Charles Babbage (1791-1871) - mwanzilishi katika uundaji wa teknolojia ya kompyuta, ambaye alianzisha madarasa 2 ya kompyuta - tofauti na uchanganuzi. Wa kwanza wao alipata jina lake kwa sababu ya kanuni ya hisabati ambayo inategemea - njia ya tofauti za mwisho. Uzuri wake unatokana na matumizi yake ya kipekee ya kujumlisha hesabu bila kulazimika kuzidisha na kugawanya, ambayo ni vigumu kutekelezwa kimakanika.
Zaidi ya kikokotoo
Injini ya Tofauti ya Babbage ni kifaa cha kuhesabia. Anadhibiti nambari kwa njia pekee anayoweza, akiziongeza kila wakati kulingana na njia ya tofauti za kikomo. Haiwezi kutumika kwa mahesabu ya jumla ya hesabu. Injini ya Uchambuzi ya Babbage ni zaidi ya kikokotoo. Inaashiria mpito kutoka kwa hesabu iliyoandaliwa hadi kwa kiwango kamili cha matumizi ya jumla ya kompyuta. Katika hatua tofauti za mageuzi ya mawazo ya Babbagekulikuwa na angalau miradi 3. Kwa hivyo, injini zake za uchanganuzi zinarejelewa vyema katika wingi.
Urahisi na ufanisi wa kihandisi
Kompyuta za Babbage ni desimali kwa maana kwamba zinatumia tarakimu 10 kutoka 0 hadi 9, na dijiti kwa kuwa zinafanya kazi kwa kutumia nambari nzima pekee. Maadili yanawakilishwa na gia, na kila tarakimu ina gurudumu lake. Ikiwa inasimama kwenye nafasi ya kati kati ya maadili kamili, basi matokeo yanachukuliwa kuwa yasiyo ya kawaida, na mashine imefungwa ili kuonyesha ukiukaji wa uadilifu wa mahesabu. Hii ni aina ya kugundua makosa.
Babbage pia ilizingatia matumizi ya mifumo ya nambari isipokuwa desimali, ikijumuisha nambari mbili na msingi 3, 4, 5, 12, 16, na 100. Alitegemea desimali kwa sababu ya ujuzi wake na ufanisi wa kiuhandisi, kwa kuwa inapunguza sana. idadi ya sehemu zinazosonga.
Injini ya Tofauti 1
Mnamo 1821, Babbage ilianza kutengenezwa kwa utaratibu ulioundwa kukokotoa na kuweka jedwali utendakazi wa polynomia. Mwandishi anaielezea kama kifaa cha kuhesabu kiotomati mlolongo wa maadili na uchapishaji otomatiki wa matokeo katika mfumo wa jedwali. Sehemu muhimu ya muundo ni kichapishi kilichounganishwa kimitambo kwenye sehemu ya hesabu. Difference Engine 1 ndio muundo kamili wa kwanza wa kukokotoa kiotomatiki.
Mara kwa mara Babbage ilibadilisha utendakazi wa kifaa. Muundo wa 1830 unaonyesha mashine iliyoundwa kwa tarakimu 16 na oda 6 za tofauti. Mfano huo ulikuwa na sehemu elfu 25, zilizogawanywa kwa usawa kati ya sehemu ya kompyuta na kichapishi. Ikiwa kifaa hicho kingejengwa, kingekuwa na uzito wa wastani wa tani 4 na urefu wa mita 2.4. Kazi ya Babbage's Difference Engine ilisitishwa mnamo 1832 baada ya mzozo na mhandisi Joseph Clement. Ufadhili wa serikali hatimaye uliisha mnamo 1842
Analytical Engine
Kazi ya kifaa cha tofauti ilipokwama, mwaka wa 1834 Babbage aliunda kifaa kabambe zaidi, ambacho baadaye kilijulikana kama Injini ya Kompyuta ya Analytical Universal Programmable Computing. Sifa za kimuundo za mashine ya Babbage kwa kiasi kikubwa zinalingana na miundo ya msingi ya kompyuta ya kisasa ya kidijitali. Upangaji unafanywa kwa kutumia kadi zilizopigwa. Wazo hili lilichukuliwa kutoka kwa kitanzi cha jacquard, ambapo hutumiwa kuunda mifumo changamano ya nguo.
Muundo wa kimantiki wa Injini ya Uchambuzi ya Babbage kimsingi inalingana na muundo mkuu wa kompyuta za enzi ya kielektroniki, ambayo inamaanisha uwepo wa kumbukumbu ("duka"), iliyotenganishwa na kitengo cha usindikaji cha kati ("kinu"), mfuatano. utekelezaji wa shughuli na vifaa vya pembejeo na matokeo ya data na maagizo. Kwa hivyo, mwandishi wa maendeleo alipokea jina la waanzilishi wa teknolojia ya kompyuta inavyostahili kabisa.
Kumbukumbu na CPU
Mashine ya Babbage ina "duka" ambapo nambari na matokeo ya kati huhifadhiwa, pamoja na "kinu" tofauti ambapo usindikaji wa hesabu hufanywa. Alikuwa na seti ya kazi 4 za hesabu na angeweza kuzidisha na kugawanya moja kwa moja. Kwa kuongezea, kifaa hicho kilikuwa na uwezo wa kufanya shughuli ambazo sasa zinaitwa matawi ya masharti, kitanzi (iteration), microprogramming, usindikaji sambamba, kurekebisha, kutengeneza mapigo ya moyo, nk. Mwandishi mwenyewe hakutumia istilahi kama hizo.
CPU ya Charles Babbage's Analytical Engine, aliyoiita "kinu", inatoa:
- hifadhi ya nambari, shughuli ambazo zinafanywa mara moja, katika rejista;
- ina maunzi ya kufanyia shughuli za msingi za hesabu juu yake;
- kuhamisha maagizo ya nje yanayoelekezwa na mtumiaji hadi kwa udhibiti wa ndani wa kina;
- mfumo wa saa (saa) ili kutekeleza maagizo katika mlolongo uliochaguliwa kwa uangalifu.
Taratibu za udhibiti wa injini ya uchanganuzi hufanya shughuli kiotomatiki na huwa na sehemu mbili: kiwango cha chini kinachodhibitiwa na ngoma kubwa zinazoitwa mapipa, na kiwango cha juu kwa kutumia kadi za kuchomwa zilizoundwa na Jacquard kwa mianzi iliyotumiwa sana mwanzoni mwa miaka ya 1800.
Vifaa vya kutoa
Matokeo ya hesabu huonyeshwa kwa njia mbalimbali, ikiwa ni pamoja na uchapishaji, kadi zilizopigwa, kupanga nauzalishaji wa kiotomatiki wa mila potofu - trei za nyenzo laini ambazo matokeo yake yamechapishwa, zenye uwezo wa kutumika kama ukungu wa sahani za kupigia chapa.
Muundo mpya
Kazi ya upainia ya Babbage kwenye Injini ya Uchambuzi ilikamilika kwa kiasi kikubwa kufikia 1840 na kuanza kutengeneza kifaa kipya. Kati ya 1847 na 1849, alikamilisha maendeleo ya Difference Engine No. 2, ambayo ilikuwa toleo la kuboreshwa la awali. Marekebisho haya yaliundwa kwa ajili ya uendeshaji na nambari za 31-bit na inaweza kuorodhesha polynomial yoyote ya utaratibu wa 7. Muundo ulikuwa rahisi sana, ukihitaji theluthi moja tu ya hesabu ya sehemu ya muundo asili, huku ukitoa nguvu sawa za uchakataji.
Tofauti na injini za uchanganuzi za Charles Babbage zilitumia muundo ule ule wa kifaa cha kutoa matokeo, ambacho sio tu kilichapisha kwenye karatasi, lakini pia kiliunda kiotomati dhana potofu na uumbizaji uliofanywa kwa kujitegemea kulingana na mpangilio wa ukurasa uliobainishwa na opereta. Wakati huo huo, iliwezekana kurekebisha urefu wa mstari, idadi ya safu wima, upana wa uwanja, kukunja kiotomatiki kwa safu mlalo au safu wima na mpangilio wa mistari tupu ili kusomeka.
Legacy
Mbali na makusanyiko machache ya kiufundi yaliyoundwa kwa kiasi na miundo ya majaribio ya sehemu ndogo za kufanya kazi, hakuna miundo iliyotekelezwa kikamilifu wakati wa uhai wa Babbage. Mfano kuu uliokusanyika mwaka wa 1832 ulikuwa 1/7 ya Difference Engine No. 1, ambayo ilijumuishakutoka sehemu kama elfu 2. Inafanya kazi kikamilifu hadi leo na ndicho kifaa cha kwanza cha kompyuta kiotomatiki kilichofaulu ambacho hutekeleza hesabu za hisabati katika utaratibu. Babbage alikufa wakati sehemu ndogo ya majaribio ya Injini ya Uchambuzi ilipokuwa ikikusanywa. Maelezo mengi ya ujenzi yamehifadhiwa, pamoja na kumbukumbu kamili ya michoro na maelezo.
Miundo ya Babbage kwa ajili ya kompyuta kubwa za kimitambo inachukuliwa kuwa mojawapo ya mafanikio ya kiakili ya karne ya 19. Ni katika miongo ya hivi majuzi tu ambapo kazi yake imesomwa kwa kina, na umuhimu wa kile alichokifanya unazidi kudhihirika.
