Аналитична машина на Babbage Charles: описание, характеристики, история и свойства

Чарлз Бабидж (1791-1871) - един от пионерите на създаване на компютърна техника, които са развили клас 2 компютъра - Разлика и аналитичен. Първото от тях получи името си благодарение на математическия принцип, на който се основава - на метода на крайните различия. Нейната красота се крие в изключителното използване на аритметичното добавяне, без да се налага да се прибягва до умножение и разделяне, което е трудно да се приложи механично.

Повече от калкулатора

Устройството за разликата Babbage е преброяващо устройство. Тя работи с числа единственият начин, по който може, като ги добавя непрекъснато в съответствие с метода на ограничените разлики. Тя не може да се използва за общи изчисления на аритметика. Аналитичната машина Babbage е много повече от калкулатор. Той отбелязва прехода от механизирано аритметично към пълномащално изчисляване на обща цел. На различни етапи от еволюцията на идеите на Babbage имаше поне 3 проекта. Поради това е по-добре да се отнесете към нейните аналитични машини в множествено число.

Удобство и инженерна ефективност

Компютърни машини Babbage са десетични устройства в смисъл, че използват 10 цифри от 0 до 9 и цифрови, защото работят само с цели числа. Стойностите се представят с предавки и всяко колело получава собственото си колело. Ако застане в междинно положение между числа, резултатът е неопределен и работата на машината е блокиран, за да покаже нарушение на целостта на изчисленията. Това е вид откриване на грешки.

Bebbidzh също разглежда използването на мъртви системи смятане различни от знак в т. Н. Binary и основа 3, 4, 5, 12, 16 и 100. Тя се спира в десетичната, поради познанията и инженерство ефективност, защото благодарение на това значително намалява броя на движещи се части.

Разлика машина №1

През 1821 г. Babbage започва да разработва механизъм за изчисляване и табулиране на полиномни функции. Авторът го описва като устройство за автоматично изчисляване на последователност от стойности с автоматично отпечатване на резултатите под формата на таблица. Неразделна част от дизайна е принтер, който е механично свързан с дизайнерския участък. Разликата машина № 1 е първата пълна конструкция за автоматично изчисляване.

От време на време Babbage променя функционалността на устройството. Дизайнът от 1830 г. изобразява машина, предназначена за 16 цифри и 6 реда разлики. Моделът се състои от 25 хиляди части, разделени еднакво между изчислителната секция и принтера. Ако устройството е построена, тя щеше да се претеглят около 4 тона и ще са с височина от 2.4 м. Работата по Машината на Бабидж е бил спрян през 1832 година, след спор с един инженер Джоузеф Климент. Държавното финансиране най-накрая е преустановено през 1842 г.

Аналитична машина

Когато работата на машината разлика в застой през 1834 г., Бабидж замислена по-амбициозен устройство, което по-късно е обявен за Аналитична универсален програмируем механизъм компютри. Структурните свойства на машината Babbage съответстват в много отношения на основните блокове на съвременния цифров компютър. Програмирането се осъществява с използване на перфорирани карти. Тази идея е заимствана от жакардов стан, където те служат за създаване на сложни текстилни модели.

Логическата структура на аналитичния Бабидж двигател съответства главно доминиращ дизайн електронен компютър ера, което предполага памет ( "магазин"), разделени от централния процесор ( "мелница"), последователно изпълнение на операции и средства за вход и изход на данни и инструкции. Следователно, авторът на разработката получи титлата пионер на компютърната технология доста заслужено.

Памет и процесор

Машината "Babbage" има "магазин", където се числят и междинни резултати, както и отделна "мелница", където е извършена аритметична обработка. Имаше набор от 4 аритметични функции и можеше да извърши директно умножение и разделяне. В допълнение, устройството е в състояние да изпълнява операции, които сега са получили имената на условно разклоняване, цикъл (итерация), микропрограмиране, паралелна обработка, фиксиране, образуване на пулса и т.н. Самият автор не използва тази терминология.

Анализ машина CPU Чарлз Бабидж, който нарича "мелница", предвижда:

• съхраняване на номера, чиито операции се извършват незабавно в регистрите;
• има хардуер за работа с тях, основни аритметични операции;
• прехвърляне на ориентирани към потребителя външни инструкции към подробно вътрешно управление;
• система за синхронизация (такт) за изпълнение на инструкциите в внимателно избрана последователност.

Механизмът за контрол аналитична машина работи автоматично и се състои от две части: по-ниско е нивото, контролирана от масивни барабани, наречени бъчви, и на високо ниво с помощта на перфорирани карти, предназначени за жакард, се използва широко в началото на 1800.

Изходни устройства

Резултатът от изчисленията се изобразява по различни начини, включително отпечатване, щанцоващи карти, графики и автоматично производство на стереотипи - тави от мек материал, върху които се създава впечатление, което може да служи като форма за леене на плочи за печат.

Нов дизайн

Иновативната работа на аналитичната машина Babbage, основно завършена до 1840 г., започва да развива ново устройство. В периода от 1847 до 1849 той завършва развитието на различната машина № 2, която е подобрена версия на оригинала. Тази модификация е предназначена за операции с 31-битови числа и би могла да въведе в табличната форма всеки полином от 7-тия ред. Дизайнът беше елегантно прост и изискваше само една трета от броя на частите от оригиналния модел, осигурявайки същата компютърна мощност.

Разликата и Аналитичния Двигател на Чарлз Бабидж използва един и същ дизайн изходно устройство, което не само прави разпечатка на хартия, но и автоматично създаване на стереотипи и собствената си воля формат в съответствие с предварително определен план на оператора на страница. В този случай е възможно да се коригира височината на реда, броя на колоните, широчината на полетата, автоматично свиване на редове или колони и подреждането на празните линии за четливост.

Наследството

В допълнение към няколко частично създадени механични сглобки и тестови модели на малки работни секции, никоя от проектите не е изпълнена изцяло по време на живота на Babbage. Основният модел, събран през 1832 г., е 1/7 от различната машина № 1, която се състои от приблизително 2000 части. Тя работи безупречно до ден днешен и е първото успешно автоматично изчислително устройство, което изпълнява математически изчисления в механизма. Babbage умира, когато се събра малка експериментална част от аналитичната машина. Много детайли на дизайна са запазени, както и пълен архив с рисунки и бележки.

Проектите на огромните механични компютри на Babbage се смятат за едно от най-невероятните интелектуални постижения на 19 век. Само през последните десетилетия работата му е изучена подробно и степента на важност на това, което прави, става все по-очевидна.