Charles Babbage (1791-1871) - një pionier në krijimin e teknologjisë informatike, i cili zhvilloi 2 klasa kompjuterash - ndryshim dhe analitik. E para prej tyre mori emrin e saj për shkak të parimit matematikor mbi të cilin bazohet - metoda e dallimeve të fundme. Bukuria e tij qëndron në përdorimin e tij ekskluziv të mbledhjes aritmetike pa pasur nevojë t'i drejtohet shumëzimit dhe pjesëtimit, të cilat janë të vështira për t'u zbatuar mekanikisht.
Më shumë se një kalkulator
Motori i Diferencës së Babbage është një pajisje numërimi. Ajo manipulon numrat në mënyrën e vetme që mundet, duke i mbledhur vazhdimisht sipas metodës së diferencave të fundme. Nuk mund të përdoret për llogaritjet aritmetike të përgjithshme. Motori analitik i Babbage është shumë më tepër sesa thjesht një kalkulator. Ai shënon kalimin nga aritmetika e mekanizuar në llogaritjen me qëllim të përgjithshëm në shkallë të plotë. Në faza të ndryshme të evolucionit të ideve të Babbageka pasur të paktën 3 projekte. Prandaj, motorët e tij analitikë përmenden më së miri në shumës.
Komoditet dhe efikasitet inxhinierik
Kompjuterët e Babbage janë dhjetore në kuptimin që përdorin 10 shifra nga 0 në 9, dhe dixhitalë në atë që funksionojnë vetëm me numra të plotë. Vlerat përfaqësohen nga ingranazhet, dhe çdo shifër ka rrotën e vet. Nëse ndalet në një pozicion të ndërmjetëm midis vlerave të numrave të plotë, atëherë rezultati konsiderohet i papërcaktuar dhe makina bllokohet për të treguar një shkelje të integritetit të llogaritjeve. Kjo është një formë e zbulimit të gabimeve.
Babbage konsideroi gjithashtu përdorimin e sistemeve të numrave përveç dhjetorit, duke përfshirë binare dhe bazën 3, 4, 5, 12, 16 dhe 100. Ai u vendos në dhjetore për shkak të familjaritetit të tij dhe efikasitetit inxhinierik, pasi zvogëlon shumë numri i pjesëve lëvizëse.
Motor Difference 1
Në 1821, Babbage filloi zhvillimin me një mekanizëm të krijuar për të llogaritur dhe renditur funksionet polinomiale. Autori e përshkruan atë si një pajisje për llogaritjen automatike të një sekuence vlerash me printim automatik të rezultateve në formën e një tabele. Një pjesë integrale e dizajnit është një printer i lidhur mekanikisht me seksionin e llogaritjes. Difference Engine 1 është dizajni i parë i plotë për llogaritjen automatike.
Kohë pas kohe Babbage ndryshoi funksionalitetin e pajisjes. Një dizajn i vitit 1830 përshkruan një makinë të projektuar për 16 shifra dhe 6 rend diferencash. Modeli përbëhej nga 25 mijë pjesë, të ndara në mënyrë të barabartë midis seksionit informatik dhe printerit. Nëse pajisja do të ishte ndërtuar, ajo do të peshonte rreth 4 tonë dhe do të ishte 2.4 metra e lartë. Puna në motorin e ndryshimit të Babbage u ndal në 1832 pas një mosmarrëveshjeje me inxhinierin Joseph Clement. Financimi i qeverisë përfundoi më në fund në 1842
Motor analitik
Kur puna në aparatin e diferencës ngeci, në 1834 Babbage konceptoi një pajisje më ambicioze, e cila më vonë u bë e njohur si Motori Analitik Universal i Programueshëm Kompjuterik. Vetitë strukturore të makinës së Babbage korrespondojnë kryesisht me blloqet bazë të ndërtimit të një kompjuteri dixhital modern. Programimi bëhet duke përdorur karta me grushta. Kjo ide është marrë nga tezgjahja jacquard, ku ato përdoren për të krijuar modele komplekse tekstili.
Struktura logjike e motorit analitik të Babbage korrespondon në thelb me dizajnin dominues të kompjuterëve të epokës elektronike, që nënkupton praninë e memories ("magazinë"), të ndarë nga njësia qendrore e përpunimit ("mulli"), sekuenciale. ekzekutimin e operacioneve dhe objekteve për hyrjen dhe daljen e të dhënave dhe udhëzimeve. Prandaj, autori i zhvillimit mori titullin e pionierit të teknologjisë kompjuterike mjaft të merituar.
Memoria dhe CPU
Makina e Babbage ka një "magazinë" ku ruhen numrat dhe rezultatet e ndërmjetme, si dhe një "mulli" të veçantë ku kryhet përpunimi aritmetik. Ajo kishte një grup prej 4 funksionesh aritmetike dhe mund të kryente shumëzim dhe pjesëtim të drejtpërdrejtë. Përveç kësaj, pajisja ishte në gjendje të kryente operacione që tani quhen degëzimi i kushtëzuar, lak (përsëritje), mikroprogramim, përpunim paralel, fiksim, formësim pulsi etj. Vetë autori nuk e përdori një terminologji të tillë.
CPU e motorit analitik të Charles Babbage, të cilin ai e quajti "mulli", ofron:
- ruajtja e numrave, veprimet mbi të cilat kryhen menjëherë, në regjistra;
- ka pajisjen për të kryer veprimet bazë aritmetike mbi to;
- transferimi i udhëzimeve të jashtme të orientuara nga përdoruesi te kontrolli i brendshëm i detajuar;
- sistemi i kohës (ora) për të ekzekutuar udhëzimet në një sekuencë të zgjedhur me kujdes.
Mekanizmi i kontrollit të motorit analitik kryen operacione automatikisht dhe përbëhet nga dy pjesë: një nivel më i ulët i kontrolluar nga bateri masive të quajtura fuçi dhe një nivel i lartë duke përdorur karta të shpuara të dizajnuara nga Jacquard për tezgjahët e përdorur gjerësisht në fillim të viteve 1800.
Pajisjet dalëse
Rezultati i llogaritjeve shfaqet në mënyra të ndryshme, duke përfshirë printimin, kartat me grushta, vizatimin, dheprodhim automatik i stereotipeve - tabaka me materiale të buta në të cilat është shtypur rezultati, të aftë për të shërbyer si kallëp për derdhjen e pllakave për printim.
Dizajn i ri
Puna pioniere e Babbage në Motorin Analitik u përfundua kryesisht në vitin 1840 dhe filloi të zhvillonte një pajisje të re. Midis 1847 dhe 1849, ai përfundoi zhvillimin e Difference Engine Nr. 2, i cili ishte një version i përmirësuar i origjinalit. Ky modifikim ishte krijuar për operacione me numra 31-bit dhe mund të tabelonte çdo polinom të rendit të 7-të. Dizajni ishte jashtëzakonisht i thjeshtë, duke kërkuar vetëm një të tretën e numrit të pjesëve të modelit origjinal, ndërkohë që siguronte fuqi të barabartë përpunimi.
Dallimi dhe motorët analitikë të Charles Babbage përdorën të njëjtin dizajn të pajisjes dalëse, e cila jo vetëm që bënte printime në letër, por gjithashtu krijonte automatikisht stereotipe dhe kryente në mënyrë të pavarur formatimin sipas paraqitjes së faqes të specifikuar nga operatori. Në të njëjtën kohë, ishte e mundur të rregullohej lartësia e rreshtit, numri i kolonave, gjerësia e fushave, palosja automatike e rreshtave ose kolonave dhe rregullimi i vijave boshe për lexueshmëri.
Trashëgimi
Përveç disa montimeve mekanike të krijuara pjesërisht dhe modeleve testuese të seksioneve të vogla të punës, asnjë prej modeleve nuk u realizua plotësisht gjatë jetës së Babbage. Modeli kryesor i montuar në 1832 ishte 1/7 e Diferencës Motor Nr. 1, i cili përbëhej nganga rreth 2 mijë pjesë. Ajo funksionon pa të meta deri më sot dhe është pajisja e parë e suksesshme kompjuterike automatike që zbaton llogaritjet matematikore në një mekanizëm. Babbage vdiq ndërsa pjesa e vogël eksperimentale e Motorit Analitik po montohej. Janë ruajtur shumë detaje të ndërtimit, si dhe një arkiv i plotë vizatimesh dhe shënimesh.
Dizajnet e Babbage për kompjuterë të mëdhenj mekanikë konsiderohen si një nga arritjet intelektuale mahnitëse të shekullit të 19-të. Vetëm në dekadat e fundit puna e tij është studiuar në detaje dhe rëndësia e asaj që ai ka bërë po bëhet gjithnjë e më e dukshme.
