Charles Babbage (1791-1871) - isang pioneer sa paglikha ng teknolohiya sa computing, na bumuo ng 2 klase ng mga computer - pagkakaiba at analytical. Ang una sa kanila ay nakuha ang pangalan nito dahil sa matematikal na prinsipyo kung saan ito nakabatay - ang paraan ng mga may hangganang pagkakaiba. Ang kagandahan nito ay nakasalalay sa eksklusibong paggamit nito ng aritmetika na karagdagan nang hindi kinakailangang gumamit ng multiplikasyon at paghahati, na mahirap ipatupad nang mekanikal.
Higit pa sa isang calculator
Ang
Babbage's Difference Engine ay isang counting device. Minamanipula niya ang mga numero sa tanging paraan na kaya niya, patuloy na idinaragdag ang mga ito ayon sa paraan ng mga may hangganang pagkakaiba. Hindi ito magagamit para sa pangkalahatang mga kalkulasyon ng aritmetika. Ang Analytical Engine ng Babbage ay higit pa sa isang calculator. Minamarkahan nito ang paglipat mula sa mekanisadong arithmetic hanggang sa buong sukat na pangkalahatang layunin na pag-compute. Sa iba't ibang yugto ng ebolusyon ng mga ideya ni Babbagemayroong hindi bababa sa 3 mga proyekto. Samakatuwid, ang kanyang mga analytical engine ay pinakamahusay na tinutukoy sa maramihan.
Kaginhawahan at kahusayan sa engineering
Ang mga computer ng Babbage ay desimal sa kahulugan na gumagamit sila ng 10 digit mula 0 hanggang 9, at digital dahil gumagana lang sila gamit ang mga buong numero. Ang mga halaga ay kinakatawan ng mga gear, at ang bawat digit ay may sariling gulong. Kung ito ay hihinto sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga halaga ng integer, kung gayon ang resulta ay ituturing na walang katiyakan, at ang makina ay naharang upang ipakita ang isang paglabag sa integridad ng mga kalkulasyon. Ito ay isang paraan ng pagtukoy ng error.
Isinasaalang-alang din ni Babbage ang paggamit ng mga sistema ng numero maliban sa decimal, kabilang ang binary at base 3, 4, 5, 12, 16, at 100. Nakikipag-ayos siya sa decimal dahil sa pagiging pamilyar nito at kahusayan sa engineering, dahil nakakabawas ito nang husto ang bilang ng mga gumagalaw na bahagi.
Difference Engine 1
Noong 1821, sinimulan ni Babbage ang pagbuo gamit ang isang mekanismo na idinisenyo upang kalkulahin at i-tabulate ang mga polynomial na function. Inilalarawan ito ng may-akda bilang isang aparato para sa awtomatikong pagkalkula ng isang pagkakasunud-sunod ng mga halaga na may awtomatikong pag-print ng mga resulta sa anyo ng isang talahanayan. Ang isang mahalagang bahagi ng disenyo ay isang printer na mekanikal na konektado sa seksyon ng pagkalkula. Ang Difference Engine 1 ay ang unang kumpletong disenyo para sa awtomatikong pagkalkula.
Paminsan-minsan ay binago ni Babbage ang functionality ng device. Ang isang 1830 na disenyo ay naglalarawan ng isang makina na idinisenyo para sa 16 na numero at 6 na pagkakasunud-sunod ng pagkakaiba. Ang modelo ay binubuo ng 25 libong bahagi, na hinati nang pantay sa pagitan ng seksyon ng computing at ng printer. Kung ang aparato ay ginawa, ito ay tumitimbang ng tinatayang 4 na tonelada at magiging 2.4 metro ang taas. Ang trabaho sa Babbage's Difference Engine ay itinigil noong 1832 pagkatapos ng isang pagtatalo sa engineer na si Joseph Clement. Sa wakas ay natapos ang pagpopondo ng pamahalaan noong 1842
Analytical Engine
Nang huminto ang pagtatrabaho sa difference apparatus, noong 1834 ay gumawa si Babbage ng isang mas ambisyosong device, na kalaunan ay naging kilala bilang Analytical Universal Programmable Computing Engine. Ang mga katangian ng istruktura ng makina ni Babbage ay higit na tumutugma sa mga pangunahing bloke ng gusali ng isang modernong digital computer. Ginagawa ang programming gamit ang mga punched card. Ang ideyang ito ay kinuha mula sa jacquard loom, kung saan ginagamit ang mga ito upang lumikha ng mga kumplikadong pattern ng tela.
Ang lohikal na istraktura ng Analytical Engine ng Babbage ay karaniwang tumutugma sa nangingibabaw na disenyo ng mga computer sa panahon ng elektroniko, na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng memorya ("store"), na nakahiwalay mula sa central processing unit ("mill"), sequential pagpapatupad ng mga operasyon at pasilidad para sa input at output ng data at mga tagubilin. Samakatuwid, ang may-akda ng pag-unlad ay nakatanggap ng pamagat na pioneer ng teknolohiya ng computer na karapat-dapat.
Memory at CPU
Ang makina ng Babbage ay may "tindahan" kung saan iniimbak ang mga numero at intermediate na resulta, pati na rin ang isang hiwalay na "mill" kung saan isinasagawa ang pagproseso ng aritmetika. Mayroon siyang set ng 4 na arithmetic function at maaaring magsagawa ng direktang multiplikasyon at paghahati. Bilang karagdagan, ang device ay may kakayahang magsagawa ng mga operasyon na tinatawag na ngayong conditional branching, loop (iteration), microprogramming, parallel processing, fixing, pulse shaping, atbp. Ang may-akda mismo ay hindi gumamit ng naturang terminolohiya.
Ang CPU ng Analytical Engine ni Charles Babbage, na tinawag niyang "mill", ay nagbibigay ng:
- imbak ng mga numero, ang mga operasyon na kung saan ay isinasagawa kaagad, sa mga rehistro;
- may hardware upang magsagawa ng mga pangunahing operasyon ng arithmetic sa mga ito;
- paglilipat ng mga panlabas na tagubilin na nakatuon sa gumagamit sa detalyadong panloob na kontrol;
- sistema ng timing (orasan) upang isagawa ang mga tagubilin sa maingat na piniling pagkakasunod-sunod.
Ang mekanismo ng kontrol ng analytical engine ay awtomatikong gumaganap at binubuo ng dalawang bahagi: isang mas mababang antas na kinokontrol ng malalaking drum na tinatawag na barrels, at isang mataas na antas gamit ang mga punched card na idinisenyo ng Jacquard para sa mga loom na malawakang ginagamit noong unang bahagi ng 1800s.
Mga output device
Ang resulta ng mga kalkulasyon ay ipinapakita sa iba't ibang paraan, kabilang ang pag-print, mga punched card, pag-plot, atawtomatikong paggawa ng mga stereotype - malambot na materyal na mga tray kung saan ang resulta ay naka-print, na may kakayahang magsilbi bilang isang amag para sa paghahagis ng mga plato para sa pag-print.
Bagong disenyo
Ang pangunguna ng Babbage sa Analytical Engine ay higit na natapos noong 1840 at nagsimulang bumuo ng bagong device. Sa pagitan ng 1847 at 1849, natapos niya ang pagbuo ng Difference Engine No. 2, na isang pinahusay na bersyon ng orihinal. Ang pagbabagong ito ay idinisenyo para sa mga operasyong may 31-bit na mga numero at maaaring mag-tabulate ng anumang polynomial ng ika-7 order. Ang disenyo ay napakasimple, nangangailangan lamang ng ikatlong bahagi ng bilang ng bahagi ng orihinal na modelo, habang nagbibigay ng pantay na kapangyarihan sa pagproseso.
Ang pagkakaiba at analytical na makina ng Charles Babbage ay gumamit ng parehong disenyo ng output device, na hindi lamang gumawa ng mga printout sa papel, ngunit awtomatiko ring gumawa ng mga stereotype at independiyenteng nagsagawa ng pag-format ayon sa layout ng pahina na tinukoy ng operator. Kasabay nito, posibleng isaayos ang taas ng linya, bilang ng mga column, lapad ng field, awtomatikong pagtitiklop ng mga row o column at pag-aayos ng mga walang laman na linya para madaling mabasa.
Legacy
Bukod sa ilang bahagyang ginawang mechanical assemblies at pagsubok na mga modelo ng maliliit na gumaganang seksyon, wala sa mga disenyo ang ganap na naisasakatuparan sa panahon ng buhay ni Babbage. Ang pangunahing modelo na binuo noong 1832 ay 1/7 ng Difference Engine No. 1, na binubuomula sa halos 2 libong bahagi. Ito ay gumagana nang walang kamali-mali hanggang sa araw na ito at ito ang unang matagumpay na awtomatikong computing device na nagpapatupad ng mga kalkulasyon sa matematika sa isang mekanismo. Namatay si Babbage habang ang maliit na pang-eksperimentong bahagi ng Analytical Engine ay binuo. Maraming detalye ng konstruksyon ang napanatili, pati na rin ang kumpletong archive ng mga drawing at tala.
Ang mga disenyo ng Babbage para sa malalaking mekanikal na computer ay itinuturing na isa sa mga nakamamanghang intelektwal na tagumpay noong ika-19 na siglo. Nitong mga nakalipas na dekada lamang napag-aralan nang detalyado ang kanyang trabaho, at ang kahalagahan ng kanyang ginawa ay lalong nagiging maliwanag.
