Charles Babbage Analytical Engine: deskripsi, fitur, sejarah dan sifat

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - pelopor menciptakan teknik komputer, yang mengembangkan kelas 2 komputer - Perbedaan dan Analytical. Yang pertama mendapat namanya karena prinsip-prinsip matematika yang didasarkan - metode perbedaan terbatas. Keindahannya adalah dalam penggunaan eksklusif Selain aritmatika tanpa perlu perkalian dan pembagian, yang sulit untuk mewujudkan mekanis.

Lebih dari kalkulator

Difference Engine Babbage merupakan perangkat penghitungan. Ini beroperasi nomor satunya metode yang mampu terus menumpuk mereka sesuai dengan metode terbatas dari perbedaan. Hal ini tidak dapat digunakan untuk perhitungan aritmatika umum. Analitis mesin Babbage yang sama ini lebih dari sekedar kalkulator. Ini menandai transisi dari aritmatika ke mekanik skala penuh komputasi tujuan umum. Pada berbagai tahap evolusi ide-ide Babbage, setidaknya ada 3 proyek. Oleh karena itu, lebih baik untuk merujuk kepada mesin analitis dalam bentuk jamak.

Kenyamanan dan efisiensi rekayasa

Babbage komputasi mesin adalah unit desimal dalam arti bahwa mereka menggunakan 10 angka dari 0 sampai 9, dan digital karena beroperasi hanya dengan bilangan bulat. Nilai adalah gigi, dan masing-masing kategori diberikan untuk roda nya. Jika berhenti di posisi menengah antara bilangan bulat, hasilnya tidak terdefinisi, dan pengoperasian mesin diblokir, untuk menunjukkan pelanggaran integritas perhitungan. Ini adalah bentuk deteksi kesalahan.

Bebbidzh juga dianggap penggunaan sistem perhitungan mati selain desimal di t. H. Binary dan basis 3, 4, 5, 12, 16 dan 100. Hal ini berhenti di desimal, karena efisiensi keakraban dan rekayasa karena berkat secara signifikan mengurangi jumlah bagian yang bergerak.

Difference Engine №1

Pada tahun 1821, Babbage mulai mengembangkan mekanisme untuk perhitungan dan tabulasi polinomial fungsi. Penulis menggambarkannya sebagai perangkat untuk perhitungan otomatis dari urutan nilai-nilai dengan pencetakan otomatis hasil dalam bentuk tabel. Merupakan bagian integral dari struktur printer secara mekanik digabungkan ke bagian perhitungan. Difference Engine №1 merupakan desain lengkap pertama untuk secara otomatis melakukan perhitungan.

Dari waktu ke waktu Babbage mengubah fungsi perangkat. Desain 1830 merupakan mesin yang dirancang untuk 16 digit dan 6 perintah perbedaan besarnya. Model terdiri dari 25 th. Bagian dibagi rata antara komputer dan bagian printer. Jika perangkat telah dibangun, itu akan ditimbang sekitar 4 ton dan akan memiliki ketinggian 2,4 m. Bekerja pada Babbage Difference Engine dihentikan pada tahun 1832, setelah perselisihan dengan seorang insinyur Joseph Clement. dana publik akhirnya berhenti pada tahun 1842

mesin analitis

Ketika bekerja pada mesin perbedaan terhenti pada tahun 1834, Babbage dikandung perangkat yang lebih ambisius, yang kemudian diberi nama Analytical mekanisme komputasi diprogram universal. Sifat-sifat struktural dari Babbage mesin sebagian besar sesuai dengan blok dasar dari komputer digital modern. Pemrograman dilakukan dengan menggunakan kartu punch. Ide ini dipinjam dari alat tenun Jacquard, di mana mereka digunakan untuk membuat pola tekstil yang kompleks.

Struktur logis dari mesin Babbage analitis pada dasarnya sesuai dengan desain yang dominan era komputer elektronik, yang menyiratkan Memory ( "toko") dipisahkan dari prosesor sentral ( "mill"), pelaksanaan berurutan operasi dan berarti untuk input dan output data dan instruksi. Oleh karena itu, judul pengembangan pelopor penulis teknologi komputer baik layak.

Memori dan CPU

Mesin Babbage adalah "toko" di mana Anda menyimpan nomor dan hasil sementara, serta terpisah "mill", yang mengeksekusi pengolahan aritmatika. Dia memiliki satu set 4 fungsi aritmatika dan dapat melakukan perkalian langsung dan pembagian. Selain itu, perangkat ini mampu melakukan operasi yang sekarang memiliki nama bersyarat percabangan siklus (iterasi), microprogramming, pemrosesan paralel, memperbaiki, membentuk pulsa dan sebagainya. N. Penulis terminologi tersebut tidak digunakan.

mesin analitis CPU dari Charles Babbage, yang ia sebut "pabrik", menyediakan:

• menyimpan nomor, operasi pada yang dibuat segera, dalam register;
• Ini memiliki perangkat keras untuk bekerja dengan mereka operasi aritmatika dasar;
• transmisi petunjuk eksternal yang user-friendly dalam manajemen internal rinci;
• sistem sinkronisasi (jam) untuk mengeksekusi instruksi dalam urutan yang dipilih dengan hati-hati.

Mekanisme kontrol mesin analitis beroperasi secara otomatis dan terdiri dari dua bagian: semakin rendah tingkat, dikendalikan oleh drum besar, yang disebut tong, dan tingkat tinggi menggunakan kartu menekan dirancang untuk jacquard alat tenun, secara luas digunakan dalam awal 1800-an.

perangkat output

Hasil perhitungan ditampilkan oleh berbagai metode termasuk cetak, kartu menekan, merencanakan dan produksi otomatis stereotip - nampan dari bahan yang lembut yang hasil cetak yang dihasilkan yang dapat berfungsi sebagai bentuk untuk casting piring untuk pencetakan.

desain baru

karya perintis dari Babbage Analytical Engine sebagian besar telah selesai pada 1840 dan mulai mengembangkan perangkat baru. Pada periode 1847-1849 dia menyelesaikan pengembangan №2 Difference Engine, merupakan versi perbaikan dari aslinya. Modifikasi ini dirancang untuk operasi dengan nomor 31-bit dan dapat mengakibatkan tabular membentuk urutan 7 polinomial. Desain itu elegan sederhana dan hanya membutuhkan sepertiga dari jumlah bagian dari model asli, memberikan kekuatannya komputasi yang sama.

Perbedaan dan Analytical Engine dari Charles Babbage digunakan desain perangkat output yang sama, yang tidak hanya membuat cetakan di atas kertas, tetapi juga secara otomatis membuat stereotip dan format yang akan mereka sendiri sesuai dengan tata letak yang telah ditetapkan operator halaman. Pada saat yang sama itu tergambar kemungkinan pengaturan tinggi baris, jumlah kolom, lebar lapangan, menyediakan baris lipat otomatis atau kolom dan penempatan baris kosong untuk dibaca.

warisan

Terlepas dari beberapa sebagian diciptakan oleh mekanik perakitan dan uji model bagian kerja kecil, tidak ada struktur belum sepenuhnya dilaksanakan untuk Babbage hidup. Utama berkumpul di 1832 model adalah bagian 1/7 №1 Difference Engine, yang terdiri dari sekitar dua ribu. Potongan. Ia bekerja dengan sempurna untuk hari ini dan adalah yang pertama berhasil perangkat komputasi otomatis yang menerapkan perhitungan matematis dalam mekanisme. Babbage meninggal ketika pergi ke bagian eksperimental kecil dari Analytical Engine. Banyak rincian dari struktur yang diawetkan, serta arsip lengkap gambar dan catatan.

Proyek komputer mekanik yang sangat besar Babbage dianggap salah satu prestasi intelektual yang menakjubkan dari abad XIX. Hanya dalam beberapa dekade terakhir karyanya telah dipelajari secara detail, dan tingkat kepentingan dari apa yang telah dilakukan, menjadi lebih jelas.