Un motor de diferencia, una máquina de cálculo diseñada en la década de 1820, fue creado por primera vez por Charles Babbage. Los motores de diferencia son calculadoras mecánicas automáticas diseñadas para tabular funciones polinómicas. El nombre, el motor de diferencias, se deriva del método de diferencias divididas, una forma de interpolar o tabular funciones mediante el uso de un pequeño conjunto de coeficientes polinómicos., Algunas de las funciones matemáticas más comunes utilizadas en ingeniería, ciencia y navegación, fueron, y todavía son capaces de ser calculadas con el uso de la capacidad del motor de diferencia de calcular funciones logarítmicas y trigonométricas, que pueden ser aproximadas por polinomios, por lo que un motor de diferencia puede calcular muchas tablas útiles de números.
El Science Museum de Londres diferencia del motor, en realidad, la primera construida a partir de Babbage diseño., El diseño tiene la misma precisión en todas las columnas, pero en el cálculo de polinomios, la precisión en las columnas de orden superior podría ser menor.
= = historia = pulgar / primer plano del motor de diferencia del Museo de Ciencias de Londres que muestra algunas de las ruedas numéricas y los engranajes del sector entre columnas. Los engranajes de sector a la izquierda muestran los dientes de doble altura muy claramente. Los engranajes del sector en el Centro-derecho están orientados hacia la parte posterior del motor, pero los dientes de una sola altura son claramente visibles., Observe cómo las ruedas están reflejadas, contando hacia arriba de izquierda a derecha o contando hacia abajo de izquierda a derecha. También observe la pestaña de metal entre «6»y » 7″. Esa lengüeta dispara la palanca de transporte en la parte posterior cuando «9 «pasa a» 0 » en la parte delantera durante los pasos de adición (Paso 1 y Paso 3).]] La noción de una calculadora mecánica para funciones matemáticas se remonta al mecanismo Anticitera del siglo 2 AC, mientras que los primeros ejemplos modernos se atribuyen a Pascal y Leibniz en el siglo 17. En 1784 J. H., Müller, un ingeniero del ejército de Hesse, ideó y construyó una máquina sumadora y describió los principios básicos de una máquina de diferencia en un libro publicado en 1786 (la primera referencia escrita a una máquina de diferencia data de 1784), pero no pudo obtener fondos para progresar con la idea.
Los motores de diferencia de Charles Babbageeditar
Charles Babbage comenzó a construir un pequeño motor de diferencia en C. 1819 y lo había completado en 1822 (motor de diferencia 0)., Anunció su invención el 14 de junio de 1822, en un documento a la Royal Astronomical Society, titulado «nota sobre la aplicación de la maquinaria para el cálculo de tablas astronómicas y matemáticas». Esta máquina usaba el sistema de numeración decimal y era alimentada por un manivela. El gobierno británico estaba interesado, ya que producir tablas consumía mucho tiempo y era costoso y esperaban que el motor de la diferencia hiciera la tarea más económica.
en 1823, el gobierno británico le dio a Babbage £1700 para comenzar a trabajar en el proyecto., Aunque el diseño de Babbage era factible, las técnicas de metalurgia de la época no podían hacer piezas económicamente con la precisión y la cantidad requeridas. Por lo tanto, la implementación resultó ser mucho más costosa y dudosa de éxito que la estimación inicial del Gobierno. En 1832, Babbage y Joseph Clement produjeron un pequeño modelo de trabajo (un séptimo de la sección de cálculo del motor de diferencia no. 1, que estaba destinado a operar con números de 20 dígitos y diferencias de sexto orden) que operaba con números de 6 dígitos y diferencias de segundo orden., Lady Byron describió ver el prototipo en funcionamiento en 1833: «ambos fuimos a ver la máquina pensante (o al menos eso parece) el lunes pasado. Elevó varios números a las potencias 2 y 3, y extrajo la raíz de una ecuación cuadrática.»El trabajo en el motor más grande fue suspendido en 1833.
en el momento en que el Gobierno abandonó el proyecto en 1842, Babbage había recibido y gastado más de £17,000 en el desarrollo, que todavía no llegó a lograr un motor de trabajo., El Gobierno valoró solo la producción de la máquina (tablas producidas económicamente), no el desarrollo (a un costo desconocido e impredecible para completar) de la máquina en sí. Babbage no, o no estaba dispuesto a reconocer esa situación. Mientras tanto, la atención de Babbage había pasado a desarrollar un motor analítico, socavando aún más la confianza del gobierno en el éxito eventual del motor de la diferencia., Al mejorar el concepto como un motor analítico, Babbage había hecho que el concepto de motor de la diferencia fuera obsoleto, y el proyecto de implementarlo era un fracaso total en la opinión del Gobierno.
el motor de diferencia incompleto No. 1 fue puesto en exhibición al público en la Exposición Internacional de 1862 en South Kensington, Londres.
Babbage pasó a diseñar su motor analítico mucho más general, pero más tarde produjo un diseño mejorado de «motor de diferencia no. 2» (números de 31 dígitos y diferencias de séptimo orden), entre 1846 y 1849., Babbage fue capaz de aprovechar las ideas desarrolladas para el motor analítico para hacer que el nuevo motor de diferencia Calcule más rápidamente mientras usa menos piezas.
Scheutzian calculation engineEdit
per Georg Scheutz’s third difference engine
inspirado en el motor de diferencia de Babbage en 1834, per Georg scheutz construyó varios modelos experimentales., En 1837 su hijo Edward propuso construir un modelo de trabajo en metal, y en 1840 terminó la parte de cálculo, capaz de calcular series con números de 5 dígitos y diferencias de primer orden, que más tarde se extendió a tercer orden (1842). En 1843, después de agregar la parte de impresión, el modelo se completó.
en 1851, financiado por el gobierno, la construcción de la máquina más grande y mejorada (números de 15 dígitos y diferencias de cuarto orden) comenzó, y terminó en 1853., La máquina fue demostrada en la Feria Mundial de París en 1855 y luego vendida en 1856 al Observatorio Dudley en Albany, Nueva York. Entregado en 1857, fue la primera calculadora de impresión vendida. En 1857 el gobierno británico ordenó la siguiente máquina de diferencia de Scheutz, que fue construida en 1859. Tenía la misma construcción básica que el anterior, pesando alrededor de 10 cwt (1.100 lb; 510 kg).
OthersEdit
Martin Wiberg mejoró la construcción de Scheutz (C., 1859, su máquina tiene la misma capacidad que la de Scheutz-15 dígitos y de cuarto orden), pero utilizó su dispositivo solo para producir y publicar tablas impresas (tablas de interés en 1860, y tablas logarítmicas en 1875).
Alfred Deacon de Londres en c. 1862 produjo un pequeño motor de diferencia (números de 20 dígitos y diferencias de tercer orden).
El estadounidense George B. Grant comenzó a trabajar en su máquina de cálculo en 1869, sin conocer las obras de Babbage y Scheutz (Schentz)., Un año más tarde (1870) aprendió sobre los motores de diferencia y procedió a diseñar uno él mismo, describiendo su construcción en 1871. En 1874 El Boston Thursday Club levantó una suscripción para la construcción de un modelo a gran escala, que fue construido en 1876. Podría expandirse para mejorar la precisión y pesaba alrededor de 2,000 libras (910 kg).
Christel Hamann construyó una máquina (números de 16 dígitos y diferencias de segundo orden) en 1909 para las «tablas de Bauschinger y Peters» («tablas logarítmicas-trigonométricas con ocho decimales»), que se publicó por primera vez en Leipzig en 1910., Pesaba unos 40 kilogramos (88 libras).
Burroughs Corporation alrededor de 1912 construyó una máquina para la Oficina del Almanaque Náutico que se utilizó como un motor de diferencia de segundo orden.:451 más tarde fue reemplazado en 1929 por un Burroughs Clase 11 (números de 13 dígitos y diferencias de segundo orden, o números de 11 dígitos y diferencias de quinto orden).
Alexander John Thompson hacia 1927 construyó una máquina de integración y diferenciación (números de 13 dígitos y diferencias de quinto orden) para su tabla de logaritmos «Logarithmetica britannica». Esta máquina estaba compuesta por cuatro calculadoras Triumphator modificadas.,
Leslie Comrie en 1928 describió cómo usar la máquina de cálculo Brunsviga-Dupla como un motor de diferencia de segundo orden (números de 15 dígitos). También señaló en 1931 que la máquina de contabilidad nacional clase 3000 podría utilizarse como un motor de diferencia de sexto orden.: 137-138
construcción de dos motores de diferencia no.2 de trabajoeditar
durante la década de 1980, Allan G. Bromley, Profesor Asociado de la Universidad de Sydney, Australia, estudió los dibujos originales de Babbage para los motores de diferencia y analíticos en la Biblioteca del Museo de Ciencias de Londres., Este trabajo llevó al Museo de Ciencias a construir una sección de cálculo de trabajo de difference engine No. 2 de 1985 a 1991, bajo Doron Swade, el entonces curador de computación. Esto fue para celebrar el 200 aniversario del nacimiento de Babbage en 1991. En 2002, la impresora que Babbage diseñó originalmente para el motor de la diferencia también se completó. La conversión de los planos de diseño originales en planos adecuados para el uso de los fabricantes de ingeniería reveló algunos errores menores en el diseño de Babbage (posiblemente introducidos como una protección en caso de que los planos fueran robados), que tuvieron que ser corregidos., Una vez completado, tanto el motor como su impresora funcionaron a la perfección, y todavía lo hacen. El motor de la diferencia y la impresora fueron construidos a tolerancias alcanzables con la tecnología del siglo 19, resolviendo un debate de larga data en cuanto a si el diseño de Babbage habría funcionado. (Una de las razones anteriormente avanzadas para la no finalización de los motores de Babbage había sido que los métodos de ingeniería no estaban suficientemente desarrollados a finales de la era georgiana.,)
el propósito principal de la impresora es producir placas estereotipadas para su uso en prensas de impresión, lo que hace presionando el tipo en yeso blando para crear un flong. Babbage pretendía que los resultados del motor se transmitieran directamente a la impresión en masa, habiendo reconocido que muchos errores en las tablas anteriores no eran el resultado de errores de cálculo humanos, sino de errores en el proceso de composición tipográfica manual. La salida de papel de la impresora es principalmente un medio para comprobar el rendimiento del motor.,
Además de financiar la construcción del mecanismo de salida para el motor de diferencia del Museo de Ciencias, Nathan Myhrvold encargó la construcción de un segundo motor de diferencia completo no. 2, que se exhibió en el Computer History Museum en Mountain View, California desde el 10 de mayo de 2008 hasta el 31 de enero 2016.It desde entonces ha sido transferido a Intellectual Ventures en Seattle, donde está en exhibición justo fuera del vestíbulo principal.
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