Un motore di differenza, una macchina di calcolo progettata nel 1820, è stato creato per la prima volta da Charles Babbage. I motori a differenza sono calcolatori meccanici automatici progettati per tabulare le funzioni polinomiali. Il nome, il motore di differenza, deriva dal metodo delle differenze divise, un modo per interpolare o tabulare le funzioni utilizzando un piccolo insieme di co-efficienti polinomiali., Alcune delle funzioni matematiche più comuni utilizzate in ingegneria, scienza e navigazione, erano e sono ancora in grado di essere calcolate con l’uso della capacità del motore di differenza di calcolare le funzioni logaritmiche e trigonometriche, che possono essere approssimate dai polinomi, quindi un motore di differenza può calcolare molte utili tabelle di numeri.
Il motore di differenza del Museo della Scienza di Londra, il primo effettivamente costruito dal progetto di Babbage., Il design ha la stessa precisione su tutte le colonne, ma nel calcolo dei polinomi, la precisione sulle colonne di ordine superiore potrebbe essere inferiore.
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== Storia =pollice / Primo piano del motore di differenza del Museo della Scienza di Londra che mostra alcune delle ruote numeriche e gli ingranaggi del settore tra le colonne. Gli ingranaggi settoriali a sinistra mostrano molto chiaramente i denti a doppia altezza. Gli ingranaggi del settore al centro-destra sono rivolti verso il lato posteriore del motore, ma i denti alti sono chiaramente visibili., Si noti come le ruote sono specchiate, con il conteggio da sinistra a destra o il conto alla rovescia da sinistra a destra. Si noti inoltre la linguetta metallica tra “6”e ” 7″. Quella scheda fa scattare la leva di trasporto nella parte posteriore quando “9” passa a ” 0 ” nella parte anteriore durante i passaggi di aggiunta (Passo 1 e Passo 3).]] La nozione di un calcolatore meccanico per funzioni matematiche può essere fatta risalire al meccanismo di Antikythera del 2 ° secolo AC, mentre i primi esempi moderni sono attribuiti a Pascal e Leibniz nel 17 ° secolo. Nel 1784 J. H., Müller, un ingegnere dell’esercito dell’Assia, ideò e costruì una macchina addizionatrice e descrisse i principi di base di una macchina di differenza in un libro pubblicato nel 1786 (il primo riferimento scritto a una macchina di differenza è datato al 1784), ma non fu in grado di ottenere finanziamenti per progredire con l’idea.
I motori a differenza di Charles Babbage
Charles Babbage iniziò a costruire un piccolo motore a differenza nel 1819 circa e lo completò nel 1822 (Motore a differenza 0)., Annunciò la sua invenzione il 14 giugno 1822, in un documento alla Royal Astronomical Society, intitolato “Note on the application of machinery to the computation of astronomical and mathematical tables”. Questa macchina utilizzava il sistema numerico decimale ed era alimentata azionando una maniglia. Il governo britannico era interessato, dal momento che la produzione di tabelle è stato in termini di tempo e costoso e speravano che il motore differenza renderebbe il compito più economico.
Nel 1823, il governo britannico diede a Babbage £1700 per iniziare a lavorare al progetto., Sebbene il progetto di Babbage fosse fattibile, le tecniche di lavorazione dei metalli dell’epoca non potevano produrre parti economicamente nella precisione e nella quantità richieste. Pertanto l’attuazione si è rivelata molto più costosa e dubbia di successo rispetto alla stima iniziale del governo. Nel 1832, Babbage e Joseph Clement produssero un piccolo modello di lavoro (un settimo della sezione di calcolo del motore di differenza n.1, che era destinato a funzionare su numeri a 20 cifre e differenze di sesto ordine) che operava su numeri a 6 cifre e differenze di secondo ordine., Lady Byron ha descritto di aver visto il prototipo funzionante nel 1833: “Siamo andati entrambi a vedere la macchina pensante (o almeno così sembra) lunedì scorso. Ha sollevato diversi Nos. alla 2a e 3a potenza, ed ha estratto la radice di un’equazione quadratica.”I lavori sul motore più grande furono sospesi nel 1833.
Quando il governo abbandonò il progetto nel 1842, Babbage aveva ricevuto e speso più di £17.000 per lo sviluppo, che non era ancora riuscito a raggiungere un motore funzionante., Il governo valutava solo l’output della macchina (tabelle prodotte economicamente), non lo sviluppo (a costi sconosciuti e imprevedibili da completare) della macchina stessa. Babbage non ha, o non era disposto a, riconoscere quella situazione. Nel frattempo, l’attenzione di Babbage si era spostata sullo sviluppo di un motore analitico, minando ulteriormente la fiducia del governo nell’eventuale successo del motore difference., Migliorando il concetto come motore analitico, Babbage aveva reso obsoleto il concetto di motore di differenza, e il progetto per implementarlo un fallimento totale nella visione del governo.
Il motore a differenza incompleta No. 1 è stato messo in mostra al pubblico alla Mostra Internazionale del 1862 a South Kensington, Londra.
Babbage continuò a progettare il suo motore analitico molto più generale, ma in seguito produsse un progetto migliorato “Difference Engine No. 2” (numeri a 31 cifre e differenze del settimo ordine), tra il 1846 e il 1849., Babbage è stato in grado di sfruttare le idee sviluppate per il motore analitico per far calcolare più rapidamente il nuovo motore di differenza utilizzando meno parti.
Scheutzian calcolo engineEdit
Per Georg Scheutz terzo differenza di motore
Ispirato da Babbage differenza di motore nel 1834, Per Georg Scheutz costruito diversi modelli sperimentali., Nel 1837 suo figlio Edward propose di costruire un modello funzionante in metallo, e nel 1840 terminò la parte di calcolo, in grado di calcolare serie con numeri a 5 cifre e differenze del primo ordine, che fu successivamente estesa al terzo ordine (1842). Nel 1843, dopo aver aggiunto la parte di stampa, il modello fu completato.
Nel 1851, finanziato dal governo, iniziò la costruzione della macchina più grande e migliorata (numeri a 15 cifre e differenze del quarto ordine) e terminò nel 1853., La macchina è stata dimostrata alla Fiera Mondiale di Parigi, 1855 e poi venduta nel 1856 all’Osservatorio Dudley di Albany, New York. Consegnato nel 1857, fu il primo calcolatore di stampa venduto. Nel 1857 il governo britannico ordinò la prossima macchina di differenza di Scheutz, che fu costruita nel 1859. Aveva la stessa costruzione di base del precedente, del peso di circa 10 cwt (1.100 lb; 510 kg).
OthersEdit
Martin Wiberg ha migliorato la costruzione di Scheutz (c., 1859, la sua macchina ha la stessa capacità di Scheutz-15 cifre e quarto ordine), ma utilizzato il suo dispositivo solo per la produzione e la pubblicazione di tabelle stampate (tabelle di interesse nel 1860, e tabelle logaritmiche nel 1875).
Alfred Deacon di Londra nel 1862 produsse un piccolo motore a differenza (numeri a 20 cifre e differenze di terzo ordine).
L’americano George B. Grant iniziò a lavorare alla sua macchina da calcolo nel 1869, ignaro delle opere di Babbage e Scheutz (Schentz)., Un anno dopo (1870) ha imparato a conoscere i motori di differenza e procedere alla progettazione di uno se stesso, descrivendo la sua costruzione nel 1871. Nel 1874 il Boston Thursday Club sollevò un abbonamento per la costruzione di un modello su larga scala, che fu costruito nel 1876. Potrebbe essere ampliato per migliorare la precisione e pesava circa 2.000 libbre (910 kg).
Christel Hamann costruì una macchina (numeri a 16 cifre e differenze di secondo ordine) nel 1909 per le “Tabelle di Bauschinger e Peters” (“Tabelle logaritmiche-trigonometriche con otto cifre decimali”), che fu pubblicata per la prima volta a Lipsia nel 1910., Pesava circa 40 chilogrammi (88 lb).
Burroughs Corporation nel 1912 costruì una macchina per l’Ufficio Almanacco Nautico che fu usata come motore di differenza di secondo ordine.:451 Fu poi sostituito nel 1929 da un Burroughs Classe 11 (numeri a 13 cifre e differenze di secondo ordine, o numeri a 11 cifre e differenze di quinto ordine).
Alexander John Thompson circa 1927 costruito integrating and differencing machine (13-digit numbers and fifth-order differences) per la sua tabella di logaritmi “Logarithmetica britannica”. Questa macchina era composta da quattro calcolatrici Triumphator modificate.,
Leslie Comrie nel 1928 descrisse come utilizzare la macchina da calcolo Brunsviga-Dupla come motore di differenza del secondo ordine (numeri a 15 cifre). Egli ha anche osservato nel 1931 che la contabilità nazionale macchina di classe 3000 potrebbe essere utilizzato come un motore differenza di sesto ordine.: 137-138
Costruzione di due motori a differenza n.2 funzionantimodifica
Durante gli anni 1980, Allan G. Bromley, professore associato presso l’Università di Sydney, Australia, studiò i disegni originali di Babbage per la Differenza e i motori analitici presso la Science Museum library di Londra., Questo lavoro ha portato il Museo della Scienza a costruire una sezione di calcolo funzionante del motore di differenza n. 2 dal 1985 al 1991, sotto Doron Swade, l’allora curatore dell’informatica. Questo per celebrare il 200 ° anniversario della nascita di Babbage nel 1991. Nel 2002 è stata completata anche la stampante che Babbage ha originariamente progettato per il motore difference. La conversione dei disegni originali in disegni adatti all’uso dei produttori di ingegneria ha rivelato alcuni errori minori nella progettazione di Babbage (eventualmente introdotti come protezione in caso di furto dei piani), che hanno dovuto essere corretti., Una volta completato, sia il motore che la sua stampante hanno funzionato perfettamente, e lo fanno ancora. Il motore e la stampante difference sono stati costruiti secondo tolleranze realizzabili con la tecnologia del 19 ° secolo, risolvendo un dibattito di lunga data sul fatto che il design di Babbage avrebbe funzionato. (Una delle ragioni precedentemente avanzate per il mancato completamento dei motori di Babbage era stata che i metodi di ingegneria non erano sufficientemente sviluppati nella tarda epoca georgiana.,)
Lo scopo principale della stampante è quello di produrre lastre stereotipate per l’uso nelle macchine da stampa, cosa che fa premendo il tipo in intonaco morbido per creare un flong. Babbage intendeva che i risultati del Motore fossero trasmessi direttamente alla stampa di massa, avendo riconosciuto che molti errori nelle tabelle precedenti non erano il risultato di errori di calcolo umani ma di errori nel processo di composizione manuale. L’output della carta della stampante è principalmente un mezzo per controllare le prestazioni del motore.,
Oltre a finanziare la costruzione del meccanismo di uscita per il motore Difference del Museo della Scienza, Nathan Myhrvold ha commissionato la costruzione di un secondo motore Difference completo n. 2, che è stato esposto al Computer History Museum di Mountain View, California dal 10 maggio 2008 al 31 gennaio 2016.It da allora è stato trasferito a Intellectual Ventures a Seattle dove è in mostra appena fuori dalla lobby principale.
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