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Charles Babbage analytique Moteur: description, caractéristiques, histoire et propriétés

Charlz Bebbidzh (1791-1871) – un pionnier de la création de l'ingénierie informatique, qui a développé de niveau 2 ordinateurs – Différence et analytique. Le premier a obtenu son nom en raison des principes mathématiques sur lesquels elle est fondée – la méthode des différences finies. Sa beauté est dans l'usage exclusif de l'addition arithmétique sans la nécessité de la multiplication et de la division, qui sont difficiles à réaliser mécaniquement.

Plus d'une calculatrice

Difference Engine Babbage représente un dispositif de comptage. Il fonctionne uniquement des chiffres procédé qui est capable de les empiler en continu selon la méthode des différences finies. Il ne peut pas être utilisé pour les calculs arithmétiques généraux. même machine de Babbage analyse beaucoup plus que juste une calculatrice. Elle marque la transition de l'arithmétique à mécanisée à grande échelle de calcul d'usage général. A différents stades de l'évolution des idées de Babbage, il y avait au moins 3 projets. Par conséquent, il est préférable de se référer à des machines d'analyse au pluriel.

La commodité et l'efficacité de l'ingénierie

Babbage machines informatiques sont des unités décimales dans le sens où ils utilisent des 10 chiffres de 0 à 9, et numérique, car fonctionnent uniquement avec des nombres entiers. Les valeurs sont les engrenages, et chaque catégorie donnée à sa roue. Si elle arrête dans une position intermédiaire entre les entiers, le résultat est indéfini et le fonctionnement de la machine est bloquée, pour montrer une violation de l'intégrité des calculs. Il est une forme de détection d'erreur.

Bebbidzh a également examiné l'utilisation des systèmes de navigation à l'estime autres que décimales dans t. H. binaire et une base 3, 4, 5, 12, 16 et 100. Il est arrêté à la décimale, en raison de son efficacité familiarité et l'ingénierie, car grâce à elle considérablement réduit le nombre de les pièces mobiles.

Difference Engine №1

En 1821, Babbage a commencé à développer un mécanisme pour les fonctions de calcul et polynomiale de tabulation. L'auteur décrit un dispositif pour le calcul automatique de la séquence de valeurs d'impression automatique des résultats sous forme de tableau. Une partie intégrante de la structure de l'imprimante est couplée mécaniquement à la section de calcul. Difference Engine №1 représente la première conception complète pour effectuer automatiquement les calculs.

De temps en temps Babbage a changé la fonctionnalité de l'appareil. Design 1830 représente une machine conçue pour 16 chiffres et 6 ordres de grandeur de différence. Le modèle est composé des 25 e. Parties divisées à parts égales entre l'ordinateur et la section de l'imprimante. Si l'appareil a été construit, il aurait pesé environ 4 tonnes et aurait une hauteur de 2,4 m. Les travaux sur le moteur de différence Babbage a été arrêté en 1832, après une dispute avec un ingénieur Joseph Clement. Le financement public a finalement cessé en 1842

moteur d'analyse

Lorsque le travail sur la machine de différence en 1834 au point mort, Babbage conçu dispositif plus ambitieux, qui a ensuite été nommé mécanisme de calcul universel programmable analytique. Les propriétés structurales de la machine Babbage correspondent en grande partie aux blocs de base de l'ordinateur numérique moderne. La programmation se fait à l'aide de cartes perforées. Cette idée a été empruntée au métier à tisser Jacquard, où ils sont utilisés pour créer des motifs textiles complexes.

La structure logique du moteur analytique Babbage correspond essentiellement à l'ère du calculateur électronique de conception dominante, ce qui implique une mémoire ( « store ») séparé du processeur central ( « moulin »), l'exécution séquentielle des opérations et des moyens pour l'entrée et la sortie des données et des instructions. Par conséquent, le titre d'un développement pionnier de l'auteur de la technologie informatique était bien mérité.

Mémoire et CPU

La machine Babbage est un « magasin » où vous enregistrez des numéros et les résultats intermédiaires, ainsi qu'un « moulin » séparé qui exécute un traitement arithmétique. Elle avait un ensemble de 4 fonctions arithmétiques et peut effectuer la multiplication et la division directe. En outre, le dispositif a pu effectuer des opérations qui ont désormais un nom de cycle de branchement conditionnel (itérations), microprogrammation, traitement parallèle, fixation, mise en forme d'impulsion et ainsi de suite. N. L'auteur de cette terminologie n'est pas utilisé.

CPU moteur d' analyse de Charles Babbage, qu'il appelait « le moulin », prévoit:

  • mémoriser des numéros, des opérations sur lesquelles sont faites immédiatement, dans les registres;
  • Il a le matériel pour travailler avec eux des opérations arithmétiques de base;
  • transmission d'instructions externes conviviales dans une gestion interne détaillée;
  • la synchronisation du système (horloge) pour exécuter des instructions dans un ordre sélectionné avec soin.

Le mécanisme de commande de la machine d'analyse fonctionne automatiquement et se compose de deux parties: la partie inférieure du niveau, commandé par batterie massives, appelées fûts, et un niveau élevé en utilisant des cartes perforées conçues pour métiers à tisser jacquard, est largement utilisé dans les années 1800.

des dispositifs de sortie

Le résultat des calculs est affiché par diverses méthodes, y compris l'impression, des cartes perforées, de traçage et la production automatique des stéréotypes – les plateaux de matériau souple sur lequel le résultat d'impression est produit qui peut servir comme une forme de coulée des plaques pour l'impression.

nouveau design

Un travail de pionnier du moteur analytique de Babbage avait en grande partie achevée en 1840 et a commencé à développer un nouveau dispositif. Pendant la période 1847-1849, il a terminé le moteur du développement №2 différence, est une version améliorée de l'original. Cette modification a été conçu pour fonctionner avec un nombre de 31 bits et peut entraîner sous forme de tableau un ordre 7 polynôme. La conception était avec élégance simple et nécessite seulement un tiers du nombre de parties du modèle original, fournissant une puissance égale son calcul.

La différence et le moteur analytique de Charles Babbage ont utilisé la même conception du dispositif de sortie, ce qui rend non seulement l'impression sur le papier, mais aussi de créer automatiquement des stéréotypes et de leur propre format de volonté selon un schéma prédéterminé de l'opérateur de page. En même temps, il a envisagé la possibilité de régler la hauteur de la ligne, le nombre de colonnes, la largeur du champ, fournit des lignes de pliage automatiques ou des colonnes et le placement des lignes vides pour une meilleure lisibilité.

patrimoine

En dehors de plusieurs partiellement créé par les modèles d'assemblage et d'essais mécaniques de petites sections de travail, aucune des structures n'a pas été pleinement mises en œuvre pour Babbage de vie. Le principal réuni en 1832 le modèle faisait partie 1/7 №1 Difference Engine, qui consistait à environ deux mille. Pieces. Il fonctionne parfaitement à ce jour et est le premier dispositif de calcul automatique réussie qui met en oeuvre un calcul mathématique dans le mécanisme. Babbage est mort en allant à une petite partie expérimentale du moteur d'analyse. De nombreux détails de la structure sont conservés, ainsi qu'une archive complète des dessins et des notes.

Projets énormes ordinateurs mécaniques Babbage considérés comme l'une des réalisations intellectuelles étonnantes du XIXe siècle. Seulement au cours des dernières décennies, son travail a été étudié en détail, et le degré d'importance de ce qu'il a fait, devient plus apparente.