Charles Babbage, 1791-1871. Stående fra Illustrated London News, Nov. 4, 1871
Det virker som et ekte mirakel, at den første digitale datamaskin i verden, som er nedfelt i sine mekaniske og logiske informasjon bare om alle de viktigste prinsippet i det moderne digital datamaskin, ble utviklet så tidlig som i 1830-årene., Dette ble gjort av den store Charles Babbage, og navnet på maskinen som er Analytiske Motor
I 1834 Babbage designet noen forbedringer til sin første datamaskin—de spesialiserte Forskjellen Motor. I den opprinnelige design, når en ny konstant var nødvendig i et sett av beregninger, det måtte bli skrevet inn for hånd. Babbage unnfanget en måte å ha forskjeller satt mekanisk, arrangere akser av Forskjellen Motor sirkulært, slik at resultatet kolonnen skal være i nærheten av den siste forskjellen, og dermed lett innen rekkevidde av det., Han henviste denne ordningen som motoren å spise sin egen hale, eller som et lokomotiv som legger ned sin egen jernbane. Men dette snart førte til ideen om å styre maskinen ved helt uavhengig måte, og gjør det utfører ikke bare tillegg, men alle prosesser av aritmetiske på vil i hvilken som helst rekkefølge og så mange ganger som kan være nødvendig.
Arbeide på den første Forskjellen Motoren ble stoppet på 10 April, 1833, og den første tegningen av den Analytiske Motor er datert i September 1834. Det finnes over to hundre tegninger, i full detalj, for å skala, av motoren og dens deler., Disse var vakkert utført av en svært dyktig tegner og var svært kostbart. Det er også over fire hundre merknader til de forskjellige delene, ved hjelp av Babbage ‘ s system av mekanisk notasjon (se Lover mekanisk notasjon).
objektet av maskinen kan om kort tid bli gitt dermed (i henhold til Henry Babbage, den yngste sønn av oppfinneren): Det er en maskin for å beregne numerisk verdi eller verdier av formler eller funksjon som matematiker kan angi metode for løsning., Det er å utføre de vanlige reglene for matematikk i hvilken som helst rekkefølge som tidligere er avgjort av matematiker, og en rekke ganger og på alle mengder. Det er til å bli helt automatisk, slave av matematiker, utfører hans ordrer og lindrende ham fra slitet på computing. Det må skrive ut resultatene, eller noen mellomliggende resultat ankom.
Babbage til hensikt å lage en maskin med et repertoar av de fire grunnleggende aritmetiske funksjoner, i motsetning med the Difference Engine, som er bare ved hjelp tillegg., På analogien av en moderne digital datamaskin, design prinsippet for Analytiske Motor kan deles til:
1. Innspill. Fra 1836 på, slo kort (se nærliggende bildet) var den grunnleggende mekanismen for det mates inn i maskinen både numeriske data og instruksjoner på hvordan du kan manipulere dem.
2. Output. Babbage ‘ s grunnleggende mekanismen var alltid en utskrift av apparatet, men han hadde også vurdert grafisk produksjon enheter, selv før han ble stanset kort for utgang, samt innspill.
3. Minne., For Babbage dette var i utgangspunktet antall akser i butikken, selv om han også utviklet ideen om en hierarkisk minne-systemet ved å bruke slo kort for ytterligere middels resultater som ikke kunne passe inn i butikken.
4. Central Processing Unit. Babbage kalles denne Fabrikken., Som moderne prosessorer er det gitt for å lagre tall som blir operert mest umiddelbart (registrerer); maskinvare-mekanismer for å utsette disse tallene til grunnleggende aritmetiske operasjoner; kontrollmekanismer for å oversette bruker-orientert instruksjonene som leveres fra utsiden inn detaljert kontroll av intern maskinvare; og synkroniseringsmekanismer (klokke) for å utføre detaljerte trinn i en nøye timet rekkefølge., Kontroll mekanisme for den Analytiske Motor må utføre operasjoner automatisk, og den består av to deler: den lavere nivå kontroll mekanisme, kontrollert av massive trommer kalt fat, og høyere nivå av kontroll mekanisme, kontrollert av hullet kort, utviklet av Jacquard for mønster-veving vevstoler og brukes mye i begynnelsen av 1800-tallet.
sekvensen av mindre operasjoner som kreves for å gjennomføre en aritmetiske operasjonen var kontrollert av massive trommer kalt fat (se nærliggende figur)., Fatene hadde brodder fast til sine ytre overflaten på samme måte som pinner av en musikk-boksen tromme eller en tønne organ. Fat ledet den interne bevegelser av motoren og spesifisere i detalj hvordan multiplikasjon, divisjon, addisjon, subtraksjon, og andre aritmetiske operasjoner, er å bli båret ut. Fat, som vist i illustrasjonen har bare flere stud posisjoner i hver vertikal rad. I selve maskinen, fat var mye større, fordi de er kontrollert og koordinert samhandling av tusenvis av deler., Hver rad kan inneholde så mange som 200 stud posisjoner, og i hvert fat kunne ha 50 til 100 separate rader. Den samlede maskinen hadde flere ulike fat for å kontrollere forskjellige seksjoner. Naturlig, fat måtte være tett koordinert med hverandre. Som en tønne slått, stendere aktivert bestemte bevegelser av mekanismen og posisjon og ordning av stendere bestemt handling og relativ timing av hver bevegelse. Lov å slå tromme dermed automatisk utført en sekvens av bevegelser til å utføre den ønskede høyere nivå drift., Prosessen er interne for Motoren og logisk usynlig for brukeren. Teknikken er hva i databehandling er nå kalt microprogram (selv om Babbage aldri brukt dette begrepet), som sikrer at den lavere nivå operasjoner som kreves for å utføre en funksjon utføres automatisk.
For høyere nivå-kontroll mekanisme, Babbage i utgangspunktet hadde til hensikt å bruke en stor sentral fat, for å angi trinnene av en beregning. Denne ideen imidlertid synes upraktisk, fordi dette vil kreve endring av boltene på super fat, noe som kan være en tungvint drift., Oppgaven manuelt tilbakestille pigger i sentrale trommelen til å forteller maskinen hva den skal gjøre var for tungvint og utsatt for feil-for å være pålitelig. Verre, lengden av et sett med instruksjoner som ville være begrenset av størrelsen på trommelen.
Hans kamp med problemet av kontroll førte Babbage til et virkelig gjennombrudd på juni 30, 1836. Han ble unnfanget ved å gi instruksjoner og data til motoren ikke ved å slå nummeret hjul og sette pigger, men ved hjelp av hullet kortet inngang, ved hjelp av kort, lik disse, brukes i Jacquard-veven. Dette gjorde ikke gjengi sentrale tromme foreldet eller erstatte den., Stanset kort gitt en ny topp nivå av kontroll og hierarki som gjaldt lokalisering av den sentrale trommelen. Den sentrale tromme igjen, men nå med faste sekvenser av instruksjoner. Det tok på funksjonen av mikro-programmering, som dette av andre fat. Hvis det var separate fat for hver operasjon, og en sentral fat for å styre virksomheten trommer, den slo kort presenterer en måte å instruere maskinen (den sentrale trommel) til hvilke operasjoner vi ønsket å utføre, og i hvilken rekkefølge, dvs. høyt nivå programmering Motoren.,
prinsippet om kortene var åpent lånt fra Jacquard vevstol (en mekaniske vevstol, oppfunnet av Franskmannen Joseph Marie Jacquard i begynnelsen av 1800-tallet, basert på tidligere oppfinnelser av hans landsmenn Basile Bouchon (1725), Jean Falcon (1728) og Jacques Vaucanson (1740), som brukes av en rekke slo kort til automatisk kontroll mønster av en veve (se nærliggende bildet).
I the loom, stenger ble knyttet til wire-kroker, som hver kan løfte ett av de langsgående tråder stressede mellom ramme., Stengene ble samlet i en rektangulær pakke, og kortene var presset på tid mot stangen ender. Hvis et hull falt sammen med en stang, så stangen gikk gjennom kort og ingen handling ble tatt. Hvis ingen hull var til stede da kortet trykkes tilbake stangen for å aktivere en krok som løftet forbundet tråden, slik at den transport som bar korset-tråden for å passere under. Kortene ble satt sammen med wire, bånd eller tape hengsler, og vifte, kastet seg inn i store stabler for å danne lange sekvenser., Vevstoler ble ofte massiv og vevstol operatør satt inne i rammen, sekvensering gjennom kortene ett om gangen ved hjelp av en fotpedal eller håndtak. Ordningen med hull på kort bestemt mønster av vev.
Hvordan du kan være programmert Analytiske Motor?
vet Vi lite om Babbage ‘ s programmering ideer. Det er ingenting i den gjenlevende papirer som dette aspektet av maskinen er grundig diskutert, for eksempel, noe som tilsvarer en spesifikasjon av en bruker instruksjonssett., Dette er desto mer bemerkelsesverdig for det er den eneste aspekt av design som er diskutert i lengde i en moderne papir. I 1840, Babbage besøkte Torino i Italia og ga en serie av seminarer på the Analytical Engine., En redegjørelse for disse, av den italienske ingeniøren Federico Luigi Menabrea (1809-1896, kan du se i nærheten bildet), som senere vil bli Prime-Statsminister i Italia, ble oversatt til engelsk av Ada Lovelace (hun har noen ganger blitt hyllet som verdens første programmerer, en romantisk tiltalende bilde uten noen foundation), som legges omfattende notater som er utarbeidet under Babbage ‘ s nærheten veiledning (se Skisse av Den Analytiske Motor). Disse tilbyr med den kjente moderne ideer om kontrollflyt i programmer, spesielt formuleringen av enkle løkker og nestede løkker kontrollert av tellere., Men, papir og nøye og bevisst skjørt rundt noen diskusjon om detaljer på den måte som disse er til å bli gjennomført.
Det virker som Babbage hadde ikke en kommando av problemstillinger reist av bruker-nivå programmering av Analytiske Motor. Det ville være helt galt å antyde at Babbage ikke forstår programmering per se. Den microprogramming av fat for multiplikasjon og divisjon vise beherskelse av grunnleggende forgrening og bue ideer og sine ferdigheter i microprogramming av addisjon og subtraksjon vis fullstendig virtuositet., Det var fra denne basen som Babbage utforsket ideer av bruker-nivå programmering. Problemene av data strukturering rett og slett ikke fremkomme på microprogramming nivå. Det er noen holdepunkter for at Babbage ‘ s ideer ble beveger seg i retninger som nå er kjent i forbindelse med kontroll mekanismer for-løkke teller i bruker-nivå programmer. Hadde en Analytisk Motor brakt i orden, kan det ikke være tvil om at Babbage ‘ s programmering ideer ville ha vært utviklet seg i stor grad.,
Fra maskinvare synspunkt, to strenger av hullet kortene var nødvendig å angi en beregning som skal utføres av den Analytiske Motor. En streng, «bruk kort» angitt aritmetiske operasjoner som skal utføres. Den andre strengen, «variabel kort,» angitt akser i butikken som inneholdt operander og var for å få resultater., Disse to strenger, ikke kan anses som separate deler av en enkelt instruksjon, som er drift og operand felt av en instruksjon i en elektronisk digital datamaskin, fordi operasjonen og variable kortene var ment å flytte og loop uavhengig av hverandre under ledelse av egen kontroll mekanismer.
Faktisk det var fire, men ikke to, ulike typer slo kort med forskjellige funksjoner:
1. Antall kort som ble brukt for å angi verdien av tall som skal inn i butikken, eller til å motta tall tilbake fra butikken for ekstern lagring.
2., Variabel kort angitt som akser i butikken bør være kilden til data som mates inn i mill eller mottakeren av data returnert fra det. I moderne språkbruk, de leverte minneadresse av variablene som skal brukes.
3. Bruk kort bestemt av matematiske funksjoner som skal utføres. Det logiske innholdet av en operasjon er mulig at kortet har blitt som dette eksempelet: «Ta tallene fra variabel akser som er angitt av de neste to variable kort, og multiplisere dem i mill; lagre resultatet på variabelen aksen som er angitt av den tredje variabel-kortet.,»Dette ble tolket av lyttingen stenger på drift-kort leser apparater og internt oversatt slik: «Forhånd variabelen kort av en stilling, og rotere alle fat til startposisjon på en normal multiplisere-og-store-sekvens.»
4. Kombinatoriske kort kontrollert hvordan variabel kort og drift kortene slått bakover eller forover etter spesifikke operasjoner ble fullført., Dermed, en operasjon kortet har en logisk innhold som dette: «Flytt variabel kort foran 25 stillinger, og satt i drift kort til starten av sett som forteller hvordan å trekke ut et kvadratrot.»
Babbage planlagt å flette den kombinatoriske kort med driften kort de kontrollerte, så de fire sett med kort som kreves for bare tre kort lesere (pluss ett kort slag, for antall kort som blir output fra maskinen).,
Babbage ser ut til å ha blitt ledet til å skille drift og variable kort på stor grad filosofiske grunnlag stammer fra hans tro på behovet for å skille mellom symboler for drift fra dem for kvantitet i matematiske merknader. Disse synspunktene ble trolig forsterket når han ansett som en kort, er nødvendig for beregninger som for eksempel løsning av simultane ligninger. Babbage innså også at programmer eller subrutiner (sikkert ikke noe vilkår at han brukte) trenger å bli bekreftet, hva vi ville kalle feilsøkt., Han visste også at det ville være verdifullt å kjøre bekreftet programmer på nytt sett av data, og til og med dele programmer på tvers av flere motorer. Det var derfor en naturlig og praktisk tilnærming for å angi dataene som å være uavhengig av virksomheten. Det mønsteret av operasjoner som kreves for å gjennomføre rad reduksjonen er svært enkel og grei gjennomkjøring av drift kortene er lett funnet. Ingen slike enkle løkke struktur finnes for variabelen kort, som kan bare angi én akser i butikken., Løkken strukturer som vi nå kjenner igjen bekymring radene i matrisen av koeffisientene i likningene og lignende konsepter knyttet til strukturering av data. Som Babbage ikke har konseptet av en variabel adresse i butikken, heller ikke var den Analytiske Motor i stand til å beregne plasseringen av en operand i butikken, var det på ingen måte brukeren programmer kan utnytte dette høyere nivå struktur i dataene.
Det er utrolig hvor langt gikk Babbage i sin programmering ide, tanke, at han ikke hadde noe erfaring i programmering en vanlig datamaskin., Fra dagens ståsted, serien av drift-kort følger ikke et program, i dagens form, men en serie av subrutiner. Den kombinatoriske kortene terminologi, en kontroll-flyt-programmet, ved å ta i bruk subrutiner med call-by-reference verdier gitt ved variabelen kort. Babbage ‘ s programmering konsepter tydelig inkludert det vi kaller looper, subrutiner, og grener (det som senere generasjoner av programmerere som kalles «hvis» eller «hvis-så» – instruksjoner)., Siden han ikke hadde noe erfaring i programmering en faktisk datamaskin imidlertid, det er ikke overraskende at Babbage fikk ikke til det moderne begreper på høyere nivå språk, tolker, eller kompilatorer.
En tabell med kort og tiltak for formelen (ab+c)d
La oss ta som en illustrasjon formelen (ab+c)og d (se øverst i tabellen)., Full detalj av kort av alle slag som er nødvendig, og i hvilken rekkefølge de kom inn i bildet, er dette:
De fire Kortene for «gitt tall» a, b, c og d, som er knyttet sammen er plassert ved hånden på berg, disse tallene har til å bli plassert på kolonnene som er tilordnet til dem i en del av maskinen som kalles «Den Store», der hver kvantum er først mottatt og holdt klar for bruk som ønsket.
Vi har derfor i tillegg til Antall Kort, tre Drift Kortene som er brukt, og fjorten Direktiv Kort., Hvert sett av kortene ville bli satt sammen og plassert på en valse eller prisme av sine egne; dette roller vil bli satt på venting, og bli flyttet til og fra. Hver bakover bevegelse ville føre prisme for å flytte ett ansikt, å bringe det neste kortet til spille, akkurat som på vevstol. Det er åpenbart at rullene må være laget for å fungere i harmoni, og for dette formål spaker som gjør valser ville slå seg bli styrt av egnede midler, eller ved generelle Direktivet Kort, og slår av suspendert valser bli stoppet i riktige intervaller.,
En generell plan for den Analytiske Motor fra 1840 (klikk for å se større bilde)
I den øvre generell oppfatning av Analytiske Motor kan bli sett av grunnleggende deler: i den høyre delen er en del av butikken, inkludert 11 variabel akser. I praksis butikken ville ha vært mye lengre, med mange flere variable akser; Babbage noen ganger betraktes som et minimum 100, og så mange som 1000. Hver variabel aksen inneholdt mange figur hjulene roterer rundt en sentral aksel, hver med ett siffer av dens variable., Babbage vanligvis planlagt å ha 40 tall per variabel. En ekstra hjulet på toppen registrert om verdien var positiv eller negativ.
som Løper horisontalt mellom variable aksene var stativene, lange strimler av metall med gear-tannet kant som bar sifre frem og tilbake mellom store og mill. Små bevegelige pinions var plassert enten for å koble til en gitt variabel aksen til stativer eller å la det ikke tilkoblet. Hvis et nummer som skulle inn i fabrikken, stativene ville også være koblet til ingress-aksen i mill (merket )., Fra det, det ville bli sendt til en annen passende del av møllen. Når fabrikken var ferdig opererer på et tall, det ville være plassert på egress aksen (merket ). Dette kan da være koblet til racks, som ville passere antall sammen til hvilken variabel aksen hadde blitt valgt til å holde resultatet.
The mill, er den venstre delen, som er ordnet rundt de store sentrale hjulet som forbinder delene. For klarhet, ikke alle sider av motoren er vist i dette diagrammet. Men dette kan tilsløre maskinens kompleksitet og størrelse. Den sentrale hjul alene var ca 70 cm over., Fabrikken som helhet var ca 150 cm meter i hver retning. En butikk med 100 variabel akser ville ha blitt ca 3 m lang. Inntrengning aksen hadde sin egen påvente av transport mekanisme, en addisjon eller subtraksjon kunne utføres det og deretter sendes direkte til utgang aksen for lagring. Hvis en multiplikasjon var på vei opp, de første ni multispill ville bli lagt på ingress-aksen og lagret på bordet akser, vist som T1 gjennom T9.
resultatene av en full multiplikasjon eller divisjon ville bli dannet på de to kolonnene merket til venstre for den store sentrale hjulet., Dette har gjort det mulig å holde middels resultater i dobbel presisjon form. Det vil si at hvis to 40-tall ble multiplisert med hverandre, 80 sifrene i resultatet kan bli holdt på aksene . En påfølgende divisjon av en annen 40-sifrede nummer er fortsatt tillatt 40 sifre presisjon i resultatet.
En av de viktigste mekaniske problemer, i den Analytiske Motor som var problemet med å bære. Ved første, Babbage brukt metode for forsinket, sekvensiell bære brukt i Forskjellen Motor. I denne, den grunnleggende tillegg syklus ble etterfulgt av en egen bære syklus., Den bærer syklus første utført bære behov på laveste siffer, deretter fortsatte til det neste høyere siffer, og så videre. Denne metoden fungerte, men det var treg fordi bærer ble utført separat for hvert siffer. Babbage anses å ha 30 eller 40 sifrene i hvert nummer kolonne, så bærer det kan ta mye lenger enn i tillegg i seg selv. Dermed er en enkel multiplikasjon kan ta noen hundrevis av egen tillegg trinnene. Det var klart at bære tid måtte bli forkortet.,
Babbage prøvd ulike tilnærminger for å optimalisere den bærer, og i løpet av et par måneder hadde tatt i bruk det han kalte den i påvente av transport. Ekstra maskinvare tillatt transport mekanisme for å oppdage samtidig hvor bærer det var nødvendig, og hvor ett eller flere hjul som allerede er på 9 kan føre til en bære å formere seg over en serie tall. Alle bærer kunne utføres på en gang, uavhengig av antall sifre på en akse. Arbeider ut detaljene i påvente av transport tok Babbage mange år, lenger enn noen annen enkelt aspekt av maskinen., Men det kunne hastighet operasjoner i stor grad, rettferdiggjøre innsatsen. Mekanismen var for komplisert til å tillate en vogn mekanisme for å legge til hver akse. Babbage var tvunget til å vedta en design der en enkelt påvente av transport mekanisme kan være koblet til vil med å legge til kolonnen gjennom den sentrale hjul. Inntil da, multiplikasjon hadde blitt gitt av spesialisert maskinvare, og transport-funksjonen hadde blitt fjernet fra å legge aksene til mer spesialiserte sentrale maskinvare.,
Babbage innså snart at tillegg selv kan bli fjernet fra å legge akser, og utført gjennom den sentrale hjul. Legge til aksene bare lagret siffer på deres individuelle hjul, og de kan være tilkoblet eller frakoblet fra det sentrale hjul etter behov. Babbage atskilt maskinen til en del av lagring akser, som han kalte den Store, og en annen del der operasjonene ble utført, som han kalte Mill
i Løpet av de årene Babbage laget forskjellige utforminger for mange av enhetene i Motoren, oftest i retning av forenkling., Ikke alle av dem er imidlertid var i denne retningen, fordi Babbage var veldig ivrig etter å få fart beregning. Et eksempel på å legge til maskinvare for å oppnå hastighet var multiplikasjon av tabellen. I den første metoden for multiplikasjon med gjentatt addisjon, antall sykluser i tillegg ville være lik summen av tallene i multiplikasjonen. Dermed, for å multiplisere 198814 ved 978, for eksempel, 198814 ville bli lagt til 24 ganger (9 + 7 + 8), sammen med 3 skift.
Babbage planlagt å arbeide med tall å ha så mange som 40 sifre. Å multiplisere to 40-sifret tall sammen kan godt ta 200 tillegg sykluser., Babbage innså at ved å vie et par sykluser ved starten av en lang multiplikasjon til noen forberedelser, kunne han stor fart multiplikasjon seg selv. Han kalte denne multiplikasjon av tabellen. I 9 sykluser, han kunne beregne og plasser på en spesiell bord aksene i mill de 9 første integrert flere av multiplicand. Da kunne han rett og slett velge en av disse for hvert siffer i multiplikatoren, og legge det til å akkumulere produktet. Å multiplisere to 40-sifret tall vil så ta bare 40 tillegg sykluser, pluss 9 for å danne bordet, av en total av 49 tillegg sykluser snarere enn noen 200., En lignende metode for divisjon av tabellen kan også hastigheten divisjon.
Det er vurdert, at den grunnleggende design Analytiske Motor var ferdig i desember 1837, når Babbage til slutt skrev en lengre papir, «Av Matematiske Krefter Beregning Engine», som beskrevet maskinen. Han fortsatte design arbeid for mange, mange år, men denne involvert foredling av detaljer og alternativer for gjennomføring, ikke endringer av prinsipp., Av 1837, Babbage hadde utviklet en maskin som grunnleggende organisasjon ville forbli uendret gjennom alle hans senere arbeid, og faktisk gjennom hele den påfølgende utviklingen av datamaskinen design.
Babbage ansett som den Analytiske Motor var en universell beregning av maskinen i den forstand at, gitt tilstrekkelig tid, det kunne gjennomføre eventuelle regnestykke. Dette argumentet er basert på tre observasjoner., Første, aritmetiske operasjoner på tall av mer enn førti sifre kan alltid bli gjennomført ved å bryte dem opp i 40-sifret segmenter, så det er begrenset antall sifre på noen store aksen er ingen fundamental grense. Andre beregninger kan være angitt av strenger av drift og variable kort med ubegrenset utstrekning, så det er ingen begrensning på størrelse eller kompleksitet av programmer. Tredje, tall fra butikken kan bli stanset på antall kort og senere lese tilbake, og dette gir et underlag lagre ubegrenset grad å overvinne begrenset antall akser i butikken.,
Babbage var fullt klar over fartsgrensene på maskinen hans. Han visste at maskinen vil i teorien gjøre det mulig for langt mer utvidet og nøyaktige beregninger enn noen gang hadde vært forsøkt for hånd, men de ville være mulig i praksis bare med en maskin som var svært pålitelig og ganske rask. Fra hans tidligere arbeid, og han visste at reliability nødvendige giret ikke til å slå for fort. Generelle hastigheten måtte oppnås med smart design, snarere enn rå makt., Dette er hva som motiverte den enorme oppfinnsomhet som Babbage investert i tidsbesparende metoder som i påvente av transport og multiplikasjon av tabellen.
I maskinen design på slutten av 1830-tallet, isolert tillegg av to 40-tall ville ha tatt ca 19 sekunder. Men mye av dette som er involvert i bevegelse tall rundt mellom forskjellige deler før eller etter selve tillegg. Babbage funnet ut hvordan å overlappe de ulike deler av operasjonen når mer enn to tilskuddene skulle utføres i rekkefølge. Dette betydde at hver ekstra 40-sifret tillegg tok bare på 3,1 sekunder., Multiplikasjon og divisjon var tilsvarende akselerert av smart logisk design. Varigheten er avhengig av antall sifre i tallene. Ta tilfelle av en multiplikasjon av 20 sifre) ved 40 sifre (en svært høy grad av presisjon selv etter dagens standard). Med vedvarende tilføyelser på 3.1 sekunder hver, en grei trinn og legge tilnærming ville ha tatt nesten 8 minutter å fullføre. Babbage var i stand til å redusere dette til mindre enn 2 minutter. I dag, med mikroprosessor hastighet målt i millioner av multiplications per sekund, 2 minutter virker utrolig treg., Men det var en bemerkelsesverdig prestasjon mer enn et århundre før elektronisk beregning.
Etter at du er ferdig med arbeidet på utformingen av den Analytiske Motor i 1847, Babbage slått til utformingen av en Forskjell Motor №2, utnytte forbedret og forenklet aritmetiske mekanismer utviklet for the Analytical Engine. I 1857 Babbage tilbake til utformingen av den Analytiske Motor. I denne nye fasen av arbeidet Babbage var aktivt interessert i å bygge et Analytisk Motor med egne ressurser., Den logiske utformingen var noe forenklet men, viktigst av alt, langt enklere og billigere metoder ble foreslått å implementere de grunnleggende mekanismer. Babbage først eksperimenterte med ark metall stempling og trykke på for å lage tannhjul hjul og lignende deler. Senere at han ble presset støping for å gjøre deler—en nylig oppfunnet teknikk som ikke ser omfattende kommersiell bruk til slutten av det nittende århundre., Babbage bygget mange eksperimentelle modeller av mekanismer ved hjelp av disse nye teknikker, og ved hans død i 1871, og en modell av en enkel mill og utskrift mekanisme var nær ferdigstillelse (se nederste bilde).,
En modell av Mill of Analytical Engine, bygget for ca 1870 (© Science Museum, London)
Babbage ‘ s beregning av maskiner, samt alle relaterte materialer ble arvet av sin yngste sønn overlevde, generalmajor Henry Prevost Babbage (1824-1918) (se nærliggende bildet), som hadde vist en sterk interesse i sin fars arbeid. Selv som tenåringer Henry og hans eldre bror Dugald tilbrakte tid i Babbage ‘ s tegning kontor og verksted læring workshop ferdigheter., Henry senere ervervet en sterk forståelse av Forskjellen Motor og Analytiske Motor design, og kom til å danne et nært bånd med sin far som han besøkte på permisjon fra utvidet militær tjeneste i India. Babbage testamenterte sine tegninger, workshop og de overlevende fysiske rester av motorer til Henry, som forsøkte å fortsette med sin fars arbeid og til å publisere motorene etter Babbage ‘ s død.
Henry var på sin fars seng når Babbage døde i oktober 1871 og 1872 fortsatte han flittig med sin fars arbeid og deretter periodevis i pensjon i 1875., Etter montering noen små demonstrasjon stykker for Difference Engine Number 1 (en av dem han sendt til Harvard. På 1930-tallet stykke tiltrakk seg oppmerksomheten til Howard Aiken, skaperen av Harvard Merker jeg).
I 1888, Henry vist på et møte i den Britiske Foreningen for Fremme av Vitenskap en del av de Mill for den Analytiske Motor, som arbeider til 29 tegn, inkludert den antatt bære enheten.
Da Henry bygget en eksperimentell fire-funksjonen kalkulator for Mill, fullføre den i 1910., Henry egentlig bestemt seg for ikke å fortsette med den opprinnelige utformingen av Analytiske Motor, men i stedet for å utvikle en manuelt drevet maskin for addisjon, subtraksjon, multiplikasjon og divisjon (en fire-funksjonen kalkulator), som omfatter de mekanismene som planlagt for mill og utskrift mekanisme av Motoren (se nederste bilde). Ved hjelp av den sammensatte Mill of Analytical Engine, han ville gjøre enkle beregninger—i dette tilfellet produsere multipler av π.,
En del av mill og utskrift mekanisme for den Analytiske Motor, konstruert av Henry Babbage
Selv om det til slutt ble fullført i begynnelsen av det tjuende århundre, da Henry var i seg selv en gammel mann, er dette maskinen vises aldri til å ha fungert på en pålitelig måte. Videre, Henry ‘ s arbeid på motorer var lyd, men uten mot og inspirasjon til sin far, den store Charles Babbage.
Legg igjen en kommentar