Charles Babbage Analytical Engine: popis, vlastnosti, histórie a vlastnosti

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - priekopník vytvorenie počítačovej techniky, ktorý vyvinula stupňa 2 počítače - Rozdiel a analytickú. Prvý z nich dostal svoje meno kvôli matematické princípy, na ktorých je založená - metódou konečných rozdielov. Jej krása je vo výlučnej užívanie okrem aritmetického bez nutnosti násobenie a delenie, ktoré sú ťažko realizovať mechanicky.

Viac ako kalkulačky

Rozdiel Engine Babbage predstavuje počítacie zariadenie. Pôsobí len čísla spôsobom, ktorý je schopný plynule ich stohovanie podľa metódy konečných rozdielov. To nemôže byť použitý pre bežné aritmetické výpočty. Analytická Rovnaký stroj Babbage je oveľa viac než len kalkulačka. To znamená prechod od aritmetického pre mechanizované totálnej všeobecné použitie na počítači. V rôznych fázach vývoja myšlienok Babbage, tam bol prinajmenšom 3 projekty. Z tohto dôvodu je lepšie odkázať na analytické zariadenia v množnom čísle.

Pohodlie a účinnosť inžinierstva

Babbage počítacie stroje sú desiatkovej jednotky v tom zmysle, že iba 10 číslic od 0 do 9, a digitálne pretože pracujú iba s celými číslami. Hodnoty sú ozubené kolesá, a každá kategória vzhľadom k svojmu bicyklu. Ak sa zastaví na medzistanici polohe medzi celé čísla, výsledkom je definovaný, a prevádzka stroja je blokovaný, ukázať porušenie integrity výpočtov. Je to forma detekcie chýb.

Bebbidzh tiež považovaný za používanie navigácie výpočtom systémy iné ako od desatinnej čiarky v t. H. Binárne a základňou 3, 4, 5, 12, 16 a 100. To sa zastaví na jedno desatinné miesto, pretože jeho známosti a inžinierske efektivitu, pretože vďaka nej výrazne znížil počet pohyblivých častí.

Rozdiel Engine №1

V roku 1821, Babbage začal vyvíjať mechanizmus funkcie výpočtu a tabelačné polynómu. Autor popisuje ako zariadenie pre automatický výpočet sekvenciu hodnôt s automatický tlač výsledkov v tabuľkovej forme. Neoddeliteľnou súčasťou konštrukcie tlačiarne je mechanicky pripojený k časti výpočtu. Rozdiel Engine №1 predstavuje prvý kompletný dizajn automaticky vykonávať výpočty.

Čas od času sa Babbage zmenila funkčnosť prístroja. Dizajn 1830 predstavuje stroj určený pre 16 miest a 6 rádov rozdielu. Tento model sa skladal z 25 tis. Časti rozdelí rovným dielom medzi počítačom a časti tlačiarne. Ak bol prístroj bol postavený, by vážil odhadom 4 tony a bude mať výšku 2,4 m. Práca na Difference Engine Babbage bol zastavený v roku 1832, po spore s inžinier Joseph Clement. Verejné financovanie konečne prestala v roku 1842

analytický engine

Pri práci na rozdiel stroj zastavil v roku 1834, Babbage koncipovaný ambicióznejšie prístroj, ktorý neskôr bol menovaný Analytical univerzálne programovateľné mechanizmus výpočtu. Štrukturálne vlastnosti Babbage stroja do značnej miery zodpovedajú základným blokov moderného digitálneho počítača. Programovanie sa vykonáva pomocou dierne štítky. Tento nápad bol požičal si od žakárového tkáčskeho stavu, kde sú použité k vytvoreniu komplexnej textilné vzory.

Logická štruktúra analytické Babbage motora v zásade zodpovedá dominantné konštrukčné elektronickej počítačovej éry, ktorá zahŕňa pamäť ( "store") oddelené od centrálneho procesora ( "mlyn"), sekvenčné vykonávanie operácií a prostriedky pre vstup a výstup dát a inštrukcií. Preto názov vývoji priekopníckeho autora výpočtovej techniky bolo zaslúžené.

Pamäť a CPU

Babbage stroj je "obchod", kam ukladať čísla a priebežné výsledky, rovnako ako samostatný "mlyn", ktorý vykonáva aritmetické spracovanie. Mala sadu 4 aritmetických funkcií a môže vykonávať priamu násobenie a delenie. Okrem toho, zariadenie bolo schopné vykonávať operácie, ktoré sa majú názvy podmienené vetvenia cyklus (iterácie), mikroprogramování, paralelné spracovanie, upevňovacie, pulz tvarovanie a tak ďalej. N. Autor takého terminológie nie je používaný.

CPU analytický engine of Charles Babbage, ktorý nazval "mlyn", stanovuje:

• uloženie čísla, operácií, na ktorých sú vyrobené okamžite, v registroch;
• Má hardvér pre prácu s nimi základných aritmetických operácií;
• Prenos užívateľsky prívetivých externých inštrukcií v podrobnom vnútorného riadenia;
• synchronizačný systém (hodiny) pre vykonávanie inštrukcií v starostlivo zvolenej poradí.

Ovládací mechanizmus Analytický stroj pracuje automaticky a skladá sa z dvoch častí: nižšiu úroveň, riadený masívne bubny, tzv sudov, a vysokú úroveň pomocou diernych štítkov určených pre žakárske stroje, je široko používaný v ranom 1800s.

výstupné zariadenia

Výsledok výpočtov je zobrazený rôznymi spôsobmi, vrátane potlače, diernych štítkov, vyhodnocovanie a automatickú výrobu stereotypov - zásobníkov z mäkkého materiálu, na ktorom je výsledok tlače vyrobené, ktorý môže slúžiť ako forma na liatie dosky pre tlač.

nový dizajn

Priekopníckej práce Babbageova Analytical Engine mal z veľkej časti dokončená v roku 1840 a začal vyvíjať nové zariadenie. V období od roku 1847 do roku 1849 dokončil vývoj №2 Difference Engine, je vylepšená verzia originálu. Táto modifikácia je určený pre prevádzku s 31-bitovými číslami a a môže mať za následok v tabuľkovej forme akejkoľvek polynómu 7. poradí. Dizajn bol elegantne jednoduchý a vyžaduje iba tretinu počtu častí pôvodného modelu, zabezpečenie rovnakého ju výpočtového výkonu.

Rozdiel a Analytical Engine of Charles Babbage použitý rovnaký dizajn výstupné zariadenie, ktoré umožňuje nielen tlač na papier, ale tiež automaticky vytvárať stereotypy a vlastnej vôle formát podľa vopred určeného rozvrhnutia prevádzkovateľa stránok. Zároveň sa počíta s možnosťou nastavenia výšky riadku, počet stĺpcov, šírku poľa, zaisťuje automatické skladanie riadkov a stĺpcov a umiestnenia prázdnych riadkov pre čitateľnosť.

dedičstvo

Na rozdiel od niekoľkých čiastočne vytvorené mechanické montáže a testovacích modelov malých pracovných sekcií, žiadna zo stavieb nebola vykonaná v celom rozsahu životného Babbage. Hlavným zhromaždil v roku 1832 bol model súčasťou 1/7 №1 Difference Engine, ktorá sa skladala z asi dvoch tisíc. Kusov. Funguje to bezchybne až do dnešného dňa a je prvý úspešný automatické výpočtové zariadenia, ktoré realizuje matematické výpočty v mechanizme. Babbage zomrel, keď idú do malej experimentálnej časti Analytical Engine. Mnoho podrobností o štruktúre sú zachované, rovnako ako kompletný archív kresieb a poznámok.

Projekty obrovské mechanické počítača Babbage považovaný za jeden z úžasných intelektuálnych úspechov XIX storočia. Až v posledných desaťročiach jeho práce bol študovaný v detaile, a stupeň dôležitosti toho, čo urobil, sa stáva jasnejšie.