Аналитическая машина.

Совершенствование конструкции разностной машины натолкнуло Чарльза на идею создания такого механизма управления вычислительного устройства, которая позволяла бы производить все математические операции в любом порядке и столько раз, сколько потребуется. Проект аналитической машины представляющий собой цифровую вычислительную машину с программным управлением был предложен Чарльзом в 30 годы 19 века. А в 1843 году – для этой машины была первая сложная машинная программа по вычислению чисел бернулли, составленная Адой Лавлейс. Оба эти достижение феноменальны, потому что они более чем на столетие опережали требования времени.

Чарльз потратил на создание машины часть жизни.

12.10.11 – Лекция икс - - - - - - - -

Структура аналитической машины

И прочее и прочее

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Аналитическая машина.

Ученый разработал 300 подробных чертежей машины и ее отдельных узлов. В общей сложностей включающей 50К деталей. С 1834-1840 выполнено 25 рисунков общей машины. Предложил 20-30 способов выполнения последовательного переноса десятков, пока не перешел к идее сквозного переноса. По отдельным деталям машины ее создатель написал свыше 400 замечаний на чертежах. Затратил на аналитическую машину немалую часть своей жизни, и результаты этой работы значительны по своим масштабам.

Аналитическая машина должна была включать 3 блока:

1. Склад продуктовый – устройство, в котором цифровая информация должна была храниться на регистрах из полос (современная ЭВМ – ЗУ)

2. Фабрика – устройство, в котором осуществляется операция с числами, взятыми со склада. В современных ЭВМ – арифметическое устройство.

3. Устройство для управления последовательностью операций и выборки чисел, с которыми производится операция. В ЭВМ – устройство управления.

4. В конструкцию АМ входило также устройство ВВОДА-ВЫВОДА.

Базовая операция аналитической машины – операция сложения.

Механизм выполнения операции после простой модификации позволял выполнять и другие операции. Принцип выполнения операции сложения был заимствован из конструкции разностной машины. Использование сквозного переноса десятков существенно ускорил процесс выполнения операции. Идея сквозного переноса используется и в современных машинах.

Изобретатель планировал память машины, которая соответствует 150К двоичных знаков. Машины с такой памятью стали производить в конце 40х годов 20 века.

Сложение и вычитания – 1 операция в секунду

Умножение двух 50 разрядных чисел или деление 100р на 50 разрядное число – 1 операция в минуту.

Все операции с числами в машине должны были выполняться в десятичной системе счисления. Машина должна была приводиться в действие силой пара. При этом она могла воспринимать команды, выполнять вычисления, выдавать необходимые результаты в отпечатанном виде. Программы должны были кодироваться и переноситься на перфокарты.

1804 год – французский изобретатель Жозеф Мари Жак-кара создал аццкий станок, в котором для выполнения ткацких операций впервые применил отверстия, пробитые в бумажных (картонных) карточках. С разным набором отверстий обеспечивали различные узоры на плетениях ткани и были соединены между собой в виде ленты.

В чем была соль?

Увидел на выставке паровые двигатели. Сразу все увидел и заценил. Стал использовать в своей вычислительной машине.

-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-

Как считываются перфокарты? В чем же их соль? На более современном уровне. Вот перфокарта. Пробиты отверстия. Всего можно пробить примерно 100 отверстий. На каждого по результатам переписи – перфокарта. Много параметров. Как эту информацию считать? Как это сделал Калерит. В станине пресса были контакты. В том случае, если были дырки, контакты замыкались. И все было ОЧЕНЬ ХОРОШО.

-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-

По оценке исследователей считается, что машина могла быть создана.

Чарльз Бебидж использовал перфокарты для записи переменных. Они предназначались для выборки чисел из памяти в арифметическое устройство и обратного переноса. Дальше.

Были у него операционные карты. Для определения типа операции и подготовке арифметического устройства. Были перфокарты для ввода чисел в машину. В машине предусматривался вывод в виде пробивки цифровых карт или печатание результата. Бебидж предусмотрел в машине команду (команда условного переноса), благодаря которой машина выбирает, по какому пути вести вычисления в случае появления того или иного признака.

Ввод в машину команды условного перехода ознаменовал начало замены машины не только вычислительной работы человека, но и логических операций, которых проводит человек.

Среди ученых, которых понимали важность принципа действия аналитической машины, была математик Ада Августа Лавлейс (1815-1852 год).

Для того, чтобы добиться дальнейшего развития идеи разностной машины, Бебидж организовывает научную конференцию в Италии, где выступает с курсом публичных лекции, где рассказывает об устройстве аналитической машины. Один из участников конференции пишет статью, которая называется «Очерк об аналитической машине, изобретенной ЧБ» на итальянском языке. Требовался срочный перевод на английский. Автор был удивлен, переведенную на английский с заметками от «АЛЛ».

--

Развитие идей Чарльза Бебиджа в XX веке.

1909 год – Перси Ладгейт предложил идею проекта машины ЧБ. Машину предполагалось построить на механических элементах, а управление при помощи широкой перфоленты.

1914 – Л.Торрес-и-Кеведа предложил создать универсальную вычислительную машину с использованием электромеханических реле. На практике создали автоматически действующие множительное устройство, соединенное с пишушей машинкой. Действие прибора 1920 в Париже. Томпсон – 100 лет.

Оба автора ссылались на ЧБ как основоположника идеи программного управления вычислительных машин. С развитием теории электричества возникла идея применять слабые токи в вычислительных машинах.

Электрическое РЕЛЕ – соль в следующем – брали катушку, на катушку наматывался провод – получалась индуктивность. Если на катушку подать напряжение, то протекал ток. Катушка превращалась в электромагнит. Если вставить сердечник, магнитное поле училивается. Если разместить рядом пластинку из металла, то она будет притягиваться к сердечнику. Если притягивается, произойдет замыкание некоторых контактов.

19.10.2011

Электромеханический период развития вычислительных средств. Герман Холлерик и его табуляционный комплекс.

Счетно-перфорационное устройство, области и масштабы применений.

В США с конца XIX века начинали производиться переписи населения 1 раз в 10 лет. Первая перепись – 1880 год - 50 миллионов человек. Результат – обработка результатов 7,5 лет. В связи с этим появилась необходимость в государственно органе – бюро цензов. Задача – уменьшить время по расчетам. Одним из предложений выдвинул Герман.

Герман (1860-1929) в 1887 году создал комплект устройств на основе табулятора предназначенных для записи данных на перфокарты и их дальнейшей обработке.

1879 год – заканчивает горную школу при Колумбийском университете и приглашается для работы в бюро цензов. Механизацией обработки данных и исследованием процессов ему предлагает заняться доктор Джон Биллингси – один из руководителей подразделений бюро цензов. Первоначально Холеррист считал использование перфоленты наиболее лучшим (можно было транспортировать), однако отказался от этой идеи и разработал специальную перфокарту, на которую наносились в форме пробивок все данные об одном человеке, регистрируемые в ходе переписи населения. Холлерит заменил индивидуальную карточку перфокартой, где на место символьного ответа на вопрос с карандашной меткой варианта ответа пробивалось отверстие. Обычно на ответ на один вопрос использовалась одна колонка перфокарты, что позволяло фиксировать 10 вариантов ответа.

Вторая идея Холерита – создание первого в мире счетного перфорационного комплекса. Он включал в себя входной перфоратор для пробивки отверстий и табулятор Холлярита, в состав которого входило устройство сортировки перфокарт. Производительность комплекса – 80 карточек в час.