mình. Nếu nó dừng lại ở một vị trí trung gian giữa các số nguyên, kết quả là không xác định, và hoạt động của máy tính bị chặn, để hiển thị một sự vi phạm sự toàn vẹn của các tính toán. Nó là một hình thức phát hiện lỗi.

Bebbidzh cũng coi việc sử dụng các hệ thống chết phán xét khác hơn là số thập phân trong t. H. Binary và cơ sở 3, 4, 5, 12, 16 và 100. Nó được dừng lại ở các số thập phân, vì hiệu quả quen thuộc và kỹ thuật của mình vì nhờ có nó làm giảm đáng kể số lượng bộ phận chuyển động.

Sự khác biệt cơ №1

Năm 1821, Babbage đã bắt đầu phát triển một cơ chế cho các chức năng tính toán và lập bảng đa thức. Tác giả mô tả nó như một thiết bị để tính toán tự động của các chuỗi giá trị với in tự động của các kết quả dưới dạng bảng. Một phần không thể thiếu trong cấu trúc máy in được một cách máy móc cùng với phần tính toán. Sự khác biệt cơ №1 đại diện cho thiết kế hoàn chỉnh đầu tiên để tự động thực hiện các tính toán.

Bất cứ lúc nào Babbage thay đổi các chức năng của thiết bị. Thiết kế năm 1830, miêu tả một chiếc máy được thiết kế cho 16 chữ số và 6 đơn đặt hàng của chênh lệch độ lớn. Mô hình này bao gồm các thứ 25. Phần chia đều giữa các máy tính và phần máy in. Nếu thiết bị đã được xây dựng, nó sẽ có cân nặng khoảng 4 tấn và sẽ có một chiều cao 2,4 m. Làm việc trên sự khác biệt cơ Babbage đã được ngừng lại vào năm 1832, sau khi tranh chấp với một kỹ sư Joseph Clement. Tài trợ công cuối cùng chấm dứt năm 1842

công cụ phân tích

Khi làm việc trên máy chênh lệch bị đình trệ vào năm 1834, Babbage hình thiết bị tham vọng hơn, mà sau này được đặt tên là cơ chế tính toán có thể lập trình phổ phân tích. Các đặc tính cấu trúc của máy Babbage phần lớn tương ứng với các khối cơ bản của máy tính kỹ thuật số hiện đại. Lập trình được thực hiện bằng thẻ đục lỗ. Ý tưởng này được mượn từ khung cửi Jacquard, nơi chúng được sử dụng để tạo ra các mẫu dệt phức tạp.

Cấu trúc logic của Babbage công cụ phân tích về cơ bản tương ứng với thiết kế chủ đạo kỷ nguyên máy tính điện tử, trong đó hàm ý một Memory ( "cửa hàng") tách ra từ bộ vi xử lý trung tâm ( "nhà máy"), thực hiện tuần tự các hoạt động và phương tiện cho đầu vào và đầu ra của dữ liệu và hướng dẫn. Vì vậy, tiêu đề của một sự phát triển tiên phong của tác giả công nghệ máy tính là cũng xứng đáng.

Bộ nhớ và CPU

Máy Babbage là một "cửa hàng", nơi bạn lưu trữ các số và kết quả tạm thời, cũng như một "nhà máy" riêng biệt, mà thực hiện xử lý số học. Cô đã có một bộ 4 chức năng số học và có thể thực hiện phép nhân trực tiếp và phân chia. Bên cạnh đó, các thiết bị đã có thể thực hiện các hoạt động mà bây giờ có những cái tên có điều kiện chu kỳ phân nhánh (lặp lại), microprogramming, xử lý song song, sửa chữa, xung định hình và vân vân. N. Tác giả của thuật ngữ này không được sử dụng.

CPU công cụ phân tích của Charles Babbage, mà ông gọi là "nhà máy", quy định:

• lưu trữ số, hoạt động trên đó là thực hiện ngay, vào sổ;
• Nó có phần cứng để làm việc với họ phép tính số học cơ bản;
• truyền dẫn bên ngoài sử dụng trong một quản lý nội bộ chi tiết;
• Hệ thống đồng bộ (đồng hồ) để thực hiện hướng dẫn theo một thứ tự lựa chọn cẩn thận.

Cơ chế kiểm soát máy phân tích hoạt động tự động và bao gồm hai phần: phần thấp hơn mức, điều khiển bởi trống khổng lồ, gọi là thùng gỗ, và một mức độ cao sử dụng thẻ đấm được thiết kế cho jacquard khung dệt, được sử dụng rộng rãi trong những năm 1800.

các thiết bị đầu ra

Kết quả của việc tính toán sẽ được hiển thị bằng các phương pháp khác nhau bao gồm in ấn, thẻ đục lỗ, âm mưu và sản xuất tự động của định kiến - các khay của vật liệu mềm mà trên đó các kết quả in được sản xuất có thể phục vụ như một hình thức để đúc các tấm để in.

thiết kế mới

công trình tiên phong của Công cụ phân tích Babbage của đã phần lớn hoàn thành vào năm 1840 và bắt đầu phát triển một thiết bị mới. Trong giai đoạn 1847-1849, ông hoàn thành Engine phát triển №2 khác biệt, là một phiên bản cải tiến của bản gốc. sửa đổi này được thiết kế để hoạt động với một số 31-bit và có thể dẫn đến hình thành bảng thứ tự bất kỳ thứ 7 đa thức. Thiết kế thanh lịch là đơn giản và chỉ cần một phần ba số lượng các bộ phận của mô hình ban đầu, cung cấp sức mạnh tính toán của mình bằng nhau.

Sự khác biệt và Engine phân tích của Charles Babbage sử dụng thiết kế thiết bị đầu ra tương tự, trong đó không chỉ làm cho các bản in trên giấy, nhưng cũng tự động tạo ra định kiến và định dạng theo ý riêng của mình theo một cách bố trí định trước của các nhà điều hành trang. Đồng thời nó vạch ra khả năng thiết lập chiều cao dòng, số cột, chiều rộng của lĩnh vực này, cung cấp hàng gấp tự động hoặc cột và vị trí của các dòng trống để có thể đọc.

di sản

Ngoài một vài phần được tạo ra bởi việc lắp ráp và thử nghiệm mô hình cơ học của bộ phận công tác nhỏ, không ai trong số các cấu trúc chưa được thực hiện đầy đủ cho cuộc sống Babbage. Các chính thu thập được vào năm 1832 mô hình là một phần 1/7 №1 Difference Engine, trong đó bao gồm khoảng hai ngàn. Pieces. Nó hoạt động hoàn hảo cho đến ngày nay và là thiết bị máy tính tự động thành công đầu tiên mà thực hiện một phép tính toán học trong cơ chế. Babbage đã chết khi đi một phần thử nghiệm nhỏ của Công cụ phân tích. Nhiều chi tiết của cấu trúc được bảo tồn, cũng như một kho lưu trữ toàn bộ bản vẽ và ghi chú.

Dự án máy tính cơ khí khổng lồ Babbage coi là một trong những thành tựu trí tuệ tuyệt vời của thế kỷ XIX. Chỉ trong những thập kỷ gần đây công việc của mình đã được nghiên cứu một cách chi tiết, và mức độ quan trọng của những gì ông đã làm, trở nên rõ ràng hơn.