Charles Babbage, 1791-1871. Portré az illusztrált londoni hírekből, November. 4, 1871
valódi csodának tűnik, hogy a világ első digitális számítógépét, amely mechanikai és logikai részleteiben szinte a modern digitális számítógép minden fő elvét megtestesítette, már az 1830-as években tervezték., Ezt a nagy Charles Babbage tette, a gép neve analitikus Motor
1834—ben Babbage tervezett néhány fejlesztést az első számítógépén-a speciális Különbségmotor. Az eredeti kialakításban, amikor egy új konstansra volt szükség egy sor számításban, kézzel kellett beírni. Babbage úgy gondolta, hogy a különbségeket mechanikusan kell behelyezni, a Differenciálmotor tengelyeit körkörösen elrendezve úgy, hogy az eredményoszlopnak az utolsó különbség közelében kell lennie, így könnyen elérhető., Ezt az elrendezést úgy nevezte, hogy a motor saját farkát eszik, vagy olyan mozdonyként, amely meghatározza a saját vasútját. De ez hamarosan ahhoz a gondolathoz vezetett, hogy a gépet teljesen független eszközökkel irányítsák, és hogy ne csak kiegészítést hajtsanak végre, hanem az összes aritmetikai folyamatot tetszőleges sorrendben és annyiszor, amennyire szükség lehet.
1833.április 10-én leállították az első Differenciálmotor munkálatait, az analitikus motor első rajza 1834 szeptemberében kelt. Több mint kétszáz rajz létezik, teljes részletességgel, a motor és alkatrészeinek méretezésére., Ezeket gyönyörűen kivitelezte egy magasan képzett rajzoló, és nagyon költséges volt. Több mint négyszáz jelölés található különböző részekből, Babbage mechanikai jelölési rendszerének felhasználásával (lásd a mechanikai jelölés törvényeit).
A gép tárgya hamarosan megadható (Henry Babbage, a feltaláló legfiatalabb fia szerint): ez egy gép, amely kiszámítja bármely olyan képlet vagy funkció numerikus értékét vagy értékeit, amelynek a matematikus jelezheti a megoldás módját., Az aritmetika rendes szabályait a matematikus által korábban rendezett sorrendben, tetszőleges számú alkalommal és mennyiségben kell végrehajtani. Teljesen automatikusnak kell lennie, a matematikus rabszolgájának, aki végrehajtja a parancsait, és megszabadítja őt a számítástechnika drudgery-jétől. Ki kell nyomtatnia az eredményeket, vagy bármilyen közbenső eredmény megérkezett.
Babbage célja, hogy tervezzen egy gép repertoárját a négy alapvető aritmetikai funkciók, ellentétben a különbség motor, amely csak összeadás., A modern digitális számítógép analógiájára az analitikus motor tervezési elve a következőkre osztható:
1. Bemenet. 1836-tól kezdve a lyukasztott kártyák (lásd a közeli fényképet) voltak az alapvető mechanizmus a gépbe történő etetéshez mind a numerikus adatok, mind a manipulációjuk utasításai.
2. Kimenet. Babbage alapvető mechanizmusa mindig egy nyomdaipari berendezés volt, de még azelőtt is fontolóra vette a grafikus kimeneti eszközöket, mielőtt elfogadta volna a lyukasztott kártyákat a kimenethez, valamint a bemenethez.
3. Memória., Babbage számára alapvetően ez volt a szám tengelyek a boltban, bár kifejlesztett egy hierarchikus memóriarendszert is, amely lyukasztott kártyákat használ további közbenső eredményekhez, amelyek nem férnek el a boltban.
4. Központi Feldolgozó Egység. Babbage ezt malomnak nevezte., Mint a modern processzorok az előírt tárolása a számok üzemeltetik, amikor a legtöbb azonnal (regiszterek); hardver mechanizmusok úgy nyerünk, hogy azok a számok, hogy az alapvető számtani műveleteket; ellenőrzési mechanizmusok a fordítás a felhasználó-orientált utasításokat mellékelt kívülről a részletes ellenőrzés a belső hardver; valamint szinkronizáló mechanizmusok (egy óra) elvégzésére részletes lépéseket a gondosan időzített sorozat., Az ellenőrzési mechanizmus az Analitikai Motor kell végrehajtani műveletek automatikusan, ez két részből áll: az alsó szinten ellenőrző mechanizmus által irányított hatalmas dob nevű hordó, valamint a magasabb szintű ellenőrzési mechanizmus által ellenőrzött lyukkártyák által kifejlesztett, Jacquard minta-szövés szövőszék, valamint széles körben használják a kezdetektől 1800-as években.
A sorozat kisebb műveletek szükséges, hogy a hatás egy számtani művelet által irányított hatalmas dob nevű hordó (lásd a közeli ábra)., A hordók csapok voltak rögzítve a külső felületükre ugyanúgy, mint egy zenedob vagy egy hordó orgona csapjai. A hordók összehangolták a motor belső mozgását, és részletesen meghatározták, hogyan kell a szorzást, osztást, összeadást, kivonást és egyéb számtani műveleteket végrehajtani. Az ábrán látható hordónak minden függőleges sorban csak több csappozíciója van. A tényleges gépben a hordók sokkal nagyobbak voltak, mert több ezer alkatrész kölcsönhatását irányították és koordinálták., Minden sor tartalmazhat több mint 200 stud pozíciók, és minden hordó lehet 50-100 külön sorok. A teljes gépnek több különböző hordója volt, amelyek különböző szakaszokat vezéreltek. Természetesen a hordókat szorosan össze kellett hangolni egymással. Amikor egy hordó elfordult, a csapok aktiválták a mechanizmus speciális mozdulatait, valamint a csapok helyzete és elrendezése meghatározta az egyes mozgások működését és relatív időzítését. A dob elfordításának cselekedete így automatikusan végrehajtotta a mozgások sorozatát a kívánt magasabb szintű művelet végrehajtásához., A folyamat a motor belső része, logikusan láthatatlan a felhasználó számára. A technika az, amit a számítástechnikában most mikroprogramnak neveznek (bár Babbage soha nem használta ezt a kifejezést), amely biztosítja, hogy a funkció végrehajtásához szükséges alacsonyabb szintű műveletek automatikusan végrehajtásra kerüljenek.
a magasabb szintű ellenőrzési mechanizmus esetében a Babbage eredetileg egy nagy központi hordó használatára szánta, hogy meghatározza a számítás lépéseit. Ez az ötlet azonban kivitelezhetetlennek tűnik, mert ehhez meg kell változtatni a csapokat a szuper hordón, ami nehézkes művelet lehet., A központi dobban lévő csapok kézi visszaállításának feladata, hogy elmondja a gépnek, mit kell tennie, túl nehézkes volt, a hibákra hajlamos, hogy megbízható legyen. Ami még rosszabb, minden utasításkészlet hosszát a dob mérete korlátozná.
az ellenőrzés problémájával folytatott küzdelme 1836.június 30-án valódi áttörést hozott Babbage-nek. Ő dolgozta ki, amely utasításokat, adatokat, hogy a motor nem fordul száma kerekek beállítása szegecsekkel, hanem azt jelenti, hogy megütöttem-kártya bemenet útján kártyák, hasonló e, használják a Jacquard szövőszék. Ez nem tette elavulttá a központi dobot,sem pedig helyettesítette., A lyukasztott kártyák a vezérlő hierarchia új felső szintjét biztosították, amely a központi dob elhelyezését irányította. A központi dob maradt, de most állandó utasítássorozatokkal. Ez vette a funkciója a mikro-programozás, mint ez a többi hordó. Ha minden művelethez külön hordó, valamint egy központi hordó volt a műveleti dobok vezérléséhez, a lyukasztott kártya bemutatja a gép (a központi dob) utasításának módját, hogy mely műveleteket kívánjuk végrehajtani, és milyen sorrendben, azaz magas szintű programozás a motor., 
Az elv kártyák nyíltan kölcsönzött a Jacquard szövet (mechanikus szövőszék, találta fel a Francia Joseph Marie Jacquard az elején az 1800-as évek alapján korábban találmányok a honfitársai Basile Bouchon (1725), Jean Sólyom (1728), valamint Jacques Vaucanson (1740)), amely korábban egy sor lyukkártyák automatikusan irányítani a minta a sző (lásd a közeli fotó).
a szövőszékben a rudakat huzalhorgokhoz kötötték, amelyek mindegyike felemelheti a keret között feszített hosszanti szálakat., A rudakat egy téglalap alakú kötegben gyűjtötték össze, a kártyákat egyenként nyomták a rúd végéhez. Ha egy lyuk egybeesett egy rúddal, akkor a rúd áthaladt a kártyán, és nem történt intézkedés. Ha nincs lyuk, akkor a kártya lenyomta a rudat, hogy aktiválja a horgot, amely felemelte a kapcsolódó szálat, lehetővé téve a transzfert, amely a keresztszálat hordozta, hogy áthaladjon alatta. A kártyák együtt lógunk dróttal, szalaggal vagy szalag, pánt, rajongói, hajtogatott nagy halom alkotnak hosszú sorozatok., A szövőszék gyakran hatalmas, a szövőszék üzemeltető ült a keretben, szekvenálás át a lapokat egyesével útján egy pedál vagy kéz, kar. A kártyákon lévő lyukak elrendezése meghatározta a szövés mintáját.
hogyan lehet programozni az analitikai motort?
keveset tudunk Babbage programozási ötleteiről. A túlélő dokumentumokban nincs semmi, amelyben a gép ezen aspektusát alaposan megvitatják, például semmi sem felel meg a felhasználói utasításkészlet specifikációjának., Ez annál is inkább figyelemre méltó, mert ez az egyetlen szempont a design, hogy hosszasan tárgyalja a kortárs papír. 1840-ben Babbage meglátogatta Torinót Olaszországban, és szemináriumokat tartott az analitikus motorról., Federico Luigi Menabrea olasz mérnök (1809-1896, lásd a közeli képet) beszámolóját, aki később Olaszország miniszterelnökévé válik, Ada Lovelace fordította angolra (néha elismerték a világ első programozójaként, romantikusan vonzó kép nélkül), aki Babbage szoros irányítása alatt készített kiterjedt jegyzeteket fűzött hozzá (lásd az analitikai Motor vázlatát). Ezek a programok irányításának ismert modern elképzeléseivel foglalkoznak, különösen a számlálók által vezérelt egyszerű hurkok és beágyazott hurkok megfogalmazásával., A dolgozat és a jegyzet azonban gondosan és szándékosan körbejárja azokat a részleteket, amelyek alapján ezeket végre kell hajtani.
úgy tűnik, hogy Babbage nem rendelkezett az analitikus Motor felhasználói szintű programozásával kapcsolatos kérdésekkel. Nagyon helytelen lenne arra következtetni, hogy Babbage önmagában nem értette a programozást. A microprogramming a hordó, a szorzás, osztás show parancs az alapvető elágazó, valamint hurok ötletek, a készségek, a microprogramming az összeadás, illetve kivonás show teljes virtuozitás., Ebből az alapból Babbage feltárta a felhasználói szintű programozás ötleteit. Az adatstruktúra kérdései egyszerűen nem merültek fel a mikroprogramozás szintjén. Van néhány bizonyíték arra, hogy Babbage ötletei a felhasználói szintű programok hurokszámlálásának vezérlési mechanizmusaival kapcsolatban már ismert irányokban mozogtak. Ha egy analitikus motort üzembe helyeztek volna, nem kétséges, hogy Babbage programozási ötleteit nagymértékben fejlesztették volna ki.,
hardveres szempontból két lyukkártyára volt szükség az analitikus motor által elvégzendő számítás meghatározásához. Egy karakterlánc, a” műveleti kártyák ” meghatározta az elvégzendő számtani műveleteket. A második karakterlánc, a “változó kártyák” meghatározták a boltban lévő tengelyeket, amelyek az operandusokat tartalmazták, majd megkapták az eredményeket., Ezt a két szálat nem tekinthető különálló részei egyetlen utasítás, mint a műtét, valamint operandus mezők egy használati elektronikus digitális számítógép, mert a művelet változó kártyák célja az volt, hogy a mozgás, valamint a loop függetlenül egy másik irányítása alatt külön ellenőrzési mechanizmusok.
valójában négy, de nem két, különböző típusú lyukasztott kártya volt, különböző funkciókkal:
1. A számkártyákat arra használták, hogy meghatározzák a boltba bevitt számok értékét, vagy hogy számokat kapjanak vissza a boltból külső tárolásra.
2., Változó kártyák meghatározott melyik tengelyek a boltban kell az adatforrást táplált a malom vagy a címzett az adatok vissza belőle. A modern szóhasználatban megadták a használandó változók memóriacímét.
3. A műveleti kártyák meghatározták az elvégzendő matematikai funkciókat. Egy műveleti kártya logikai tartalma a következő példa lehet: “vegye ki a számokat a következő két változó kártya által megadott változótengelyekből, majd szorozza meg őket a malomban; tárolja az eredményt a harmadik változó kártya által megadott változótengelyen.,”Ezt a műveleti kártyaolvasó berendezésen található érzékelő rudak értelmezték, és belső fordításban így fordították le:” a változó kártyákat egy pozícióval előre mozgassa, majd az összes hordót a kiindulási helyzetbe forgassa egy normál szorzás-tároló sorozathoz.”
4. Kombinatorikus kártyák vezérelték, hogy a változó kártyák és a műveleti kártyák hogyan fordultak hátra vagy előre bizonyos műveletek befejezése után., Így egy műveleti Kártyának lehet egy ilyen logikai tartalma: “mozgassa a változó kártyákat 25 pozíció előtt, majd állítsa a műveleti kártyákat a készlet elejére, amely megmondja, hogyan kell kivonni egy négyzetgyökét.”
Babbage azt tervezte, hogy keresztezi a kombinatorikus kártyákat az általuk vezérelt műveleti kártyákkal, így a négy kártyakészlethez csak három kártyaolvasóra volt szükség (plusz egy kártyaütéshez, mivel a számkártyák a gépből származnak).,
Babbage úgy tűnik, hogy a led-külön a művelet változó kártyák nagyrészt filozófiai okokból eredő, a hit abban, hogy meg kell különböztetni a szimbólumok a művelet azoktól a mennyiség a matematikai jelöléseket. Ezeket a nézeteket valószínűleg megerősítették, amikor a számításokhoz szükséges kártyákat, például az egyidejű egyenletek megoldását tekintette. Babbage rájött is, hogy a programok vagy alprogramok (természetesen nem kifejezések, hogy ő használt) kell ellenőrizni, amit mi hívnánk hibakeresés., Azt is tudta, hogy értékes lenne az ellenőrzött programok újbóli futtatása az új adatkészleteken, sőt a programok megosztása több motoron keresztül. Így természetes és gyakorlati megközelítés volt, hogy az adatokat a műveletektől függetlenként határozzuk meg. Ott a sorcsökkentéshez szükséges műveletek mintája nagyon egyszerű,és könnyen megtalálható egy egyszerű működési hurok. A változó kártyák esetében nincs ilyen egyszerű hurokszerkezet, amely csak egy tengelyt határozhat meg a boltban., A hurokszerkezetek, amelyeket most felismerünk, az egyenletek együtthatóinak mátrixát, valamint az adatok strukturálásához kapcsolódó hasonló fogalmakat érintik. Mivel Babbage nem rendelkezett a változó cím fogalmával a boltban, az analitikai motor sem tudta kiszámítani az operandus helyét a boltban, nem volt mód arra, hogy a felhasználói programok kihasználhassák ezt a magasabb szintű struktúrát az adatokban.
elképesztő, hogy milyen messzire ment Babbage programozási koncepciójában, szem előtt tartva, hogy nem volt tapasztalata a tényleges számítógép programozásában., A jelenlegi szempontból a műveleti kártyák sorozata jelenleg nem programot, hanem alprogramokat biztosított. A kombinatorikus kártyák terminológiát adtak, egy vezérlő-áramlási program, amely a változó kártyák által megadott hívásonkénti értékekkel hívja fel a szubrutinokat. Babbage programozási koncepciói egyértelműen tartalmazták az úgynevezett hurkokat, alrutinokat és ágakat (amit a programozók későbbi generációi “ha” vagy “ha-akkor” utasításoknak neveztek)., Mivel nem volt tapasztalata a tényleges számítógép programozásában, nem meglepő, hogy Babbage nem jutott el a magasabb szintű nyelvek, tolmácsok vagy fordítók modern fogalmaihoz.
egy táblázat a (ab+c)D
képlettel (ab+c)D (lásd a felső táblázatot)., A szükséges kártyák teljes részlete, és az a sorrend, amelyben játszani fognak, a következő:
az “adott számok” a, b, c és d négy számát, amelyek össze vannak kötve, kézzel helyezik el a hengerre, ezeket a számokat a gép egy “the Store” nevű részében rájuk rendelt oszlopokra kell helyezni, ahol minden mennyiséget először megkapnak és készen állnak a használatra, ahogy akarják.
a Számkártyák mellett három műveleti kártya, valamint tizennégy Direktíva kártya is van., Minden egyes kártyakészletet összeillesztenek, és egy saját görgőre vagy prizmára helyezik; ezt a görgőt felfüggesztik, és onnan mozgatják. Minden hátra mozgás hatására a prizma mozgatni az egyik arcát, így a következő kártya játékba, csakúgy, mint a szövőszék. Nyilvánvaló, hogy a görgőket harmóniában kell működtetni, ezért a görgőket forgató karokat megfelelő eszközökkel vagy általános Irányelvkártyákkal kell irányítani, és a felfüggesztett görgők ütéseit megfelelő időközönként le kell állítani.,
az analitikai Motor általános terve 1840-től (kattintson a nagyobb kép megtekintéséhez)
az analitikai Motor általános felső nézetében látható az alapvető szakaszok: a jobb oldalon a bolt egy része, amely 11 változó tengelyt tartalmaz. A gyakorlatban az üzlet sokkal hosszabb lett volna, sokkal több változó tengelygel; Babbage néha legalább 100-nak, akár 1000-nek tekinthető. Minden változó tengely tartalmazott sok alak kerekek körül forgó központi tengely, mindegyik gazdaság egy számjegye a változó., Babbage általában azt tervezte, hogy 40 számjegy változónként. Egy extra kerék tetején rögzített, hogy az érték pozitív vagy negatív.
a változó tengelyek között vízszintesen futottak az állványok, hosszú fémcsíkok fogaskerekes élekkel, amelyek oda-vissza számjegyeket hordoztak a bolt és a malom között. A kis mozgatható fogaskerekeket úgy helyezték el, hogy egy adott változó tengelyt csatlakoztassanak az állványokhoz, vagy hogy ne legyenek kapcsolatban. Ha egy szám megy a malomba, akkor az állványokat a malomban lévő (címkézett) behatolási tengelyhez is csatlakoztatják., Innentől a malom egy másik megfelelő részére kerül. Amikor a malom befejezte működését egy szám, akkor kell helyezni a egress tengely (címkézett). Ez ezután csatlakoztatható az állványokhoz, amelyek a számot bármilyen változó tengely mentén átadják az eredmény megtartásához.
a malom a bal oldali rész, amely a nagy központi kerék körül helyezkedik el, amely összekapcsolja annak részeit. Az egyértelműség érdekében a motor nem minden aspektusát mutatja ez az ábra. De ez elhomályosíthatja a gép összetettségét és méretét. Csak a központi kerekek körülbelül 70 cm-re voltak., A malom egésze körülbelül 150 cm láb volt mindkét irányban. Egy 100 változó tengelyű üzlet körülbelül 3 m hosszú lett volna. A behatolási tengelynek megvan a maga előrelátó szállítási mechanizmusa; ott összeadást vagy kivonást lehetett végezni, majd közvetlenül az egress tengelyre továbbítani tárolás céljából. Ha egy szorzás jön létre, az első kilenc többszöröst hozzáadják a behatolási tengelyhez, és az asztal tengelyein tárolják, T1-től T9-ig.
a teljes szorzás vagy osztás eredménye a nagy központi kerék bal oldalán jelölt két oszlopon alakulna ki., Ez lehetővé tette a közbenső eredmények kettős pontosságú megtartását. Ez azt jelenti, hogy ha két 40 számjegyű számot szorozunk össze, akkor az eredmény 80 számjegyét tengelyeken lehet tartani . Egy további 40 számjegyű szám későbbi felosztása továbbra is lehetővé tette az eredmény 40 számjegyének pontosságát.
az analitikus motor egyik fő mechanikai problémája a carry problémája volt. Először Babbage a Differenciálmotorban alkalmazott késleltetett szekvenciális hordozás módszerét alkalmazta. Ebben az alapvető adagolási ciklust egy külön hordozási ciklus követte., A hordozási ciklus először a legalacsonyabb számjegyen végzett minden szükséges hordozást, majd a következő magasabb számjegyre stb. Ez a módszer működött, de lassú volt, mert a hordozókat minden egyes számjegy esetében külön-külön hajtották végre. Babbage úgy vélte, hogy minden számoszlopban 30 vagy 40 számjegy van, tehát a hordozók sokkal hosszabb ideig tarthatnak, mint maga a kiegészítés. Így, egyetlen szorzás eltarthat néhány száz külön összeadás lépéseket. Nyilvánvaló volt, hogy a szállítási időt le kell rövidíteni.,
Babbage különböző megközelítésekkel próbálta optimalizálni a hordozót, és néhány hónapon belül elfogadta azt, amit a várakozó kocsinak nevezett. A kiegészítő hardver lehetővé tette, hogy a szállítómechanizmus egyidejűleg észlelje, hogy hol volt szükség szállításra, és ha egy vagy több kerék már 9-nél a szállítómechanizmus több számjegyre terjedhet. Minden hordozást egyszerre lehet végrehajtani, függetlenül a tengelyen lévő számjegyek számától. A kocsi részleteinek kidolgozása sok évig tartott, hosszabb ideig, mint a gép bármely más aspektusa., De ez nagyban felgyorsíthatja a műveleteket, igazolva az erőfeszítést. A mechanizmus túl bonyolult volt ahhoz, hogy minden egyes kiegészítő tengelyhez szállítómechanizmust lehessen engedélyezni. Babbage kénytelen volt elfogadni egy olyan kialakítást, amelyben egyetlen előrejelző kocsiszerkezet tetszés szerint csatlakoztatható bármely oszlophoz a központi kerekeken keresztül. Addig a szorzást speciális hardverek biztosították, a kocsifunkciót pedig eltávolították a kiegészítő tengelyekről a speciálisabb központi hardverhez.,
Babbage hamar rájött, hogy maga a kiegészítés is eltávolítható a kiegészítő tengelyekről, és a központi kerekeken keresztül hajtható végre. A kiegészítő tengelyek egyszerűen tárolták a számjegyeket az egyes kerekeken, és szükség szerint csatlakoztathatók vagy leválaszthatók a központi kerekekről. Babbage külön a gép egy részét tároló tengely, amely felhívta a Boltban, meg még egy rész, ahol a műveleteket végeztek, amely felhívta a Malom
az évek Során Babbage készült különböző minták sok az egység a Motor, leggyakrabban az egyszerűsítés irányába., Nem mindegyik volt azonban ebben az irányban, mert Babbage nagyon igyekezett felgyorsítani a számítást. A hardver hozzáadásának egyik példája a sebesség elérése volt táblázatos szorzás. Az ismételt hozzáadással történő szorzás kezdeti módszerében az összeadás ciklusainak száma megegyezik a szorzó számjegyeinek összegével. Így az 198814-et 978-mal szorozzuk meg, például az 198814-et 24-szer adjuk hozzá (9 + 7 + 8), valamint 3 műszak.
Babbage azt tervezte,hogy 40 számjegyű számokkal dolgozik. Megszorozzuk két 40 számjegyű számok együtt is eltarthat 200 kívül ciklusok., Babbage rájött, hogy azáltal, hogy néhány ciklust szentel egy hosszú szorzás kezdetén valamilyen előkészítésnek, nagymértékben felgyorsíthatja magát a szorzást. Ezt a szorzást táblázatnak nevezte. A 9 ciklus, tudta számítani, majd helyezze a speciális asztal tengelyek a malomban az első 9 integrált többszöröse a multiplicand. Ezután egyszerűen kiválaszthatott egyet a szorzó minden egyes számjegyéhez, majd hozzáadhatta a felhalmozódó termékhez. Szaporodnak két 40-jegyű számok volna, akkor csak 40 kívül ciklus, plusz 9 alkotják a táblázat, összesen 49 kívül ciklusok helyett mintegy 200., A táblázat szerinti felosztás hasonló módszere szintén felgyorsíthatja a felosztást.
úgy véljük,, hogy az alapvető tervezési az analitikai Motor fejeződött December 1837, amikor Babbage végül írt egy kiterjesztett papírt, “a matematikai hatáskörét a számítási motor,” amely leírta a gépet. Még sok évig folytatta a tervezési munkát, de ez a részletesség és a megvalósítás alternatíváinak finomítását jelentette, nem pedig az elvi változásokat., 1837-re Babbage kidolgozott egy gépet, amelynek alapszervezete minden későbbi munkája, sőt a számítógépes tervezés teljes későbbi fejlesztése révén változatlan marad.
Babbage úgy vélte, hogy az analitikus Motor univerzális számológép, abban az értelemben, hogy elegendő idő esetén bármilyen lehetséges aritmetikai számítást elvégezhet. Ez az érv három megfigyelésen alapul., Először is, a több mint negyven számjegyű számok számtani műveleteit mindig át lehet vinni úgy, hogy 40 számjegyű szegmensekre bontják őket, így a korlátozott számú számjegy bármely áruház tengelyén nincs alapvető határ. Másodszor, a számítások megadhatók a műveletsorok és a változó kártyák korlátlan mértékben, így nincs korlátozás a programok méretére vagy összetettségére. Harmadszor, a számok a boltban lehet lyukasztani rá számkártyák, majd olvassa vissza, és ez biztosítja a hátlap áruház korlátlan mértékben leküzdeni a korlátozott számú tengelyek a boltban.,
Babbage teljesen tisztában volt a gép sebességkorlátozásaival. Tudta, hogy a gép elméletileg sokkal kiterjedtebb és precízebb számításokat tesz lehetővé, mint valaha, de a gyakorlatban csak olyan géppel lehetséges, amely rendkívül megbízható és elég gyors. Korábbi munkájából tudta, hogy a megbízhatóság megköveteli, hogy a fogaskerekek ne forduljanak túl gyorsan. A teljes sebességet intelligens tervezéssel kellett elérni, nem pedig nyers energiával., Ez motiválta azt a hatalmas találékonyságot, amelyet Babbage az időtakarékos módszerekbe fektetett be, mint például a kocsi előrejelzése és a szorzótábla.
az 1830-as évek végén a géptervezésben két 40 számjegyű szám elszigetelt hozzáadása körülbelül 19 másodpercet vett volna igénybe. De ennek nagy része a számok mozgatását jelentette a különböző szakaszok között a tényleges kiegészítés előtt vagy után. Babbage rájött, hogyan lehet átfedni a művelet különböző részeit, amikor több mint két kiegészítést kellett egymás után végrehajtani. Ez azt jelentette, hogy minden további 40 számjegyű kiegészítés csak 3, 1 másodpercet vett igénybe., A szorzást és a felosztást hasonlóan gyorsította az okos logikai tervezés. Az időtartam a számok számjegyeinek számától függött. Vegyük a 20 számjegy 40 számjegyű szorzását (nagyon nagy pontosságú még a jelenlegi szabványok szerint is). A tartós kiegészítések 3,1 másodperc minden, egy egyszerű lépés, add megközelítés volna majdnem 8 perc alatt befejezni. Babbage ezt kevesebb, mint 2 percre tudta csökkenteni. Ma, a mikroprocesszor sebessége másodpercenként több millió multiplikációban mérve, 2 perc hihetetlenül lassúnak tűnik., De ez egy figyelemre méltó eredmény több mint egy évszázaddal az elektronikus számítás előtt.
befejezése után a munka a tervezés az analitikai Motor 1847-ben, Babbage fordult a design a különbség motor №2, kihasználva a továbbfejlesztett, egyszerűsített aritmetikai mechanizmusok kifejlesztett analitikai Motor. 1857-ben Babbage visszatért az analitikus Motor tervezéséhez. Ebben az új munkafázisban Babbage aktívan érdekelt egy analitikus Motor építésében saját erőforrásaival., A logikai tervezés némileg leegyszerűsödött, de ami a legfontosabb, sokkal egyszerűbb és olcsóbb módszereket javasoltak az alapvető mechanizmusok megvalósításához. Babbage először fémlemezbélyegzéssel és préseléssel kísérletezett a fogaskerekek és hasonló alkatrészek gyártásához. Később elfogadta a nyomásos öntést alkatrészek készítéséhez-egy újonnan feltalált technika, amely a tizenkilencedik század végéig nem látott széles körű kereskedelmi felhasználást., Babbage számos kísérleti mechanizmusmodellt épített fel ezekkel az új technikákkal, és 1871-ben bekövetkezett halála idején egy egyszerű malom-és nyomómechanizmus modellje közel volt a befejezéshez (lásd az alsó képet)., 
A modell a Malom az Analitikai Motor, épített arról, 1870 (© Science Museum, London)
Babbage számológépek, valamint az összes kapcsolódó anyagok voltak örökölte a legfiatalabb túlélte fiát, Fő-Általános Henry Seriff Babbage (1824-1918) (lásd a közeli kép), aki megjelenik egy erős érdeke, hogy az apja munkáját. Még tinédzserként Henry és bátyja, Dugald is időt töltött Babbage rajzirodájában és workshop tanulási készségeiben., Henrik később erősen megragadta a különböző motor-és analitikai Motormintákat, és szoros kapcsolatot alakított ki apjával,akit az indiai katonai szolgálatból szabadult ki. Babbage rajzait, műhelyét és a motorok fennmaradt tárgyi emlékeit Henry-re hagyta, aki megpróbálta folytatni apja munkáját, és Babbage halála után nyilvánosságra hozni a motorokat.
Henry apja ágyánál volt, amikor Babbage 1871 októberében meghalt, 1872-től pedig szorgalmasan folytatta apja munkáját, majd 1875-ben nyugdíjba vonult., Összeszerelése után néhány kis bemutató darab különbség motor száma 1 (egyikük küldött Harvard. Az 1930-as években a darab Howard Aiken, a Harvard Mark I alkotójának figyelmét felkeltette).
1888-ban Henry a British Association for the Advance of Science találkozóján bemutatta az analitikus Motor Malomjának egy részét, amely 29 számjegyig dolgozik, beleértve az előrejelző hordozóeszközt is.
ezután Henry épített egy kísérleti négyfunkciós számológépet a malom számára, kiegészítve azt 1910-ben., Henry valójában úgy döntött, hogy nem folytatja az eredeti terv az Analitikai Motor, de ahelyett, hogy dolgozzon ki egy kézzel működtetett gép, összeadás, kivonás, szorzás, osztás (egy négy funkciós számológép), amely a mechanizmusok tervezett malom, nyomtatási mechanizmus a Motor (lásd alsó kép). Az analitikus Motor összeszerelt Malomjával egyszerű számításokat végezne—ebben az esetben a π többszörösét hozza létre.,
az analitikus Motor malom-és nyomtatási mechanizmusának egy része, amelyet Henry Babbage épített
bár végül a huszadik század elején fejeződött be, amikor Henry maga is öreg volt, úgy tűnik, hogy ez a gép soha nem működött megbízhatóan. Sőt, Henry munkája a motorokon jó volt, de apja, a nagy Charles Babbage bátorsága és inspirációja nélkül.
Vélemény, hozzászólás?