silnik różnicowy, maszyna obliczeniowa zaprojektowana w 1820 roku, została po raz pierwszy stworzona przez Charlesa Babbage ' a. Silniki różnicowe to automatyczne kalkulatory mechaniczne przeznaczone do tabulacji funkcji wielomianowych. Nazwa, silnik różnicowy, pochodzi od metody różnic dzielonych, sposobu interpolacji lub tabulacji funkcji za pomocą małego zbioru współczynników wielomianowych., Niektóre z najczęstszych funkcji matematycznych stosowanych w inżynierii, nauce i nawigacji, były i nadal są w stanie być obliczane za pomocą możliwości silnika różnicowego obliczania funkcji logarytmicznych i trygonometrycznych, które mogą być przybliżone przez wielomiany, więc silnik różnicowy może obliczyć wiele przydatnych tabel liczb.
silnik różnicowoprądowy London Science Museum, pierwszy zbudowany na podstawie projektu Babbage ' a., Konstrukcja ma taką samą precyzję na wszystkich kolumnach, ale przy obliczaniu wielomianów precyzja na kolumnach wyższego rzędu może być niższa.
= = History =thumb / Closeup of the London Science Museum ' s difference engine pokazujący niektóre koła liczbowe i przekładnie sektorowe między kolumnami. Koła zębate sektora po lewej stronie pokazują podwójnie wysokie zęby bardzo wyraźnie. Przekładnie sektorowe po prawej stronie są zwrócone ku tyłowi silnika, ale wyraźnie widoczne są pojedyncze wysokie zęby., Zauważ, jak koła są lustrzane, z odliczaniem w górę od lewej do prawej lub odliczaniem w dół od lewej do prawej. Zwróć również uwagę na metalową zakładkę między „6” i „7”. Ta zakładka przesuwa dźwignię przenoszenia z tyłu, gdy „9 „przechodzi do” 0 ” z przodu podczas dodawania kroków (Krok 1 i Krok 3).]]Pojęcie mechanicznego kalkulatora funkcji matematycznych można przypisać mechanizmowi Antyk z II wieku p. n. e., podczas gdy wczesne współczesne przykłady przypisuje się Pascalowi i Leibnizowi w XVII wieku. W 1784 J. H., Müller, inżynier w armii Hesji, opracował i zbudował maszynę do dodawania i opisał podstawowe zasady maszyny różnicowej w książce opublikowanej w 1786 roku (pierwsza pisemna wzmianka o maszynie różnicowej pochodzi z 1784 roku), ale nie był w stanie uzyskać funduszy na rozwój tego pomysłu.
Silniki Różnicoweedytuj
Charles Babbage rozpoczął budowę silnika o małej różnicy w około 1819 roku i ukończył go do 1822 roku (silnik różnicowy 0)., Swój wynalazek ogłosił 14 czerwca 1822 roku w artykule dla Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, zatytułowanym „Note on the application of machinery to the computation of astronomical and mathematical tables”. Maszyna ta używała dziesiętnego systemu liczbowego i była napędzana przez obracanie rękojeści. Rząd brytyjski był zainteresowany, ponieważ produkcja tabel była czasochłonna i kosztowna i mieli nadzieję, że silnik różnicowy sprawi, że zadanie będzie bardziej ekonomiczne.
w 1823 roku rząd brytyjski dał Babbage ' owi 1700 funtów na rozpoczęcie prac nad projektem., Chociaż projekt Babbage ' a był wykonalny, techniki obróbki metalu z epoki nie mogły ekonomicznie wytwarzać części w wymaganej precyzji i ilości. W ten sposób realizacja okazała się znacznie droższa i wątpliwa w powodzenie niż wstępne szacunki rządu. W 1832 roku Babbage i Joseph Clement wyprodukowali mały model roboczy (1/7 części obliczeniowej silnika różnicowego nr 1, który miał pracować na liczbach 20-cyfrowych i różnicach szóstego rzędu), który operował na liczbach 6-cyfrowych i różnicach drugiego rzędu., Lady Byron opisała widząc działający prototyp w 1833 roku: „oboje poszliśmy zobaczyć thinking machine (a może tak się wydaje) w zeszły poniedziałek. Podniósł kilka N. Do 2. i 3. potęgi i wyodrębnił pierwiastek równania kwadratowego.”Prace nad większym silnikiem zostały zawieszone w 1833 roku.
zanim rząd zrezygnował z projektu w 1842 roku, Babbage otrzymał i wydał ponad £17,000 na rozwój, który nadal nie był w stanie osiągnąć działającego silnika., Rząd cenił tylko wydajność maszyny (ekonomicznie produkowane tabele), a nie rozwój (przy nieznanych i nieprzewidywalnych kosztach) samej maszyny. Babbage nie rozpoznał lub nie chciał go rozpoznać. Tymczasem Uwaga Babbage ' a została przeniesiona do opracowania silnika analitycznego, co jeszcze bardziej podważyło zaufanie rządu do ewentualnego sukcesu silnika różnicowego., Ulepszając koncepcję jako silnik analityczny, Babbage sprawił, że koncepcja silnika różnicowego stała się przestarzała, a projekt jej wdrożenia był całkowitą porażką w opinii rządu.
niekompletny Silnik różnicowy nr 1 został zaprezentowany publicznie na Międzynarodowej Wystawie w 1862 roku w South Kensington w Londynie.
Babbage zaczął projektować znacznie bardziej ogólny silnik analityczny, ale później wyprodukował ulepszony” silnik różnicowy nr 2 ” (31-cyfrowe numery i różnice siódmego rzędu), w latach 1846-1849., Babbage był w stanie wykorzystać pomysły opracowane dla silnika analitycznego, aby nowy silnik różnicy obliczyć szybciej przy użyciu mniejszej liczby części.
scheutzian calculation engineEdit
per Georg Scheutz 's third difference engine
zainspirowany silnikiem różnicy Babbage' a w 1834 roku, Per Georg scheutz zbudował kilka modeli eksperymentalnych., W 1837 jego syn Edward zaproponował skonstruowanie modelu roboczego w metalu, a w 1840 ukończył część obliczeniową, zdolną do obliczania serii z 5-cyfrowymi liczbami i różnicami pierwszego rzędu, która została później rozszerzona do trzeciego rzędu (1842). W 1843 roku, po dodaniu części drukarskiej, model został ukończony.
w 1851 roku, finansowana przez rząd, rozpoczęto budowę większej i ulepszonej (15-cyfrowe numery i różnice czwartego rzędu) maszyny, którą ukończono w 1853 roku., Maszyna została zademonstrowana na światowych targach w Paryżu w 1855 roku, a następnie sprzedana w 1856 roku do Dudley Observatory w Albany w Nowym Jorku. Dostarczony w 1857 roku był pierwszym sprzedawanym kalkulatorem drukarskim. W 1857 roku rząd brytyjski zamówił kolejną maszynę różnicową Scheutza, która została zbudowana w 1859 roku. Miał taką samą podstawową konstrukcję jak poprzedni, ważył około 10 cwt (1100 lb; 510 kg).
Inne
Martin Wiberg udoskonalił konstrukcję Scheutza (ok., 1859, jego maszyna ma taką samą pojemność jak Scheutza-15-cyfrowa i 4-rzędowa), ale używała swojego urządzenia tylko do produkcji i publikowania tablic drukowanych (tabele zainteresowań w 1860 i tabele logarytmiczne w 1875).
Alfred Deacon z Londynu w 1862 roku wyprodukował silnik o małej różnicy (20-cyfrowe numery i różnice trzeciego rzędu).
Amerykanin George B. Grant rozpoczął pracę nad swoją maszyną obliczeniową w 1869 roku, nieświadomy prac Babbage ' a i Scheutza (Schentza)., Rok później (1870) dowiedział się o silnikach różnicowych i przystąpił do samodzielnego projektowania, opisując swoją konstrukcję w 1871 roku. W 1874 roku Boston Thursday Club zebrał abonament na budowę modelu wielkogabarytowego, który został zbudowany w 1876 roku. Mógł być rozszerzony w celu zwiększenia precyzji i ważył około 2000 funtów (910 kg).
Christel Hamann zbudował w 1909 roku jedną maszynę (16-cyfrowe Liczby i różnice drugiego rzędu) dla „tabel Bauschingera i Petersa” („tabele logarytmiczno-trygonometryczne z ośmioma miejscami dziesiętnymi”), która została po raz pierwszy opublikowana w Lipsku w 1910 roku., Ważył około 40 kilogramów (88 Funtów).
firma Burroughs Corporation około 1912 roku zbudowała maszynę dla Biura Nautical Almanac, która była używana jako silnik różnicowy drugiego rzędu.:451 został później zastąpiony w 1929 roku przez Burroughs Class 11 (13-cyfrowe numery i różnice drugiego rzędu, lub 11-cyfrowe numery i różnice piątego rzędu).
Alexander John Thompson około 1927 roku zbudował maszynę integrującą i różnicującą (13-cyfrowe Liczby i różnice piątego rzędu) dla swojej tabeli logarytmów „Logarithmetica britannica”. Maszyna ta składała się z czterech zmodyfikowanych kalkulatorów Triumphator.,
Leslie Comrie w 1928 roku opisał, jak używać maszyny obliczeniowej Brunsviga-Dupla jako silnika różnicowego liczb drugiego rzędu (15-cyfrowych). W 1931 roku zauważył również, że Krajowa Maszyna księgowa klasy 3000 może być używana jako silnik różnicowy szóstego rzędu.: 137-138
budowa dwóch pracujących silników różnicowych nr 2edytuj
w latach 80., Allan G. Bromley, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie w Sydney w Australii, studiował oryginalne rysunki Babbage ' a do silników różnicowych i analitycznych w Bibliotece Science Museum w Londynie., Prace te skłoniły Muzeum Nauki do skonstruowania działającej sekcji obliczeniowej silnika różnicowego nr 2 w latach 1985-1991, pod kierunkiem Dorona Swade ' a, ówczesnego kuratora Informatyki. Miało to uczcić 200. rocznicę urodzin Babbage ' a w 1991 roku. W 2002 roku ukończono również drukarkę zaprojektowaną przez Babbage ' a dla silnika różnicowego. Konwersja oryginalnych rysunków projektowych na rysunki nadające się do użytku inżynierów ujawniła pewne drobne błędy w projekcie Babbage ' a (prawdopodobnie wprowadzone jako zabezpieczenie w przypadku kradzieży planów), które musiały zostać poprawione., Po zakończeniu zarówno silnik, jak i drukarka działały bez zarzutu i nadal działają. Silnik różnicowy i drukarka zostały skonstruowane zgodnie z XIX-wieczną technologią, rozwiązując długotrwałą debatę na temat tego, czy projekt Babbage ' a byłby skuteczny. (Jednym z powodów, dla których wcześniej nie ukończono silników Babbage ' a, było to, że metody inżynieryjne były niedostatecznie rozwinięte w późnej epoce gruzińskiej.,)
podstawowym zadaniem drukarki jest produkcja płyt stereotypowych do wykorzystania w prasach drukarskich, co robi poprzez wciśnięcie typu w miękki tynk, aby utworzyć flong. Babbage zamierzał przekazać wyniki silnika bezpośrednio do druku masowego, uznając, że wiele błędów w poprzednich tabelach nie było wynikiem błędów ludzkich obliczeń, ale błędów w ręcznym procesie składu. Wydajność papieru drukarki służy głównie do sprawdzania wydajności silnika.,
oprócz finansowania budowy mechanizmu wyjściowego dla silnika różnicowego Muzeum Nauki, Nathan Myhrvold zlecił budowę drugiego kompletnego silnika różnicowego nr 2, który był eksponowany w Muzeum Historii Komputerów w Mountain View w Kalifornii od 10 maja 2008 do 31 stycznia 2016.It od tego czasu został przeniesiony do Intellectual Ventures w Seattle, gdzie znajduje się na wystawie tuż przed głównym holem.
Dodaj komentarz