Обчислювальні машини Беббіджа (програмне управління)
Обчислювальні машини Беббіджа (програмне управління) - розділ Освіта, Системи числення Особливе Місце Серед Розробок Механічного Етапу Розвитку Обчислювальної Тех.
p align="justify"> Особливе місце серед розробок механічного етапу розвитку обчислювальної техніки займають роботи англійця Ч. Беббіджа, з повною підставою вважається родоначальником і ідеологом сучасної обчислювальної техніки.
Першим, хто висловив ідею про універсальну обчислювальну машину, здатну працювати за різними закладеними в неї програмами, і першим, хто спробував реально побудувати таку машину, був англійський дослідник Чарльз Беббідж (1791 – 1871). Він народився в заможній родині банкіра, закінчив знаменитий університет у Кембриджі, де був "душою суспільства". У 1816 році його обрали до членів Королівського товариства, яке для Англії є еквівалентом Академії наук.
У 1820 році Беббідж почав роботу над обчислювальною машиною, яка автоматично обчислювала математичні таблиці. Різні таблиці - логарифмів, складних відсотків, астрономічні та навігаційні - найширшим чином використовувалися тоді в Англії. Обчислювалися та переписувалися ці таблиці вручну і тому містили чимало помилок та описок.
У роботах Беббіджа містилися два основних напрямки: проекти різницевої (1822) і аналітичної обчислювальних машин. Проект першою призначався для табулювання поліноміальних функцій шляхом кінцевих різниць.
Робота машини заснована на тому, щоn-я різниця многочленаn-го ступеня є постійною. Тому, знаючи кілька початкових значень функції для рівновіддалених значень аргументу, можна розрахувати кінцеві різниці аж до постійноїn-ї і виконати зворотний хід - по різницях обчислити нове значенняфункції. Циклічно повторюючи розрахунок можна отримати таблицю функції з будь-яким числом рядків (значень аргументу). У машині Беббіджа ці обчислення виконувались автоматично за допомогою сукупності коліс, що обертаються. У цю машину вводилася інформація на картах.
Для виготовлення машини Беббідж використав принцип Паскаля – тобто. зубчасті колеса на осях із складним механізмом перенесення десятків. Вже в 1822 році Беббідж самостійно конструює і виготовляє діючу модель своєї машини, яка може складати таблиці з точністю до восьмого знака для функцій з іншими постійними різницями; машина містила 96 зубчастих коліс на 24 осях.
У 1823 році Беббідж звертається до Міністерства фінансів Англії і отримує 1500 фунтів стерлінгів для будівництва машини, яка складатиме таблиці з точністю вже до двадцятого знака для функцій із постійними шостими різницями. 1500 фунтів – це дуже велика сума для того часу. Її величина свідчить, що Міністерство фінансів Англії добре розуміло, які переваги принесе здійснення пропозицій Беббіджа. Робота над машиною почалася 1823 року і тривала з перервами до 1842 року. Перерви відбувалися через те, що спочатку виділеної суми не вистачало і Бебіджу доводилося просити про виділення нових грошей. Побудова обчислювальної машини на механічних елементах - сотнях і тисячах пов'язаних між собою шестерень і лічильних коліс - виявилася значно складнішою і найдорожчою справою, ніж це уявлялося раніше. До 1842 року було витрачено 17000 фунтів урядової субсидії та 6000 фунтів особистих грошей самого Беббіджа. Машина загалом так і не запрацювала, хоча окремі її пристрої та вузли працювали та не раз демонструвалися на виставках.
Беббідж зазначив, що універсальнамашина повинна складатися:
1) з арифметичного пристрою, що виконує арифметичні дії над числами, що вводяться в нього;
2) пристрої "пам'яті" для зберігання проміжних результатів;
3) пристрої керування, в якому зберігається програма керування діями машини;
4) пристрої введення вихідних даних та виведення результатів розрахунку.
Сучасні обчислювальні машини складаються з вузлів, пророкованих вперше Беббіджем. Так що передбачено все було правильно, напрямок роботи було обрано правильно, але реалізувати машину з не дуже точних механічних деталей у першій половині XIX століття було надто складною справою.
Другий проект, заснований на використанні принципу програмного управління, став провісником сучасних ЕОМ. Даний проект був запропонований у 30-ті роки, а в 1843 р. Адою Лавлейс для машини Беббіджа була написана перша у світі досить складна програма обчислення чисел Бернуллі. Обидва ці досягнення можна вважати визначними і випередили свою епоху більш як на сторіччя.