Magna Charles Babbage analitiku: deskrizzjoni, karatteristiċi, l-istorja u l-proprjetajiet

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - pijunier tal-ħolqien inġinerija tal-kompjuter, li żviluppaw Grad 2 kompjuters - Differenza u analitiku. L-ewwel wieħed ltqajna l-isem tagħha minħabba l-prinċipji matematiċi li fuqhom hija bbażata - il-metodu ta 'differenzi finite. sbuħija tagħha huwa fl-użu esklussiv ta 'żieda aritmetika mingħajr il-ħtieġa multiplikazzjoni u d-diviżjoni, li huma diffiċli li tirrealizza mekkanikament.

Aktar minn kalkolatur

Differenza magna Babbage jirrappreżenta mezz għadd. Hija topera numri biss metodu li huwa kapaċi li kontinwament stivar minnhom skond il-metodu ta 'differenzi finite. Ma jistax jintuża għall-kalkoli aritmetiċi ġenerali. Analitiku istess Babbage magna ħafna aktar minn sempliċiment calculator. Dan jimmarka t-tranżizzjoni mill aritmetika għall mekkanizzat fuq skala sħiħa computing 'għan ġenerali. Fi stadji differenti tal-evoluzzjoni tal-ideat ta 'Babbage, kien hemm mill-inqas 3 proġetti. Għalhekk, huwa aħjar li jirreferi għal magni analitiċi fil-plural.

Il-konvenjenza u l-effiċjenza ta 'l-inġinerija

Babbage magni kompjuters huma unitajiet deċimali fis-sens li huma jużaw 10 numri minn 0 sa 9, u diġitali minħabba joperaw biss ma interi. Valuri huma l-irkaptu, u kull kategorija mogħtija lill rota tiegħu. Jekk huwa obbligat jieqfu f'pożizzjoni intermedja bejn l-interi, ir-riżultat mhux definit, u l-operazzjoni tal-magna tkun imblukkata, biex juri ksur tal-integrità tal-kalkoli. Din hija forma ta 'skoperta żball.

Bebbidzh kkunsidrat ukoll l-użu ta 'sistemi mejta Kalkolu għajr deċimali f't. H. Binarju u bażi 3, 4, 5, 12, 16 u 100. Huwa waqfet fil-deċimali, minħabba familjarità u l-inġinerija effiċjenza tagħha minħabba grazzi għall dan naqqas b'mod sinifikanti l-għadd ta' partijiet li jiċċaqalqu.

Differenza magna №1

Fil 1821, Babbage bdiet tiżviluppa mekkaniżmu bil-kalkolu u polinomjali tabulazzjoni funzjonijiet. L-awtur jiddeskrivi bħala mezz għall-kalkolu awtomatiku tas-sekwenza ta 'valuri bi stampar awtomatika tar-riżultati f'forma tabulari. Parti integrali mill-istruttura istampatur ikun mekkanikament flimkien għat-taqsima kalkolu. Differenza magna №1 tirrappreżenta l-ewwel disinn komplut li awtomatikament twettaq il-kalkoli.

Minn żmien għal żmien Babbage biddel il-funzjonalità tal-mezz. Disinn 1830 jirrappreżenta magna disinjata għal 16 ċifri u 6 ordnijiet ta 'differenza kobor. Il-mudell jikkonsisti mill-25 th. Partijiet maqsuma ugwalment bejn il-kompjuter u s-sezzjoni istampatur. Jekk il-mezz nbniet, kien ikun miżun madwar 4 tunnellati u jkollha għoli ta '2.4 m. Ix-xogħol fuq il-Babbage Differenza magna twaqqfet fl-1832, wara kwistjoni ma inġinier Joseph Klement. finanzjament pubbliku finalment waqaf fil 1,842

magna analitika

Meta x-xogħol fuq il-magna differenza waqaf fl-1834, Babbage maħsub apparat aktar ambizzjuża, li aktar tard kien imsemmi mekkaniżmu universali analitiku kompjuters programmabbli. Il-proprjetajiet strutturali ta 'l Babbage magna aktar jikkorrispondu għall-blokki bażiċi tal-kompjuter diġitali moderna. Programmazzjoni isir bl-użu punch cards. Din l-idea kienet mislufa mill-Jacquard newl, fejn dawn huma użati biex joħolqu mudelli tat-tessuti kumplessi.

L-istruttura loġika tal-Babbage analitiku magna bażikament jikkorrispondi għad-disinn dominanti era kompjuter elettroniku, li jimplika Memorja ( "maħżen") mifruda mill-proċessur ċentrali ( "mitħna"), l-eżekuzzjoni sekwenzjali ta 'operazzjonijiet u l-mezzi għall-input u l-output ta' data u istruzzjonijiet. Għalhekk, it-titolu ta 'żvilupp pijuniera ta' awtur teknoloġija tal-kompjuter kien ukoll jixirqilhom.

Memorja u CPU

Il Babbage magna hija "maħżen" fejn int taħżen numri u r-riżultati interim, kif ukoll separat "mitħna", li tesegwixxi ipproċessar aritmetika. Hi kellha sett ta '4 Funzjonijiet aritmetika u jistgħu jwettqu multiplikazzjoni dirett u diviżjoni. Barra minn hekk, l-apparat kien kapaċi jwettaq operazzjonijiet li issa għandhom ismijiet ċiklu kondizzjonali fergħat (iterazzjonijiet), microprogramming, l-ipproċessar paralleli, iffissar, iffurmar polz u l-bqija. N. L-awtur ta 'tali terminoloġija ma tintużax.

CPU magna analitika ta 'Charles Babbage, li hu sejjaħ "il-mitħna", jipprovdi:

• ħażna numri, l-operazzjonijiet li fuqhom huma magħmula immedjatament, fir-reġistri;
• Hija għandha l-hardware li jaħdmu ma minnhom operazzjonijiet aritmetika bażiċi;
• trasmissjoni ta 'istruzzjonijiet esterni faċli għall-utent fi ġestjoni interna dettaljata;
• sinkronizzazzjoni Sistema (arloġġ) li jesegwixxi l-istruzzjonijiet fl-ordni magħżula bir-reqqa.

Il-mekkaniżmu ta 'kontroll magna analitiku topera awtomatikament u jikkonsisti f'żewġ partijiet: l-inqas il-livell, ikkontrollata minn tnabar massiva, imsejħa btieti, kif ukoll livell għoli jużaw kards ippanċjati maħsuba għall jacquard newl, hija użata ħafna fl-1800s kmieni.

apparati output

Ir-riżultat tal-kalkoli hija murija permezz ta 'metodi varji inkluż istampar, kards ippanċjati, tpinġi u l-produzzjoni awtomatika ta' sterjotipi --trejs ta 'materjal artab li fuqhom ir-riżultat istampar hija prodotta li tista' sservi bħala forma għall-ikkastjar l-pjanċi għall-istampar.

disinn ġdid

xogħol pijunier ta 'magna Analitiku Babbage kien ħafna mit fl-1840 u bdiet tiżviluppa mezz ġdid. Fil-perjodu 1847-1849 persuna kkonċernata spiċċat l-iżvilupp №2 Differenza magna, hija verżjoni mtejba tar-oriġinali. Din il-modifika kienet maħsuba biex jaħdmu numri 31-bit u tista 'tirriżulta fi tabulari forma kwalunkwe 7 ordni polinomjali. Id-disinn kien elegantly sempliċi u jeħtieġu biss terz tan-numru ta 'partijiet tal-mudell oriġinali, li jipprovdi ugwali qawwa tagħha kompjutazzjoni.

Id-differenza u l-magna Analitiku ta 'Charles Babbage użat l-istess apparat output disinn, li mhux biss tagħmel il-printout fuq karta, iżda wkoll awtomatikament toħloq sterjotipi u l-format rieda tagħhom stess skond tqassim predeterminat tal-operatur paġna. Fl-istess ħin prevista l-possibbiltà tat-twaqqif l-għoli linja, numru ta 'kolonni, il-wisa tal-qasam, jipprovdi ringieli tiwi awtomatiċi jew kolonni u t-tqegħid ta' linji vojta għall leġibbiltà.

wirt

Barra minn diversi parzjalment maħluqa mill-assemblaġġ u mudelli ta 'ttestjar mekkaniċi ta' sezzjonijiet żgħar li jaħdmu, ħadd mill-istrutturi għadha ma ġietx implimentata b'mod sħiħ għal Babbage ħajja. Il-prinċipali miġbura fl-1832 il-mudell kien parti 1/7 №1 Differenza magna, li kien jikkonsisti ta 'madwar elfejn. Biċċiet. Hija taħdem perfett biex din il-ġurnata u huwa l-mezz ewwel suċċess kompjuters awtomatiku li jimplimenta kalkoli matematiċi fil-mekkaniżmu. Babbage miet meta jmorru għal parti sperimentali żgħira tal-magna Analitiku. Ħafna dettalji tal-istruttura huma preservati, kif ukoll arkivju sħiħ ta 'tpinġijiet u noti.

Proġetti kompjuters mekkaniċi enormi Babbage meqjusa waħda mill-kisbiet intellettwali aqwa tas-seklu XIX. Biss fid-deċennji riċenti ħidma tiegħu ġie studjat fid-dettall, u l-grad ta 'importanza ta' dak li għamel, isir aktar evidenti.