Чарльз Бэббидж (1791-1871) – есептеуіш техниканы жасаудың пионері, ол ЭЕМ-нің 2 класын – айырмашылық және аналитикалық. Олардың біріншісі өз атауын ол негізделген математикалық принцип – шекті айырмашылықтар әдісіне байланысты алды. Оның сұлулығы механикалық түрде орындау қиын болатын көбейту және бөлу амалдарын қолданбай-ақ арифметикалық қосуды ерекше пайдалануында.
Калькулятордан артық
Bebbage's Difference Engine - санау құрылғысы. Ол сандарды қолданатын жалғыз әдіспен өңдейді, оларды ақырлы айырмашылықтар әдісіне сәйкес үнемі қосады. Оны жалпы арифметикалық есептеулер үшін қолдануға болмайды. Бэббидждің аналитикалық қозғалтқышы тек калькулятордан әлдеқайда көп. Ол механикаландырылған арифметикадан толық масштабты жалпы мақсаттағы есептеулерге көшуді белгілейді. Бэббидж идеялары эволюциясының әртүрлі кезеңдеріндекем дегенде 3 жоба болды. Сондықтан оның аналитикалық қозғалтқыштарына көпше түрде сілтеме жасалған.
Ыңғайлылық және инженерлік тиімділік
Бэббидж компьютерлері 0-ден 9-ға дейінгі 10 цифрды қолдануы мағынасында ондық, ал сандық тек бүтін сандармен жұмыс істейтіндіктен. Мәндер тісті доңғалақтармен ұсынылған және әр цифрдың өз дөңгелегі бар. Егер ол бүтін мәндер арасындағы аралық позицияда тоқтаса, онда нәтиже анықталмаған болып саналады және есептеулердің тұтастығын бұзуды көрсету үшін машина блокталады. Бұл қатені анықтаудың бір түрі.
Бэббидж сонымен қатар ондық санау жүйесінен басқа санау жүйелерін, соның ішінде екілік және 3, 4, 5, 12, 16 және 100 негізін пайдалануды қарастырды. қозғалатын бөліктердің саны.
Айырмалық қозғалтқыш 1
1821 жылы Бэббидж көпмүшелік функцияларды есептеуге және кестелеуге арналған механизмді әзірлеуді бастады. Автор оны нәтижелерді кесте түрінде автоматты басып шығару арқылы мәндер тізбегін автоматты түрде есептеуге арналған құрылғы ретінде сипаттайды. Дизайндың ажырамас бөлігі - есептеу бөліміне механикалық қосылған принтер. Difference Engine №1 автоматты есептеуге арналған алғашқы толық дизайн.
Бэббидж мезгіл-мезгіл құрылғының функционалдығын өзгертті. 1830 дизайны 16 санға және 6 айырмашылыққа арналған машинаны бейнелейді. Модель есептеу бөлімі мен принтер арасында тең бөлінген 25 мың бөліктен тұрды. Егер құрылғы жасалған болса, оның салмағы шамамен 4 тонна және биіктігі 2,4 метр болар еді. Баббидждің айырмашылығы қозғалтқышындағы жұмыс 1832 жылы инженер Джозеф Клементпен келіспеушіліктен кейін тоқтатылды. Үкіметтің қаржыландыруы 1842 жылы аяқталды
Аналитикалық қозғалтқыш
Айырмашылық аппараттағы жұмыс тоқтап қалған кезде, 1834 жылы Бэббидж аналитикалық әмбебап бағдарламаланатын есептеуіш қозғалтқыш деп аталатын анағұрлым амбициялық құрылғы ойлап тапты. Бэббидж машинасының құрылымдық қасиеттері негізінен қазіргі заманғы цифрлық компьютердің негізгі құрылыс блоктарына сәйкес келеді. Бағдарламалау перфокарталар арқылы жүзеге асырылады. Бұл идея күрделі тоқыма үлгілерін жасау үшін қолданылатын жаккард тоқу станогынан алынды.
Бэббидждің аналитикалық қозғалтқышының логикалық құрылымы негізінен электронды дәуірдегі компьютерлердің басым дизайнына сәйкес келеді, ол орталық процессордан («диірмен») бөлінген жадының («дүкен»), бірізділік болуын білдіреді. мәліметтер мен нұсқауларды енгізу және шығару бойынша операциялар мен құралдарды орындау. Сондықтан әзірлеме авторы компьютерлік технологияның пионері атағын әбден лайық алды.
Жад және процессор
Бэббидж машинасында сандар мен аралық нәтижелер сақталатын «дүкен» бар, сонымен қатар арифметикалық өңдеу орындалатын жеке «диірмен» бар. Оның 4 арифметикалық функциясы бар және тікелей көбейту мен бөлуді орындай алатын. Сонымен қатар, құрылғы қазір шартты тармақтау, цикл (итерация), микробағдарламалау, параллель өңдеу, бекіту, импульстік пішіндеу және т.б. деп аталатын операцияларды орындауға қабілетті болды. Автордың өзі мұндай терминологияны қолданбаған.
Чарльз Бэббидждің «диірмен» деп атаған аналитикалық қозғалтқышының процессоры мыналарды қамтамасыз етеді:
- операциялары дереу орындалатын сандарды регистрлерде сақтау;
- оларда негізгі арифметикалық амалдарды орындауға арналған аппараттық құрал бар;
- пайдаланушыға бағытталған сыртқы нұсқауларды егжей-тегжейлі ішкі бақылауға тасымалдау;
- нұсқауларды мұқият таңдалған ретпен орындауға арналған уақыт жүйесі (сағат).
Аналитикалық қозғалтқыштың басқару механизмі операцияларды автоматты түрде орындайды және екі бөліктен тұрады: бөшкелер деп аталатын массивті барабандармен басқарылатын төменгі деңгей және 1800 жылдардың басында кеңінен қолданылған тоқыма станоктары үшін Jacquard жасаған перфокарталарды пайдаланатын жоғары деңгей.
Шығару құрылғылары
Есептеу нәтижесі басып шығару, перфокарталар, графиктер жәнестереотиптерді автоматты түрде жасау - басып шығаруға арналған табақтарды құюға арналған қалып ретінде қызмет етуге қабілетті, нәтижесі басылған жұмсақ материалдан жасалған науалар.
Жаңа дизайн
Бэббидждің аналитикалық қозғалтқыштағы алғашқы жұмысы негізінен 1840 жылы аяқталды және жаңа құрылғыны жасай бастады. 1847 және 1849 жылдар аралығында ол түпнұсқаның жетілдірілген нұсқасы болған №2 айырмашылық қозғалтқышын әзірлеуді аяқтады. Бұл модификация 31-разрядты сандармен операцияларға арналған және 7-ші ретті кез келген көпмүшені кестелеуге болатын. Дизайн өте қарапайым болды, ол бірдей өңдеу қуатын қамтамасыз ете отырып, бастапқы үлгінің үштен бір бөлігін ғана қажет етті.
Чарльз Бэббидждің айырмашылығы мен аналитикалық қозғалтқыштары шығару құрылғысының бірдей дизайнын пайдаланды, ол қағазда басып шығаруды ғана емес, сонымен қатар автоматты түрде стереотиптерді жасап, оператор көрсеткен бет орналасуына сәйкес пішімдеуді дербес орындады. Сонымен қатар оқуға ыңғайлы болу үшін жол биіктігін, бағандар санын, өріс енін, жолдар мен бағандарды автоматты түрде бүктеуді және бос жолдардың орналасуын реттеуге болады.
Мұра
Бірнеше жартылай жасалған механикалық жинақтар мен шағын жұмыс секцияларының сынақ үлгілерінен басқа, Бэббидж өмір сүрген кезде конструкциялардың ешқайсысы толығымен орындалмады. 1832 жылы құрастырылған негізгі модель №1 айырмашылық қозғалтқышының 1/7 бөлігі болды, олшамамен 2 мың бөліктен. Ол бүгінгі күнге дейін мінсіз жұмыс істейді және механизмде математикалық есептеулерді жүзеге асыратын алғашқы сәтті автоматты есептеу құрылғысы болып табылады. Бэббидж аналитикалық қозғалтқыштың шағын эксперименттік бөлігін құрастыру кезінде қайтыс болды. Құрылыстың көптеген бөлшектері, сонымен қатар сызбалар мен жазбалардың толық мұрағаты сақталған.
Бэббидждің үлкен механикалық компьютерлерге арналған конструкциялары 19-ғасырдағы керемет зияткерлік жетістіктердің бірі болып саналады. Соңғы онжылдықтарда ғана оның жұмысы егжей-тегжейлі зерттеліп, оның атқарған істерінің маңыздылығы барған сайын айқындала бастады.
