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Macchina analitica di Charles Babbage: descrizione, caratteristiche, la storia e le proprietà

Charlz Bebbidzh (1791-1871) – uno dei pionieri della creazione di ingegneria informatica, che ha sviluppato di grado 2 computer – Differenza e analitica. La prima ha avuto il suo nome a causa dei principi matematici su cui si basa – il metodo delle differenze finite. La sua bellezza è l'uso esclusivo di aggiunta aritmetica senza la necessità di moltiplicazione e divisione, che sono difficili da realizzare meccanicamente.


Più di una calcolatrice

Differenza Motore Babbage rappresenta un dispositivo di conteggio. Essa opera numeri unico metodo capace di impilamento continuamente loro secondo il metodo delle differenze finite. Non può essere utilizzato per i calcoli aritmetici generali. Analitica di Babbage stessa macchina molto più di una semplice calcolatrice. Esso segna il passaggio dalla aritmetica a meccanizzata su vasta scala general-purpose computing. Nelle diverse fasi di evoluzione delle idee di Babbage, c'erano almeno 3 progetti. Pertanto, è meglio fare riferimento a macchine analitici al plurale.

La comodità e l'efficienza di ingegneria

macchine di calcolo Babbage sono unità decimali nel senso che usano 10 cifre da 0 a 9, e digitale poiché funzionano solo con numeri interi. I valori sono gli ingranaggi, e ogni categoria di dati a sua ruota. Se si ferma in una posizione intermedia tra i numeri interi, il risultato è indefinito, e il funzionamento della macchina è bloccata, per mostrare una violazione dell'integrità dei calcoli. Si tratta di una forma di rilevamento degli errori.

Bebbidzh anche considerato l'uso di sistemi di navigazione stimata diversi decimale a t. H. binario e una base 3, 4, 5, 12, 16 e 100. è bloccato decimale, grazie alla sua efficienza familiarità e ingegneria perché grazie ad esso ridotto significativamente il numero di parti in movimento.

Difference Engine №1

Nel 1821, Babbage ha iniziato a sviluppare un meccanismo per le funzioni di calcolo e tabulazione polinomiale. L'autore descrive come un dispositivo per il calcolo automatico della sequenza di valori con stampa automatica dei risultati in forma tabellare. Una parte integrante della struttura della stampante è accoppiata meccanicamente alla sezione di calcolo. Difference Engine №1 rappresenta il primo progetto completo per eseguire automaticamente i calcoli.

Di volta in volta Babbage cambiato la funzionalità del dispositivo. Progettazione 1830 rappresenta una macchina progettata per 16 cifre e 6 ordini di grandezza differenza. Il modello consisteva di 25 °. Parti divise equamente tra il computer e la sezione stampante. Se il dispositivo è stato costruito, avrebbe pesato secondo le stime, 4 tonnellate e avrebbe un'altezza di 2,4 m. I lavori per la Difference Engine di Babbage è stato fermato nel 1832, dopo una lite con un ingegnere Joseph Clement. Il finanziamento pubblico finalmente cessato nel 1842

motore analitico

Quando intervento sulla macchina differenza stallo nel 1834, Babbage concepito dispositivo più ambizioso, che successivamente è stato chiamato analitico meccanismo di elaborazione programmabile universale. Le proprietà strutturali della macchina Babbage corrispondono ampiamente a blocchi di base del moderno computer digitale. La programmazione avviene tramite schede perforate. Questa idea trae spunto dal telaio Jacquard, dove sono utilizzati per creare modelli tessili complessi.

La struttura logica del Babbage motore analitico corrisponde sostanzialmente al periodo calcolatore elettronico design dominante, che implica una memoria ( "store") separato dal processore centrale ( "mill"), esecuzione sequenziale delle operazioni e mezzi per l'ingresso e l'uscita dei dati e istruzioni. Pertanto, il titolo di uno sviluppo pioniere della tecnologia informatica autore è stato meritato.

Memoria e CPU

Il Babbage macchina è un "negozio" in cui memorizzare i numeri ed i risultati intermedi, così come un "mulino" a parte, che esegue l'elaborazione aritmetica. Aveva un set di 4 funzioni aritmetiche e può eseguire la moltiplicazione e divisione diretta. Inoltre, il dispositivo è in grado di eseguire le operazioni che ora hanno nomi condizionale ciclo ramificazione (iterazioni), microprogrammazione, elaborazione parallela, fissaggio, formatura impulsi e così via. N. L'autore di tale terminologia non viene utilizzato.

CPU macchina analitica di Charles Babbage, che ha chiamato "il mulino", prevede:

  • memorizzazione dei numeri, operazioni sul quale vengono effettuate immediatamente, nei registri;
  • Ha l'hardware di lavorare con loro operazioni aritmetiche di base;
  • la trasmissione di istruzioni esterne di facile utilizzo in una dettagliata gestione interna;
  • sincronizzazione del sistema (clock) per eseguire le istruzioni in un ordine accuratamente selezionati.

Il meccanismo di controllo della macchina analitica agisce automaticamente e si compone di due parti: minore è il livello, controllato da tamburi massicci, chiamati botti, e un livello alto utilizzando schede perforate progettate per telai jacquard, è ampiamente utilizzato nel 1800s iniziale.

dispositivi di uscita

Il risultato dei calcoli viene visualizzata con vari metodi compresa la stampa, schede perforate, trama e la produzione automatica di stereotipi – vassoi di materiale morbido su cui il risultato di stampa viene prodotto che può servire come forma per la colata delle piastre per la stampa.

nuovo design

lavoro pionieristico di macchina analitica di Babbage era in gran parte completato nel 1840 e ha cominciato a sviluppare un nuovo dispositivo. Nel periodo 1847-1849 ha completato lo sviluppo del motore №2 differenza, è una versione migliorata dell'originale. Questa modifica è stata progettata per funzionare con un numero a 31 bit e può portare a forma tabellare qualsiasi ordine 7a polinomio. Il progetto era semplice ed elegante e richiedono solo un terzo del numero dei parti del modello originale, fornendo la stessa potenza di calcolo di lei.

La differenza e la macchina analitica di Charles Babbage usato lo stesso disegno dispositivo di uscita, che non solo rende la stampa su carta, ma anche creare automaticamente stereotipi e proprio formato volontà secondo un layout predeterminato dell'operatore pagina. Allo stesso tempo si prevede la possibilità di regolazione dell'altezza linea, numero di colonne, la larghezza del campo, fornisce righe o colonne pieghevoli automatici e posizionamento delle righe vuote per leggibilità.

patrimonio

Oltre a vari parzialmente creato dai modelli meccanici di assemblaggio e collaudo di piccole sezioni di lavoro, che nessuna delle strutture non è stato implementato completamente per Babbage vita. Il principale riuniti nel 1832 il modello è stato parte 1/7 №1 Difference Engine, che consisteva di circa duemila. Pezzi. Esso funziona perfettamente fino ad oggi ed è il primo dispositivo di elaborazione automatica di successo che implementa un calcoli matematici nel meccanismo. Babbage è morto quando si va a una piccola parte sperimentale della macchina analitica. Molti dettagli della struttura sono conservati, così come un archivio completo di disegni e appunti.

Progetti enormi calcolatori meccanici Babbage considerato uno dei sorprendenti risultati intellettuali del XIX secolo. Solo negli ultimi decenni il suo lavoro è stato studiato nei minimi dettagli, e il grado di importanza di ciò che ha fatto, diventa più evidente.