查爾斯·巴貝奇的分析引擎：描述，特點，歷史和性質

Charlz Bebbidzh（1791年至1871年） - 差異與分析 - 創建計算機工程，誰開發2級計算機的先驅。 第一個得到它的名字，由於其所依據的數學原理 - 有限差分方法。 它的美中獨家採用算術加法的，而不需要乘法和除法，這是很難實現機械。

比計算器更多

差異引擎巴貝奇代表一個計數裝置。 它操作數僅其能夠根據有限差分方法連續地堆疊它們的方法。 它不能用於一般的算術計算。 分析同一台機器Babbage的不僅僅是一個計算器等等。 這標誌著從算術到機械化的全面通用計算的過渡。 在巴貝奇的思想演變的不同階段，至少有3個項目。 因此，最好是指分析機複數。

便利性和工程效率

爾斯巴貝奇計算機在如下意義上十進制單元，他們使用從0 10位到9，和數字，因為與僅整數操作。 價值觀是齒輪，並且每個類別給他的車輪。 如果在整數之間的中間位置停止時，結果是不確定的，和機器的操作被阻止，以示違反的計算的完整性。 它是錯誤檢測的一種形式。

Bebbidzh還考慮了使用非十進制在噸。H.二進制和基座3，4，5，12，16和100。停止在小數因其熟悉和工程效率航位推算系統，因為由於它顯著減少的數量移動部件。

差分機№1

在1821年，巴貝奇開始開發用於計算和製表多項式函數的機制。 作者描述了它作為值與表格中的結果的自動打印序列的自動計算的裝置。 打印機結構的一個組成部分被機械地耦合到計算部分。 差異引擎№1代表了第一個完整的設計，能夠自動進行計算。

不時巴貝奇改變了設備的功能。 設計1830代表了專為16位，且幅度差的6個數量級的機器。 該模型包括第25個的。零件的計算機和打印機部之間平分。 如果該設備已經建成，它會權衡估計有400萬噸將有2.4米的高度。在巴貝奇差分機的工作被停止在1832年，有一個工程師約瑟夫·克萊門特爭執後。 公共資金終於停止了在1842年

分析引擎

當差的機器上工作在1834年停頓，爾斯巴貝奇設想更宏大裝置，其後來被命名解析通用可編程計算機構。 機器巴貝奇的結構特性在很大程度上對應於現代數字計算機的基本塊。 編程使用穿孔卡來完成。 這個想法是從提花織機，在那裡它們被用來創建複雜的紡織品圖案借來的。

分析引擎巴貝奇的邏輯結構基本上對應於佔主導地位的設計電子計算機時代，這意味著存儲器從中央處理器（“磨”）分隔（“商店”），操作的順序執行以及用於數據和指令的輸入和輸出。 因此，計算機技術作家的先鋒開發的稱號是當之無愧的。

內存和CPU

該機巴貝奇是一個“存儲”您存儲的數字和中期業績，以及作為一個單獨的“工廠”，其執行運算處理。 她有一組4個運算功能，可以直接進行乘法和除法。 此外，該設備能夠執行，現在有名字條件分支週期（迭代），微程序，並行處理，固定，脈衝整形等。N.等術語不使用提交操作。

CPU解析引擎 查爾斯·巴貝奇的 他稱之為“磨”，規定：

• 存儲號碼，在其上是立即進行，在寄存器操作;
• 它與他們基本的算術運算工作的硬件;
• 在一個詳細的內部管理用戶友好的外部指令傳輸;
• 系統同步（時鐘），以在一個精心挑選的順序執行指令。

分析機器自動操作，並且由兩部分組成的控制機構：較低的水平，通過大規模的鼓，稱為桶控制，並且利用設計用於提花打孔卡高電平織機，被廣泛應用於在19世紀初。

輸出設備

在其上的打印結果產生，可以作為用於鑄造板用於印刷的形式軟質材料的托盤 - 計算的結果是通過各種方法，包括印刷，打孔卡，繪圖和自動生產定型顯示。

新的設計

巴貝奇的分析引擎開創性的工作在1840年已基本完成，並開始開發新的設備。 在1847年至1849年期間，他完成了發展№2差異引擎，是原始的改進版本。 此修改是專為使用31位數字的操作，並可能導致以表格形式任何多項式7次。 設計是優雅簡潔，只需要原始模型的零件數量的三分之一，提供平等她的計算能力。

差和查爾斯巴貝奇的分析引擎所使用的相同的輸出裝置的設計，這不僅使在紙上打印輸出，也根據頁面操作者的預定佈局自動創建定型和自己的意志格式。 同時它設想設置線高度，列數，所述場的寬度，提供了自動折疊行或列和空白行為可讀性放置的可能性。

遺產

除了部分由小型工作部分的機械裝配和測試模型創建了幾個，沒有結構尚未完全實施了生活巴貝奇。 聚集在1832年的主要模式是部分1/7№1差異引擎，其中包括約二千名。小品。 它完美的作品，這一天，是實現上述裝置中的數學計算的第一個成功的自動計算裝置。 巴貝奇要去分析引擎的小實驗部分時死亡。 結構的許多細節被保留，以及圖紙和說明的完整檔案。

工程機械龐大的計算機巴貝奇認為十九世紀的驚人的文化成就之一。 只有在最近幾十年他的作品已被詳細研究，和他做了什麼重要程度，更為明顯。