Charles Babbage (1791-1871) - 2 sınıf bilgisayar geliştiren bilgisayar teknolojisinin yaratılmasında öncü - fark ve analitik. Bunlardan ilki, dayandığı matematiksel ilke nedeniyle adını aldı - sonlu farklar yöntemi. Güzelliği, mekanik olarak uygulanması zor olan çarpma ve bölme işlemlerine başvurmak zorunda kalmadan özel olarak aritmetik toplamayı kullanmasında yatar.
Bir hesap makinesinden daha fazlası
Babbage'ın Fark Motoru bir sayma cihazıdır. Sayıları yapabileceği tek şekilde manipüle eder, onları sürekli olarak sonlu farklar yöntemine göre toplar. Genel aritmetik hesaplamalar için kullanılamaz. Babbage'ın Analitik Motoru, bir hesap makinesinden çok daha fazlasıdır. Mekanize aritmetikten tam ölçekli genel amaçlı hesaplamaya geçişi işaret ediyor. Babbage'ın fikirlerinin evriminin farklı aşamalarındaen az 3 proje vardı. Bu nedenle, analitik motorlarına en iyi çoğul olarak atıfta bulunulur.
Kolaylık ve mühendislik verimliliği
Babbage'ın bilgisayarları, 0'dan 9'a kadar 10 basamak kullanmaları anlamında ondalıktır ve yalnızca tam sayılarla çalıştıkları için dijitaldir. Değerler dişlilerle temsil edilir ve her basamağın kendi tekerleği vardır. Tamsayı değerleri arasında bir ara konumda durursa, sonuç belirsiz olarak kabul edilir ve makine, hesaplamaların bütünlüğünün ihlalini göstermek için bloke edilir. Bu, bir hata algılama biçimidir.
Babbage ayrıca, ikili ve 3, 4, 5, 12, 16 ve 100 tabanı dahil olmak üzere ondalık sayı sistemlerinin dışında sayı sistemlerinin kullanımını da düşündü. Büyük ölçüde az alttığı için aşinalığı ve mühendislik verimliliği nedeniyle ondalık sayıya karar verdi. hareketli parçaların sayısı.
Fark Motoru 1
1821'de Babbage, polinom fonksiyonlarını hesaplamak ve tablolamak için tasarlanmış bir mekanizma ile geliştirmeye başladı. Yazar, sonuçların tablo şeklinde otomatik olarak yazdırılmasıyla bir dizi değerin otomatik olarak hesaplanması için bir cihaz olarak tanımlar. Tasarımın ayrılmaz bir parçası, hesaplama bölümüne mekanik olarak bağlı bir yazıcıdır. Fark Motoru 1, otomatik hesaplama için ilk eksiksiz tasarımdır.
Babbage zaman zaman cihazın işlevselliğini değiştirdi. Bir 1830 tasarımı, 16 basamak ve 6 fark sırası için tasarlanmış bir makineyi tasvir eder. Model, bilgi işlem bölümü ve yazıcı arasında eşit olarak bölünmüş 25 bin parçadan oluşuyordu. Cihaz yapılmış olsaydı, tahmini 4 ton ağırlığında ve 2,4 metre yüksekliğinde olacaktı. Babbage'ın Fark Motoru üzerindeki çalışmalar, mühendis Joseph Clement ile bir anlaşmazlıktan sonra 1832'de durduruldu. Hükümet finansmanı nihayet 1842'de sona erdi
Analitik Motor
Fark aparatı üzerindeki çalışmalar durduğunda, 1834'te Babbage, daha sonra Analitik Evrensel Programlanabilir Bilgi İşlem Motoru olarak bilinen daha iddialı bir cihaz tasarladı. Babbage'ın makinesinin yapısal özellikleri, büyük ölçüde modern bir dijital bilgisayarın temel yapı taşlarına karşılık gelir. Programlama delikli kartlar kullanılarak yapılır. Bu fikir, karmaşık tekstil desenleri oluşturmak için kullanıldığı jakarlı dokuma tezgahından alınmıştır.
Babbage'ın Analitik Motorunun mantıksal yapısı, temel olarak elektronik çağın bilgisayarlarının baskın tasarımına karşılık gelir; bu, merkezi işlem biriminden ("değirmen") ayrılmış, ardışık bellek ("depolama") varlığını ima eder. veri ve talimatların girişi ve çıkışı için operasyonların ve tesislerin yürütülmesi. Bu nedenle, geliştirmenin yazarı, bilgisayar teknolojisinin öncüsü unvanını oldukça hak etti.
Bellek ve CPU
Babbage'ın makinesinde sayıların ve ara sonuçların saklandığı bir "depo"nun yanı sıra aritmetik işlemenin gerçekleştirildiği ayrı bir "değirmen" vardır. Bir dizi 4 aritmetik işlevi vardı ve doğrudan çarpma ve bölme yapabilirdi. Ayrıca cihaz, şimdi koşullu dallanma, döngü (yineleme), mikro programlama, paralel işleme, sabitleme, darbe şekillendirme vb. olarak adlandırılan işlemleri gerçekleştirebiliyordu. Yazarın kendisi böyle bir terminoloji kullanmadı.
Charles Babbage'ın "değirmen" olarak adlandırdığı Analitik Motorunun CPU'su şunları sağlar:
- işlemleri hemen yapılan sayıların registerlarda saklanması;
- üzerlerinde temel aritmetik işlemleri gerçekleştirecek donanıma sahiptir;
- Kullanıcı odaklı harici talimatları ayrıntılı dahili kontrole aktarma;
- Talimatları özenle seçilmiş bir sırayla yürütmek için zamanlama sistemi (saat).
Analitik motorun kontrol mekanizması, işlemleri otomatik olarak gerçekleştirir ve iki bölümden oluşur: varil adı verilen büyük tamburlarla kontrol edilen alt seviye ve 1800'lerin başında yaygın olarak kullanılan dokuma tezgahları için Jacquard tarafından tasarlanan delikli kartların kullanıldığı yüksek seviye.
Çıkış cihazları
Hesaplamaların sonucu, yazdırma, delikli kartlar, çizim veklişelerin otomatik üretimi - üzerine sonucun basıldığı, baskı için döküm plakaları için bir kalıp görevi görebilen yumuşak malzeme tepsileri.
Yeni tasarım
Babbage'ın Analitik Motor üzerindeki öncü çalışması 1840 yılına kadar büyük ölçüde tamamlandı ve yeni bir cihaz geliştirmeye başladı. 1847 ve 1849 yılları arasında, orijinalin geliştirilmiş bir versiyonu olan 2 No'lu Difference Engine'in geliştirilmesini tamamladı. Bu değişiklik, 31 bitlik sayılarla işlemler için tasarlanmıştır ve 7. dereceden herhangi bir polinomu tablo haline getirebilir. Tasarım son derece basitti, orijinal modelin parça sayısının yalnızca üçte birini gerektiriyordu ve eşit işlem gücü sağlıyordu.
Charles Babbage'ın farkı ve analitik motorları, yalnızca kağıt üzerinde çıktılar almakla kalmayıp, aynı zamanda otomatik olarak stereotipler oluşturan ve operatör tarafından belirtilen sayfa düzenine göre bağımsız olarak biçimlendirme yapan çıkış cihazının aynı tasarımını kullandı. Aynı zamanda, okunabilirlik için satır yüksekliğini, sütun sayısını, alan genişliklerini, satır veya sütunların otomatik katlanmasını ve boş satırların düzenlenmesini ayarlamak mümkün oldu.
Eski
Kısmen oluşturulmuş birkaç mekanik montaj ve küçük çalışma bölümlerinin test modelleri dışında, tasarımların hiçbiri Babbage'ın ömrü boyunca tam olarak gerçekleştirilmedi. 1832'de monte edilen ana model, aşağıdakilerden oluşan 1 No'lu Fark Motorunun 1/7'siydi.yaklaşık 2 bin parçadan. Bu güne kadar kusursuz çalışıyor ve matematiksel hesaplamaları bir mekanizmada uygulayan ilk başarılı otomatik hesaplama cihazıdır. Analitik Motorun küçük deneysel kısmı monte edilirken Babbage öldü. Çizimlerin ve notların eksiksiz bir arşivinin yanı sıra, inşaatın birçok detayı korunmuştur.
Babbage'ın devasa mekanik bilgisayarlar için tasarladığı tasarımlar, 19. yüzyılın çarpıcı entelektüel başarılarından biri olarak kabul ediliyor. Çalışmaları ancak son yıllarda ayrıntılı olarak incelendi ve yaptığı şeyin önemi giderek daha fazla ortaya çıkıyor.
