Наш бизнес-партнер Bikinika.COM.UA

Як я вже писала в статті «Разностная машина Беббіджа» , Вона не була побудована своїм творцем. Однак в ході роботи у Беббіджа виникла ідея створення універсального обчислювального автомата, який повинен був працювати за програмою без втручання людини.

Таку машину він назвав аналітичною. Понад 100 років тому ця ідея була покладена в основу створення електронно-обчислювальних машин.

У 1834 році Чарльз Беббідж описав свою аналітичну машину (Analytical Engine). Це був проект комп'ютера загального призначення із застосуванням перфокарт, а також парового двигуна в якості джерела енергії.

перфокарта

Перфокарти являли собою шматки перфорованого картону. Вперше вони були застосовані в 1804 р французом Жаккар для механічного ткацького верстата, керованого послідовностями перфокарт. Відповідно до положень отворів на карті човник здійснював певні рухи, надаючи тканині відповідну структуру.

До речі, на початку 1980-х свої програми всі користувачі-програмісти того часу набивали саме на перфокарти.

Чарльз Беббідж

Перфокарти були необхідні для автоматизації роботи аналітичної машини, яка досягається за рахунок роботи за заздалегідь складеною людиною програмі. Саме Чарльз Беббідж є родоначальником ідеї механічної машини з програмним управлінням.

Дійсно, без автоматичного програмного керування обчислювальним процесом кожну наступну операцію машині повинен «підказувати» людина, натискаючи на відповідні кнопки. А осмислено людина в найкращому випадку може робити це 1-2 рази на секунду через інерційності своєї нервової системи.

Отже, хоч би швидко не працювали блоки машини, вона, виконуючи кожну операцію за вказівкою людини, буде працювати повільно - в темпі роботи свого господаря. І тільки заздалегідь ввівши в машину програму рішення задачі, «навчивши» її вирішувати самостійно ту чи іншу задачу, можна домогтися, щоб вона вважала «без оглядки на людину», з властивою їй, машині, швидкістю.

За проектом 1834 р розробленим Беббіджем на папері, аналітична машина включала 4 блоки:

1. регістри пам'яті (за термінологією Беббіджа store - сховище, склад) - це аналог сучасного запам'ятовується пристрої (ЗУ) для зберігання вихідних даних і результатів;
2. арифметичний блок (за термінологією Беббіджа mill - млин) - це аналог сучасного пристрою для обчислень;
3. барабан, керуючий операціями машини (control barrel) - прообраз сучасного пристрою управління (УУ);
4. перфокарти - прототип введення / виведення інформації.

Така схема Вам нічого не нагадує? Адже це вже практично архітектура електронно-обчислювальних машин (ЕОМ). Залишається лише придумати схему спільного зберігання програм і даних в пам'яті комп'ютера. Це було зроблено 100 років по тому колективом вчених на чолі з американським математиком Джоном фон Нейманом.

Повернемося в 1834 рік. Ще не винайдено фотографія і електрику, немає телефону і радіо. По морях плавають виключно вітрильні судна, а на суші кінь - друг людини. І раптом - аналітична машина, тобто, механічний пристрій з ідеями автоматичного програмного керування! Людство змогло це реалізувати через понад 100 років завдяки появі електроніки.

До 1834 р арифмометр вже був винайдений. Аналітична машина відрізнялася від нього наявністю регістрів, що дозволяло їй працювати за програмою, попередньо складеної людиною. У регістрах зберігався проміжний результат обчислення, і з їхньою ж допомогою виконувалися дії, запропоновані «програмою».

Винахід регістрів надавало такі обчислювальні можливості, які вразили Беббіджа в порівнянні з його першої різницевої машиною: «Шість місяців я складав проект машини, більш досконалої, ніж перша. Я сам вражений тією обчислювальною потужністю, якій вона буде володіти; ще рік тому я не зміг би в це повірити ».

Як уже зазначалося, в єдину логічну схему Беббідж пов'язав арифметичний пристрій ( «млин»), регістри пам'яті, об'єднані в єдине ціле ( «склад»), і третій пристрій, якому автор не дав назви. Воно було реалізовано за допомогою перфокарт трьох типів:

1. операційні карти (англ. operation card) служили для перемикання машини між режимами додавання, віднімання, ділення і множення;
2. карти змінних (англ. variable card) управляли передачею інформації з «складу» на «млин» і назад;
3. числові перфокарти могли бути використані для введення даних в машину, а також для збереження проміжних результатів обчислень, якщо місце на «складі» було обмежено.

Крім того, з операційних карт можна було скласти бібліотеку функцій. За задумом автора аналітична машина повинна була містити пристрій друку і пристрій виведення результатів на перфокарти для подальшого використання. Таким чином, саме Беббідж став автором ідеї введення-виведення.

Аналітична машина не була побудована. Винахідник писав в 1851 р .: «Всі розробки, пов'язані з Analytical Engine, виконані за мій рахунок. Я провів цілий ряд експериментів і дійшов до межі, за якою моїх можливостей не вистачає. У зв'язку з цим я змушений відмовитися від подальшої роботи ».

Беббідж зробив більше 200 креслень її різних вузлів і близько 30 варіантів загального компонування машини. Очевидно, що винахідник набагато випередив свій час. Не випадково в кінці життя він скаже: «Я готовий віддати останні роки свого життя за те, щоб прожити три дні через 150 років, і щоб мені докладно пояснили принцип роботи майбутніх машин».

PS Стаття закінчилася, але можна ще прочитати:

Від рахунку на пальцях до арифмометрам

Леді Ада Лавлейс і перша комп'ютерна програма

Герман Холлерит: від табулятора до фірми IBM

Як працює ПК: частина 1. Обробка інформації

Автор: Надія