Чарльз Бэббидж (1791-1871) - эсептөө техникасын түзүүнүн пионери, ал ЭЭМдин 2 классын - айырмачылык жана аналитикалык классты иштеп чыккан. Алардын биринчиси анын атын ал негизделген математикалык принципке - чектүү айырмачылыктар ыкмасына байланыштуу алган. Анын кооздугу механикалык түрдө ишке ашыруу кыйын болгон көбөйтүү жана бөлүү ыкмаларын колдонбостон гана арифметикалык кошууну колдонууда.
Калькулятордон ашыкча
Бэббидждин айырмалоочу кыймылдаткычы – эсептөөчү түзүлүш. Ал сандарды бир гана жол менен манипуляциялайт, аларды тынымсыз чектүү айырмачылыктар ыкмасына ылайык кошуп турат. Аны жалпы арифметикалык эсептөөлөр үчүн колдонууга болбойт. Бэббидждин аналитикалык кыймылдаткычы жөн гана калькулятор эмес. Бул механикалаштырылган арифметикадан толук масштабдуу жалпы максаттагы эсептөөлөргө өтүүнү белгилейт. Бэббидждин идеяларынын эволюциясынын ар кандай этаптарындажок дегенде 3 долбоор бар болчу. Ошондуктан, анын аналитикалык кыймылдаткычтары эң жакшы көптүк санда аталат.
Ыңгайлуулук жана инженердик натыйжалуулук
Бэббидждин компьютерлери 0дөн 9га чейинки 10 цифраны колдонгону үчүн ондук, ал эми санариптик бүтүн сандар менен гана иштейт. Маанилер тиштүү дөңгөлөктөр менен көрсөтүлөт жана ар бир цифранын өзүнүн дөңгөлөгү бар. Эгерде ал бүтүн сандардын ортосундагы аралык позицияда токтоп калса, анда натыйжа аныкталбаган деп эсептелет жана эсептөөлөрдүн бүтүндүгүн бузууну көрсөтүү үчүн машина бөгөттөлөт. Бул катаны аныктоонун бир түрү.
Бэббидж ошондой эле ондуктан башка сан системаларын, анын ичинде экилик жана 3, 4, 5, 12, 16 жана 100 негизин колдонууну да карап чыкты. кыймылдуу бөлүктөрдүн саны.
Айырма кыймылдаткыч 1
1821-жылы Бэббидж полиномдук функцияларды эсептөө жана таблицалоо үчүн иштелип чыккан механизм менен иштеп баштаган. Автор аны таблица түрүндө жыйынтыктарды автоматтык түрдө басып чыгаруу менен маанилердин ырааттуулугун автоматтык түрдө эсептөө үчүн түзүлүш катары сүрөттөйт. Дизайндын ажырагыс бөлүгү болуп эсептөө бөлүгүнө механикалык түрдө туташтырылган принтер эсептелет. Difference Engine №1 - автоматтык эсептөө үчүн биринчи толук дизайн.
Мезгил-мезгили менен Бэббидж аппараттын функцияларын өзгөртүп турган. 1830 дизайнында 16 сан жана 6 айырма тартиби үчүн иштелип чыккан машина сүрөттөлөт. Модель 25 миң бөлүктөн туруп, эсептөө бөлүмү менен принтердин ортосунда бирдей бөлүнгөн. Аппарат курулган болсо, анын салмагы болжол менен 4 тонна, бийиктиги 2,4 метр болмок.. Бэббидждин айырмалоочу кыймылдаткычында иштөө 1832-жылы инженер Жозеф Клемент менен болгон талаштан кийин токтотулган. Мамлекеттик каржылоо акыры 1842-жылы аяктады
Аналитикалык кыймылдаткыч
Айырмалык аппараттын үстүндө иштөө токтоп калганда, 1834-жылы Бэббидж алда канча амбициялуу түзүлүштү ойлоп тапкан, кийинчерээк ал аналитикалык универсалдуу программалануучу эсептөө кыймылдаткычы деп аталып калган. Бэббидждин машинасынын структуралык касиеттери негизинен заманбап санариптик компьютердин негизги курулуш блокторуна туура келет. Программалоо перфокарталар аркылуу ишке ашырылат. Бул идея жаккар токуу станогунан алынган, ал жерде алар татаал текстиль үлгүлөрүн жасоо үчүн колдонулат.
Бэббидждин аналитикалык кыймылдаткычынын логикалык түзүлүшү негизинен электрондук доордун компьютерлеринин басымдуу конструкциясына туура келет, бул борбордук процесстик блоктон («тегирмен») бөлүнгөн эс тутумдун («дүкөн»), ырааттуулугун билдирет. маалыматтарды жана нускамаларды киргизүү жана чыгаруу боюнча операцияларды жана каражаттарды аткаруу. Демек, иштеп чыгуунун автору компьютердик технологиянын пионери деген наамга татыктуу болгон.
Эстутум жана CPU
Бэббидждин станокунда сандар жана аралык натыйжалар сакталган "дүкөн", ошондой эле арифметикалык иштетүү жүргүзүлүүчү өзүнчө "тегирмен" бар. Ал 4 арифметикалык функциянын жыйындысы болгон жана түз көбөйтүүнү жана бөлүүнү аткара алган. Кошумчалай кетсек, аппарат азыр шарттуу тармактоо, цикл (итерация), микропрограммалоо, параллелдүү иштетүү, фиксациялоо, импульсту калыптандыруу ж.б. деп аталган операцияларды аткарууга жөндөмдүү болгон. Автор өзү мындай терминологияны колдонгон эмес.
Чарльз Бэббидждин "тегирмен" деп атаган аналитикалык кыймылдаткычынын процессору төмөнкүлөрдү камсыз кылат:
- операциялар дароо аткарылуучу сандарды регистрлерде сактоо;
- негизги арифметикалык амалдарды аткаруу үчүн жабдыкка ээ;
- колдонуучуга багытталган тышкы нускамаларды деталдуу ички башкарууга өткөрүү;
- нускамаларды кылдат тандалган ырааттуулукта аткаруу үчүн убакыт системасы (саат).
Аналитикалык кыймылдаткычтын башкаруу механизми операцияларды автоматтык түрдө аткарат жана эки бөлүктөн турат: төмөнкү деңгээл баррель деп аталган чоң барабандар менен башкарылат жана 1800-жылдардын башында кеңири колдонулган токуу станоктору үчүн Жаккард тарабынан иштелип чыккан перфокарталарды колдонуучу жогорку деңгээл.
Чыгуу түзмөктөрү
Эсептөөлөрдүн натыйжасы ар кандай жолдор менен көрсөтүлөт, анын ичинде басып чыгаруу, перфокарталар, план түзүү жанастереотиптерди автоматтык түрдө чыгаруу - натыйжасы басылган, басып чыгаруу үчүн плиталарды куюу үчүн калып катары кызмат кылууга жөндөмдүү жумшак материалдан жасалган лотоктор.
Жаңы дизайн
Бэббидждин аналитикалык кыймылдаткычтагы пионердик иши негизинен 1840-жылы аяктап, жаңы аппаратты иштеп чыга баштаган. 1847-1849-жылдары ал оригиналдын жакшыртылган версиясы болгон №2 айырма кыймылдаткычын иштеп чыгууну аяктаган. Бул модификация 31 биттик сандар менен операциялар үчүн иштелип чыккан жана 7-тартиптеги ар кандай көп мүчөнү таблицага келтире алган. Дизайн абдан жөнөкөй жана бирдей иштетүү кубаттуулугун камсыз кылуу менен бирге баштапкы моделдин үчтөн бир бөлүгүн гана талап кылган.
Чарльз Бэббидждин айырмасы жана аналитикалык кыймылдаткычтары чыгаруучу түзүлүштүн бирдей дизайнын колдонушкан, ал кагазга басып чыгарууну гана жасабастан, автоматтык түрдө стереотиптерди түзүп, оператор белгилеген беттин макетине ылайык өз алдынча форматтоо жүргүзгөн. Ошол эле учурда саптын бийиктигин, мамычалардын санын, талаанын туурасын, саптардын же мамычалардын автоматтык түрдө бүктөлүшүн жана окууга ыңгайлуу болушу үчүн бош саптардын жайгашуусун тууралоо мүмкүн болду.
Мурас
Жарым-жартылай жаратылган бир нече механикалык түзүлүштөрдөн жана кичинекей жумушчу бөлүмдөрдүн сыноо моделдеринен тышкары, Бэббидждин тирүү кезинде конструкциялардын бири да толугу менен ишке ашкан эмес. 1832-жылы чогулган негизги модели №1 айырма кыймылдаткычынын 1/7 бөлүгүн түзгөн.2 миңге жакын бөлүктөн. Ал бүгүнкү күнгө чейин кемчиликсиз иштейт жана бир механизмде математикалык эсептөөлөрдү ишке ашырган биринчи ийгиликтүү автоматтык эсептөөчү түзүлүш болуп саналат. Аналитикалык кыймылдаткычтын кичинекей эксперименталдык бөлүгү чогултулуп жатканда Бэббидж каза болгон. Курулуштун көптөгөн деталдары, ошондой эле чиймелер менен жазуулардын толук архиви сакталган.
Бэббидждин чоң механикалык компьютерлер үчүн жасаган долбоорлору 19-кылымдын укмуштуудай интеллектуалдык жетишкендиктеринин бири болуп эсептелет. Акыркы он жылдыктарда гана анын эмгектери ар тараптан изилденип, анын жасаган иштеринин маанилүүлүгү барган сайын айкын болуп жатат.
