Лекция 4 Машины Чарльза Бэббиджа Чарльз Бэббидж

Лекция 4 Машины Чарльза Бэббиджа

Чарльз Бэббидж (1791 -1871) v. Гутер Р. С. , Полунов Ю. Л. Чарльз Бэббидж (1792 -1871). М. : Знание, 1973. v. Майстров Л. Е. , Эдлин И. С. Ч. Бэббедж и его разностная машина // Наука и техника: (Вопросы истории и теории). Л. , 1973, Вып. 8. с. 33 -36. http: //www. computer-museum. ru/precomp/pol_bab. htm

Аналитическое общество Джордж Пикок (1791 -1858) Чарльз Бэббидж (1791 -1871) Гершель Джон Фредерик Вильям (1792 — 1871)

Чарльз Бэббидж (1791 -1871) Ø 18 математических статей (функц. анализ) Øжелезные дороги (ряд изобретений) ØРеформирование почтовой системы в Англии. Øпервые надёжные страховые таблицы Øэкспериментальные исследования электромагнетизма Øвопросы шифрования, Øоптика Øгеология Øэкономика и политэкономия Øрелигиозно-философские вопросы Ø «Экономика технологий и производств» (исследование операций).

Разностная машина Гаспа р Клер Франсуа Мари Риш, барон де Прони ( 1755 -1839)

ТЕОРЕМА: если функция есть многочлен n-й степени, то в таблице с постоянным шагом ее n-е разности равны. Джеймс Грегори (1638 -1675) Абрахам Муавр Брук Тэйлор Джеймс Стирлинг (1667 — 1754) (1685— 1731) (1692 -1770) Томас Симпсон (1710 -1761)

Разностная машина

Аналитическая машина I. Середина 1834 -го – конец 1848 -го (разработка принципов построения) Ø отделил устройство для хранения чисел от устройства для выполнения арифметических операций Øновая структурная организация машины: §"склад" (store) для хранения чисел §"мельница" (mill) для выполнения арифметических операций §устройство, управляющее в определенной последовательности действиями машины §устройство ввода и вывода данных КОНТОРА (УУ) МЕЛЬНИЦА (АЛУ) СКЛАД (ОП) УВВ

Аналитическая машина Øпредставление чисел в машине не только в десятичной системе счисления, но и в системах с другим основанием Øсоздание "склада", способный хранить от 100 до 1000 чисел по 40– 50 десятичных знаков в каждом ØИспользование для выполнения операций не только над числами, но и над алгебраическими выражениями Øпредложил идеи "цикла", "библиотеки подпрограмм", операции "условной передачи управления» II. С января 1857 до конца жизни (предлагает и успешно реализует новые технологии – штамповку и литье зубчатых колес. )

Аналитическая машина Полунов Ю. Великий почин. Электронная версия http: //www. computer-museum. ru/precomp/pol_bab. htm

v. В 1887 г. под руководством Генри Превоста Бэббиджа (сына) была изготовлена "мельница" Аналитической машины, соединенная с печатающим устройством, и 21 января 1888 г. она вычислила и напечатала 20 -значную таблицу результатов умножения числа на члены натурального ряда (от 1 до 44). v. В 1848 г. , завершив работу над документацией Аналитической машины, Бэббидж сделал полный комплект чертежей нового варианта машины для вычисления таблиц, которую назвал Разностной машиной № 2 (в ней, в частности, использовалась схема сквозного переноса). В 1991 г. английские инженеры под руководством сотрудника Лондонского научного музея Дорона Суэйда изготовили эту машину по чертежам Бэббиджа, обнаружив в них лишь две ошибки Один из чертежей Бэббиджа

Ада Лавлейс (1815 -1852) Луиджи Федерико Менабреа (1809 -1896) Профессор прикладной механики и применения механики в машинах в Военной академии Турина Описание Аналитической машины Чарльза Бэббиджа с комментариями Ады Лавлейс(1842)

Ада Лавлейс (1815 -1852) http: //www. phenomenonsofhistory. com/site/? p=985

Ада Лавлейс (1815 -1852)

Ада Лавлейс (1815 -1852)

Ада Лавлейс (1815 -1852) «Необходимо предостеречь от вероятных преувеличений возможностей аналитической машины. При рассмотрении любого нового изобретения мы довольно часто сталкиваемся с попытками переоценить то, что мы уже считали интересным или даже выдающимся, а с другой стороны — недооценить истинное положение дел, когда мы обнаруживаем, что наши новые идеи вытесняют те, которые мы считали незыблемыми. »

Электромеханический этап Основные части электромагнитного реле: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь — пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами. При пропускании электрического тока через обмотку электромагнита возникающее магнитное поле притягивает к сердечнику якорь, который через толкатель смещает, и тем самым переключает контакты. Джозеф Генри (17971878) Павел Львович Шиллинг (1786 -1837)

Герман Холлерит (1860 -1929) Колесников Е. Краткая биография Г. Холлерита. http: //eakolesnikov. narod. ru/Hollerith. htm

1. Первые четыре столбца (1), начиная слева, содержали цифровой код района проведения переписи. 2. Раса: Jp, Ch, In, W, B и т. д. 3. Пол: M, F (строки 3. . 4) 4. Возраст определялся попаданием в пятилетний период: 0, 5, 10. . 100 5. Возраст внутри пятилетнего периода: 0. . 4 (строки 3. . 5) 6. Семейное положение 7. Закодированное место рождения согласно специальной таблицы. Перфокарты переписи 1890

Пантограф

Табулятор

Статистическая машина Г. Хол- лерита. Государственный Политехнический музей (Москва) Холлерит, Россия, 1897

http: //eakolesnikov. narod. ru/James. Powers. htm Джеймс Пауэрс 1870 -1924(? )

Перфокарты Семён Николаевич Корсаков (1787 -1853) Нитусов А. Семен Корсаков и "машина для сравнения идей « // PC WEEK, 2005, № 26. http: //www. pcweek. ru/the mes/detail. php? ID=70819 &THEME_ID= 1906 год - Джеймс Пауэрс (James Powers) предложил механические перфораторы с электрическим мотором. 1928 год - фирма IBM ввела новую карту с прямоугольными пробивками, 12 строк и 80 колонок, размер карты 7⅜ × 3¾ дюйма (187, 325 × 82, 55 мм), толщина карты 0, 007 дюйма (0, 178 мм). Первоначально углы были острые. 1964 год - появились перфокарты со скруглённые углами. 1985 год - фирма IBM закрыла свою последнюю фабрику по выпуску перфокарт

Говард Гатуэй Айкен Особенность (1900 -1973) Конрад Цузе (1910 - 1995) заключительного периода (40 е годы 20 в. ) электромеханического этапа развития вычислительной техники: создание целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управлением, характеризующихся алгоритмической универсальностью и способных выполнять сложные научно-технические вычисления в автоматическом режиме со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометров с электроприводом Джон Винсент Атанасов (1903 -1995) Джордж Стибиц (1904 - 1995)

Говард Гатуэй Айкен (1900 -1973)

Говард Гатуэй Айкен “Предлагаемая автоматическая счетная машина”, 1937 Матрос, обслуживающий машину Марк-l Сборка Марка-1. Январь 1944 г. Полунов Ю. Электромеханический колосс // PCWeek/RE № 11 от 5. 04. 2006 г. http: //www. computermuseum. ru/frgnhist/elmech_p. htm

Говард Гатуэй Айкен (1900 -1973)

Джордж Стибиц (1904 - 1995) http: //historycomputer. com/Modern. Computer/ Relays/Stibitz. html

Джордж Стибиц (1904 - 1995)

Джон Винсент Атанасов (1903 -1995) В 1937 году сформулировал, а в 1939 году опубликовал окончательный вариант своей концепции современной машины: vв своей работе компьютер будет использовать электричество и достижения электроники; vвопреки традиции его работа будет основана на двоичной, а не на десятичной системе счисления; vосновой запоминающего устройства послужат конденсаторы, содержимое которых будет периодически обновляться во избежание ошибок; vрасчет будет проводиться с помощью логических, а не математических действий.

Клиффорд Эдвард Берри Джон Винсент Атанасов

Макинтош А. Р. Компьютер Атанасова // В мире науки, 1988, № 10 http: //vivovoco. rsl. ru/VV/JOURNAL/SCIAM/ATANASOFF. HTM

Конрад Цузе (1910 - 1995) Цузе пришел к выводу, что будущие компьютеры будут основаны на шести принципах: - двоичная система счисления; - использование устройств, работающих по принципу “да/нет” (логические 1 и 0); - полностью автоматизированный процесс работы вычислителя; - программное управление процессом вычислений; - поддержка арифметики с плавающей запятой; - использование памяти большой емкости.

Основные характеристики Z 1 Реализация Частота Вычислит. блок Ср. скорость вычислений Ввод данных Вывод данных Память Вес Тонкие металлические пластины 1 Гц Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 22 бита Умножение — 5 секунд Клавиатура, устройство считывания с перфоленты Ламповая панель (десятичное представление) 64 слова по 22 бита Около 500 кг Профессор Цузе в 1990 году у воссозданного им компьютера Z 1

Основные характеристики Z 2 Реализация Тонкие металлические пластины, реле Частота 3 Гц Вычислительный блок Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 16 бит Средняя скорость вычислений Умножение — 5 секунд Ввод данных Клавиатура, устройство считывания с перфоленты Память 16 слов по 16 бит Вес Около 500 кг Устройство для считывания программ и данных с импровизированной ерфоленты п в роли которой выступила использованная фотопленка

Основные характеристики Z 3 Реализация Частота Вычислительный блок Средняя скорость вычислений Ввод данных Вывод данных Память Вес Реле (600 — блок вычислений, 1600 — блок памяти) 5, 33 Гц Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 22 бита Умножение, деление — 3 секунды, сложение — 0, 7 секунд Клавиатура, устройство считывания с перфоленты Ламповая панель (десятичное представление) 64 слова по 22 бита Около 1000 кг

Z 4

Основные характеристики Z 4 Реализация Частота Вычислитель ный блок Скорость вычислений Ввод данных Вывод данных Память Вес Реле, память — металлические пластины 30 Гц Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 32 бита 11 операций умножения в секунду Десятичная клавиатура, устройство считывания с перфоленты Печатная машинка марки "Mercedes" 64 слова по 22 бита Около 1000 кг Язык Планкалкюль (нем. Plankalkül исчисление планов). Фрагмент http: //www. pcweek. ru/themes/detail. php? ID=46656 Описание языка Планкалкюль

Конрад Цузе (1910 - 1995)

“Видение города Stadt”

http: //www. rtd-net. de/Zuse. html

Австрия. В 1947 -1952 гг. ассистент, а затем профессор Венского технического университета Хайнц Земанек (Heinz Zemanek)*1 из 700 телефонных реле построил "Универсальную счетную машину 1” Великобритания. В этой стране было разработано несколько моделей релейных машин, самой известной из которых стала "Автоматическая релейная вычислительная машина” (Automatic Relay Computer), построенная в 1948 г. Эндрю Дональдом Бутом Венгрия. В 1955 -1958 гг. под руководством Ласло Козмы (Laszlo Kozma, 1902 -1983) в Венгерском политехническом институте была разработана и изготовлена релейная вычислительная машина MESz-1, содержавшая 2000 реле и введенная в регулярную эксплуатацию в 1959 -м. Нидерланды. 21 июня 1952 г. в Математическом центре Амстердама была введена в действие "Амстердамская автоматическая счетная машина”

Релейная вычислительная машина РВМ-1 (1957), СССР Николай Иванович Бессонов (1906 -1963)