Babbage Charles의 분석 기계 : 설명, 특징, 역사 및 특성

Charles Babbage (1791-1871) - 차이와 분석의 두 가지 종류의 컴퓨터를 개발 한 컴퓨터 기술 개발의 개척자. 그 중 첫 번째는 유한 한 차이의 방법에 기반을 둔 수학 원리 덕분에 그 이름을 받았습니다. 그것의 아름다움은 곱셈과 나눗셈에 의존 할 필요없이 연산 추가의 독점적 인 사용에 있습니다. 이것은 기계적으로 구현하기 어렵습니다.

계산기 이상

Babbage 차이 기계는 계산 장치입니다. 그녀는 할 수있는 유일한 방법으로 숫자로 작동하며, 유한 차분의 방법에 따라 끊임없이 추가합니다. 일반적인 산술 계산에는 사용할 수 없습니다. Analytical Babbage machine은 단순한 계산기 이상입니다. 이것은 기계화 된 산술에서 일반 목적의 전체 규모의 계산으로의 전환을 표시합니다. Babbage의 아이디어가 발전한 여러 단계에서 최소한 3 가지 프로젝트가있었습니다. 따라서 분석 기계를 복수로 언급하는 것이 좋습니다.

편리 성과 엔지니어링 효율성

Babbage의 컴퓨터는 0에서 9까지의 10 자리 숫자와 정수로만 작동하므로 디지털을 사용한다는 의미에서 소수점 컴퓨터입니다. 값은 기어로 표시되며 각 휠에는 자체 휠이 지정됩니다. 정수 값 사이의 중간 위치에서 멈 추면 결과는 정의되지 않은 것으로 간주되며 컴퓨터의 작동이 차단되어 계산의 무결성을 위반하게됩니다. 이것은 일종의 오류 감지입니다.

Babbage는 또한 바이너리 및베이스 3, 4, 5, 12, 16 및 100을 포함하여 10 진수가 아닌 다른 수치 시스템의 사용을 고려했습니다. 그는 습관적 및 엔지니어링 효과로 인해 10 진수로 자리를 잡았습니다. 움직이는 부품.

차이 기계 №1

1821 년 Babbage는 다항식 함수를 계산하고 표로 만들도록 고안된 메커니즘으로 작업하기 시작했습니다. 저자는 결과를 테이블 형식으로 자동 인쇄하여 일련의 값을 자동으로 계산하는 장치로 설명합니다. 디자인의 필수적인 부분은 기계적으로 계산 섹션에 연결된 프린터입니다. 차이 기계 번호 1은 자동 계산을위한 첫 번째 완성 된 구성입니다.

때때로 Babbage는 장치의 기능을 변경했습니다. 1830의 디자인은 16 개의 그림과 6 개의 차이가있는 기계를 묘사합니다. 모델은 컴퓨팅 부분과 프린터간에 균등하게 나누어 진 25,000 개의 부분으로 구성됩니다. 장치가 만들어 졌다면 무게는 4 톤으로 높이가 2.4 미터에 달했을 것이고 Babbage 차이 기계 제작 작업은 엔지니어 Josef Clement와의 논쟁 끝에 1832 년에 중단되었습니다. 1842 년에 국가 기금이 마침내 중단되었습니다.

분석 기계

차이 장치에 대한 작업이 지연되었을 때, 1834 년 Babbage는보다 야심적인 장치를 고안했다.이 장치는 나중에 분석 가능한 범용 프로그래밍 가능한 계산 메커니즘으로 알려졌다. Babbage 기계의 구조적 특성은 많은면에서 최신 디지털 컴퓨터의 기본 블록과 일치합니다. 프로그래밍은 펀치 카드를 사용하여 수행됩니다. 이 아이디어는 자카드 직조기에서 빌려 와서 복잡한 직물 패턴을 만들어 냈습니다.

Babbage의 해석 기계의 논리적 구조는 기본적으로 전자 시대 컴퓨터의 지배적 인 설계에 해당하며 중앙 프로세서 ( "밀")와 분리 된 메모리 ( "저장소")의 존재, 작업의 순차적 실행 및 데이터 및 지침의 입력 및 출력 수단을 의미합니다. 따라서 개발의 저자는 컴퓨터 기술의 선구자라는 칭호를 당연히 받았습니다.

메모리 및 CPU

Babbage 머신에는 숫자와 중간 결과가 저장되는 "store"와 산술 프로세싱이 수행 된 별도의 "mill"이 있습니다. 그것은 4 개의 산술 함수 집합을 가지며 직접 곱셈과 나눗셈을 수행 할 수 있습니다. 또한이 장치는 조건부 분기,주기 (반복), 마이크로 프로그래밍, 병렬 처리, 고정, 펄스 형성 등의 이름을받은 작업을 수행 할 수있었습니다. 저자 자신도이 용어를 사용하지 않았습니다.

Charles Babbage의 분석 기계 인 "밀"이라는 CPU는 다음과 같은 기능을 제공합니다.

• 레지스터의 숫자 저장, 즉 즉시 수행되는 작업;
• 기본 산술 연산과 관련하여 하드웨어를 사용합니다.
• 세부적인 내부 관리에 대한 사용자 지향적 인 외부 명령의 전송;
• 신중하게 선택한 순서로 명령을 실행하기위한 동기화 시스템 (전술).

분석 기계의 제어 메커니즘은 자동으로 작업을 수행하며 배럴이라고하는 거대한 드럼으로 제어되는 낮은 레벨과 1800 년대 초 널리 사용되는 직조 직기로 자카드가 개발 한 펀치 카드를 사용하는 높은 레벨의 두 부분으로 구성됩니다.

출력 장치

계산 결과는 인쇄, 펀치 카드, 플롯팅 및 인쇄용 판금 주조 금형 역할을 할 수있는 인상재가 생성되는 부드러운 재료의 트레이 (stereotypes)의 자동 생산과 같은 다양한 방법으로 표시됩니다.

새로운 디자인

분석 기계의 혁신적인 작업 Babbage는 기본적으로 1840 년에 완성되어 새로운 장치를 개발하기 시작했습니다. 1847 년에서 1849 년까지 그는 차이 기계 2 호의 개발을 마쳤습니다.이 기계는 원본의 개선 된 버전이었습니다. 이 수정은 31 비트 숫자로 연산을 위해 설계되었으며 7 차 다항식을 표 형식으로 가져올 수 있습니다. 디자인은 우아하고 단순했으며 원래 모델의 부품 수의 1/3 만 필요로하여 동일한 컴퓨팅 성능을 제공했습니다.

Charles Babbage의 차이점과 분석 기계에서 종이에 인쇄물을 만들뿐만 아니라 자동으로 고정 관념을 만들고 운영자가 설정 한 페이지 레이아웃에 따라 독립적으로 형식을 생성하는 동일한 출력 장치 디자인을 사용했습니다. 이 경우 행의 높이, 열 수, 필드 너비, 행 또는 열의 자동 축소 및 읽기 쉽도록 빈 줄의 배열을 조정할 수있었습니다.

유산

부분적으로 생성 된 기계 조립품과 작은 작업 영역의 테스트 모델 외에도 Babbage의 수명 기간 동안 디자인이 완전히 구현되지 않았습니다. 1832 년에 수집 된 주 모형은 약 2,000 개의 부품으로 구성된 차종 1의 1/7입니다. 그것은 현재까지 완벽하게 작동하며 메커니즘에서 수학적 계산을 구현 한 최초의 성공적인 자동 컴퓨팅 장치입니다. Babbage는 분석 기계의 작은 실험 부분이 조립되었을 때 죽었습니다. 디자인의 많은 세부 사항은 물론 도면 및 메모의 완벽한 보관을 유지합니다.

Babbage의 거대한 기계 컴퓨터 프로젝트는 19 세기의 가장 놀라운 지적 업적 중 하나로 간주됩니다. 지난 수십 년 동안에 만 그의 작업이 상세하게 연구되었으며, 그가 한 일의 중요성이 점점 더 분명 해지고 있습니다.