Skillnaden engine

en differensmotor, en räknemaskin designad på 1820-talet, skapades först av Charles Babbage. Skillnad motorer är automatiska mekaniska räknare utformade för att tabulate polynom funktioner. Namnet, differensmotorn, härleds från metoden för delade skillnader, ett sätt att interpolera eller tabellera funktioner genom att använda en liten uppsättning polynomiala Co-efficients., Några av de vanligaste matematiska funktioner som används inom teknik, vetenskap och navigering, var, och fortfarande kan beräknas med hjälp av skillnaden motorns förmåga att beräkna logaritmiska och trigonometriska funktioner, som kan approximeras av polynom, så en skillnad motor kan beräkna många användbara tabeller med siffror.

London Science Museum ’ s difference engine, den första som faktiskt byggdes från Babbages design., Designen har samma precision på alla kolumner, men vid beräkning av polynom kan precisionen på de högre ordningskolumnerna vara lägre.

== Historia =thumb|Närbild på London Science Museum är skillnaden motor som visar några av antalet hjul och sektorn växlar mellan kolumner. Sektorns växlar till vänster visar de dubbla höga tänderna mycket tydligt. Sektorväxlarna i mitten till höger är vända mot motorns baksida, men de singelhöga tänderna är tydligt synliga., Lägg märke till hur hjulen speglas, med att räkna upp från vänster till höger, eller räkna ner från vänster till höger. Lägg också märke till metallfliken mellan ”6”och ” 7″. Den fliken trippar bärspaken i ryggen när ” 9 ”övergår till” 0 ” i framsidan under tilläggsstegen (Steg 1 och steg 3).]] Begreppet mekanisk kalkylator för matematiska funktioner kan spåras tillbaka till Antikythera-mekanismen från 2: a århundradet f. Kr., medan tidiga moderna exempel tillskrivs Pascal och Leibniz på 1700-talet. 1784 J. H., Müller, ingenjör i hessiska armén, utarbetade och byggde en tilläggsmaskin och beskrev de grundläggande principerna för en skillnad maskin i en bok som publicerades 1786 (den första skriftliga hänvisningen till en skillnad maskin är daterad till 1784), men han kunde inte få finansiering för att gå vidare med idén.

Charles Babbages skillnad enginesEdit

Charles Babbage började konstruera en liten skillnad motor i C. 1819 och hade slutfört den med 1822 (Difference Engine 0)., Han meddelade sin uppfinning den 14 juni 1822, i en rapport för brittiska Royal Astronomical Society, med titeln ”Not om tillämpningen av maskiner för beräkning av astronomiska och matematiska tabeller”. Denna maskin använde decimaltalsystemet och drevs genom att vrida ett handtag. Den brittiska regeringen var intresserad, eftersom att producera tabeller var tidskrävande och dyrt och de hoppades att skillnaden motorn skulle göra uppgiften mer ekonomisk.

1823 gav den brittiska regeringen Babbage £ 1700 för att börja arbeta med projektet., Även om Babbages design var genomförbar kunde era metallbearbetningstekniker inte ekonomiskt göra delar i den precision och kvantitet som krävs. Således visade sig genomförandet vara mycket dyrare och tveksamt om framgång än regeringens ursprungliga uppskattning. År 1832 producerade Babbage och Joseph Clement en liten arbetsmodell (en sjunde av beräkningsdelen av Differensmotorn nr 1, som var avsedd att fungera på 20-siffriga tal och sjätte ordningens skillnader) som fungerade på 6-siffriga tal och andra ordningens skillnader., Lady Byron beskrev att se arbetsprototypen 1833: ”vi gick båda för att se tänkande maskinen (eller så verkar det) i måndags. Det höjde flera nos. till 2: A och 3: e krafterna och extraherade roten till en kvadratisk ekvation.”Arbetet med den större motorn avbröts 1833.

När regeringen övergav projektet 1842 hade Babbage tagit emot och spenderat över 17 000 pund på utveckling, vilket fortfarande inte lyckades uppnå en arbetsmotor., Regeringen värderade endast maskinens produktion (ekonomiskt producerade tabeller), inte utvecklingen (vid okänd och oförutsägbar kostnad för att slutföra) av själva maskinen. Babbage erkände inte, eller var ovillig att, den situationen. Under tiden hade Babbages uppmärksamhet gått vidare till att utveckla en analytisk motor, vilket ytterligare undergrävde regeringens förtroende för differensmotorns eventuella framgång., Genom att förbättra konceptet som en analytisk motor hade Babbage gjort skillnaden motorkonceptet föråldrat, och projektet för att genomföra det ett fullständigt misslyckande enligt regeringens uppfattning.

den ofullständiga Differensmotorn nr 1 sattes upp för allmänheten på 1862 International Exhibition i South Kensington, London.

Babbage fortsatte med att designa sin mycket mer allmänna analytiska motor, men producerade senare en förbättrad” Difference Engine No.2 ” -design (31-siffriga tal och seventh-order differences), mellan 1846 och 1849., Babbage kunde dra nytta av idéer som utvecklats för den analytiska motorn för att göra den nya skillnaden motorn beräkna snabbare när du använder färre delar.

scheutzian calculation engineEdit

Per Georg Scheutzs tredje differensmotor

inspirerad av Babbages difference engine 1834 byggde per Georg Scheutz flera experimentella modeller., År 1837 föreslog hans son Edward att konstruera en arbetsmodell i metall, och år 1840 avslutade beräkningsdelen, som kunde beräkna serier med 5-siffriga tal och första ordningens skillnader, som senare utvidgades till tredje ordningens (1842). År 1843, efter att ha lagt till tryckdelen, slutfördes modellen.

1851, finansierad av regeringen, började byggandet av den större och förbättrade (15-siffriga tal och fjärde ordningens skillnader) maskinen och slutade 1853., Maskinen visades på världsutställningen i Paris 1855 och sedan såldes 1856 till Dudley Observatoriet i Albany, New York. Levereras i 1857, det var den första utskrift kalkylator säljs. År 1857 beställde den brittiska regeringen nästa Scheutz skillnad maskin, som byggdes 1859. Den hade samma grundläggande konstruktion som den föregående, som väger ca 10 cwt (1,100 lb; 510 kg).

OthersEdit

Martin Wiberg förbättrade Scheutz konstruktion (C., 1859, hans maskin har samma kapacitet som Scheutz – 15-siffriga och fjärde ordningen) men använde sin enhet endast för att producera och publicera tryckta tabeller (räntetabeller 1860 och logaritmiska tabeller 1875).

Alfred Deacon of London i c. 1862 producerade en liten skillnad motor (20-siffriga tal och tredje ordningens skillnader).

American George B. Grant började arbeta med sin räknemaskin 1869, omedvetna om Babbage och Scheutz (Schentz) verk., Ett år senare (1870) lärde han sig om skillnad motorer och fortsätter att designa en själv, beskriver sin konstruktion 1871. År 1874 höjde Boston Thursday Club en prenumeration på byggandet av en storskalig modell, som byggdes 1876. Det kan utökas för att öka precisionen och vägde ca 2.000 pounds (910 kg).

Christel Hamann byggde en maskin (16-siffriga tal och andra ordningens skillnader) 1909 för ”tabeller av Bauschinger och Peters” (”logaritmiska-trigonometriska tabeller med åtta decimaler”), som först publicerades i Leipzig 1910., Den vägde ca 40 kg (88 lb).

Burroughs Corporation i ca 1912 byggde en maskin för Nautical Almanac kontor som användes som en skillnad motor av andra ordningen.: 451 den ersattes senare 1929 av en Burroughs klass 11 (13-siffriga tal och andra ordningens skillnader, eller 11-siffriga tal och femte ordningens skillnader).

Alexander John Thompson om 1927 byggt integrera och differentiera maskin (13-siffriga tal och femte ordningens skillnader) för hans tabell över logaritmer ”Logarithmetica britannica”. Denna maskin bestod av fyra modifierade Triumfräknare.,

Leslie Comrie 1928 beskrev hur man använder Brunsviga-dupla-beräkningsmaskinen som en differensmotor för andra ordningens (15-siffriga tal). Han noterade också 1931 att National Accounting Machine Class 3000 kunde användas som en differensmotor av sjätte ordningen.: 137-138

konstruktion av två arbetsnummer 2 skillnad enginesEdit

under 1980-talet studerade Allan G. Bromley, docent vid University of Sydney, Australien, Babbages ursprungliga ritningar för skillnaden och analytiska motorer vid Science Museum library i London., Detta arbete ledde Vetenskapsmuseet att konstruera en arbetsberäkningsdel av difference engine nr 2 från 1985 till 1991, under Doron Swade, den dåvarande kuratorn för databehandling. Detta var för att fira 200-årsdagen av Babbages födelse 1991. År 2002 slutfördes också den skrivare som Babbage ursprungligen utformade för differensmotorn. Omvandlingen av de ursprungliga konstruktionsritningarna till ritningar som är lämpliga för tekniska tillverkares användning avslöjade några mindre fel i Babbages design (eventuellt infört som skydd om planerna stulits), vilket måste korrigeras., När den är klar fungerade både motorn och skrivaren felfritt och gör det fortfarande. Skillnaden motor och skrivare konstruerades för att toleranser uppnås med 19th-talet teknik, lösa en långvarig debatt om huruvida Babbages design skulle ha fungerat. (En av anledningarna till att Babbages motorer inte hade färdigställts hade tidigare varit att tekniska metoder inte utvecklades tillräckligt under den sena georgiska eran.,)

skrivarens främsta syfte är att producera stereotypa plattor för användning i tryckpressar, vilket den gör genom att trycka typ i mjuk gips för att skapa en flong. Babbage menade att motorns resultat förmedlas direkt till massutskrift, efter att ha insett att många fel i tidigare tabeller inte var resultatet av mänskliga beräkningsfel utan från fel i Manuell typsättningsprocess. Skrivarens pappersutgång är främst ett sätt att kontrollera motorns prestanda.,

förutom att finansiera byggandet av produktionen mekanism för Science Museum är skillnaden motor, Nathan Myhrvold uppdrag byggandet av en andra hela Skillnaden Motor Nr 2, som var på utställningen på Computer History Museum i Mountain View, Kalifornien från och med den 10 Maj 2008 till och med den 31 januari 2016.Det har sedan överförts till Intellectual Ventures i Seattle där det är på visa precis utanför lobbyn.