Машина бэббиджа общее с компьютером и человеком в плане обработки информации

Машина бэббиджа общее с компьютером и человеком в плане обработки информации

Машина Бэббиджа — предшественница ЭВМ

Арифмометр, как и простой калькулятор, — это средство механизации вычислений. Человек, производя вычисления на таком устройстве, сам управляет его работой, определяет последовательность выполняемых операций. Мечтой изобретателей вычислительной техники было создание считающего автомата, который бы без вмешательства человека производил расчеты по заранее составленной программе.

Автором первого проекта вычислительного автомата был профессор Кембриджского университета Чарльз Бэббидж

В период между 1820 и 1856 годами Бэббидж работал над созданием программно управляемой Аналитической машины. Это было настолько сложное механическое устройство, что проект так и не был реализован.

Можно сказать, что Бэббидж опередил свое время. Для осуществления его проекта в ту пору еще не существовало подходящей технической базы. Некоторым ученым современникам Бэббиджа его труд казался бесплодным. Однако пророчески звучат сейчас слова самого Чарльза Бэббиджа: «Природа научных знаний такова, что малопонятные и совершенно бесполезные приобретения сегодняшнего дня становятся популярной пищей для будущих поколений».

Основные идеи, заложенные в проекте Аналитической машины, в нашем веке были использованы конструкторами ЭВМ. Все главные компоненты современного компьютера присутствовали в конструкции аналитической машины: это СКЛАД (в современной терминологии — память), где хранятся исходные числа и промежуточные результаты; МЕЛЬНИЦА (арифметическое устройство), в которой осуществляются операции над числами, взятыми из склада; КОНТОРА (устройство управления), производящая управление последовательностью операций над числами соответственно заданной программе; БЛОКИ ВВОДА исходных данных и ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Для программного управления Аналитической машиной использовались перфокарты — картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией). Перфокарты были изобретены в начале XIX века во Франции Жозефом М. Жаккардом для управления работой автоматического ткацкого станка.

Интересным историческим фактом является то, что первую программу для машины Бэббиджа в 1846 году написала Ада Лавлейс — дочь великого английского поэта Джорджа Байрона.

Аналитическая машина Бэббиджа — это уже универсальное средство, объединяющее в себе обработку информации, хранение информации и обмен исходными данными и результатами с человеком.

Машина бэббиджа общее с компьютером и человеком в плане обработки информации

Общим свойством машины Бэббиджа, современного компьютера и человеческого мозга является способность обрабатывать. информацию

• числовую
• текстовую
• звуковую
• графическую

Внимание!
Зелёным цветом выделен правильный ответ
Если выделено несколько вариантов, значит все они являются верными.

• числовую
• текстовую
• звуковую
• графическую

Если у вас в тесте остались нерешённые вопросы, то обязательно воспользуйтесь поиском по нашей базе тестов. С большой долей вероятности они там есть.

Общим свойством машины Бэббиджа, современного компьютера и человеческого мозга является способность обрабатывать

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Вычислительные машины Бэббиджа или машины с програмным управлением

Разработки этого английского ученого занимают особое место в механическом этапе. Его считают родоначальником и идиологом современной ВТ. Он был первый, кто высказал идею об универсальной вычислительной машине, способной работать по различным в нее заложенным программам, а также был первым, кто попытался сделать такую машину. Он родился в семье банкира, закончил Кэмбриджский университет. В 1820 году начал работу над вычислительной машиной, которая автоматически вычисляла бы различные таблицы. Тогда они широко использовались в Англии. В работах Бэббиджа было 2 направления: проект разностной машины и проект аналитической машины. Первый проект – информация вводилась на картах и вычисления происходили автоматически с помощь совокупности вращающихся колес. Для изготовления машины, был использован принцип Паскаля. В 1822 году конструирует и изготовляет действующую модель машины, которая может с точностью до 8 знаков составить таблицу. Машина содержала 96 колес на 24 осях. В следующем году обратился в министерство финансов. Выделили 1500 фунтов. К 1842 году он израсходовал 23 тыс. Машина так и не заработала, но различные узлы демонстрировались на разных выставках. В ходе создания, Бэббидж разработал и опубликовал проект ВМ, способной вычислять любые задачи, для которых известен алгоритм их решения. Он указал, что универсальная машина должна состоять:

1. Арифметическое устройство, выполняющее арифметические действия, над вводимыми в него числами

2. Устройство памяти для хранения промежуточных результатов

3. Устройство управления, в котором храниться программа управления действиями машины

4. Устройство ввода и вывода данных, результатов расчета

Второй этап, основанный на принципе программного управления является предвестником современных ЭВМ. Этот проект был предложен в 30е годы 19 века. В 1843 году Ада Лавлейс для машины Бэббиджа написала первую в мире программу для вычисления чисел. В 1985 году, сотрудники музея решили выяснить, можно ли построить машину Бэббиджа. В 1991 году машина была построена.

Арифмометр Однера

Начало математического построения русским ученым Однером в 1874 – Арифмометр. Основным элементом являлось своеобразное зубчатое колесо, с переменным числом зубьев, которое в последствии получило название – колесо Однера. Оно позволяло вводить число рычагом на лицевой стороне, поскольку эти рычаги изменяли число зубьев. Однер получил патент изобретения и основал механический и медно-литейный завод. В первый год – 500 приборов, в 1913 году работало около 22тыс. В СССР модификация этого арифмометра под названием Феникс выпускалось сотнями тысяч вплоть до второй половины 20 века и начало мирочайшее распространение. Надежно работает при частоте 250 оборотов в минуту, что позволяет быстро производить умножение и деление многозначных чисел. Начиная с 20 века получили распространение ВМ, которые производились во вращении не рукой, а электродвигателями. Число валов достигало 1300 об/мин Первоначальное проявление ЭВМ не очень повлияло на арифмометр.

Халеритта – счетно-перфорационые машины. Электро-механический этап ВТ явился наиболее продолжительным, охватывает около 60 лет. От первого турбулятора до первой ЭВМ ENIAC 1945г. Классическим типом средств электро-механического этапа был счетно-аналитичский комплекс, для обработки информации на перфокарточных носителях. Исключительность устройства заключалась в том, что в нем впервые была идея перфокарт и расчеты велись с помощью тока и поэтому получилось широкое распространение в 1890 году для переписи населения в США. Значительные работы Халлерито для работы ВТ определяются двумя факторами: 1) он стал основоположником ВТ, это направление привело к созданию к созданию современных вычислительных Центров. 2) использование большого числа ввода вывода информации не отменило полностью перфокарточные технологии. Третий этап развития ВТ – электро-вычислительный.

Релейные машины

В 1831 году Джеосов Генри продемонстрировал своим студентам следующий опыт. Небольшую железную подковку обмотал тонким проводом а по середине установил тонкий стержень, свободно установленной игле. И когда он подал ток в обмотку, стержень перевернулся, одним концом притянулся к подковке, а другим ударил в колокол. Так родился прибор и получил название Реле. В последствии реле нашло широкое применение в аппаратуре связи. Первым задумал использовать реле в качестве ВТ стал математик Стибиц. В 1937 году обратил внимание на двоичный характер работы этого прибора. Он у себя дома соорудил из куска доски, жестяных обрезков, 2 лампочек фонаря и 2 старых реле нехитрую схему, которая питалась от батареек и могла складывать две двоичные цифры. Свой примитивный симулятор он назвал Модель К. Руководство рассмотрело его идею и он приступил к изобретению ВМ, работающей с комплексными числами и назвал ее Модель 1 (1939г). В 1940 году эта машина была введена в действие. Сначала она могла умножать и делить комплексные числа, но после незначительной модификации добавилось сложение и вычитание. Эта машина была непрограммируемой и жестко заданной последовательностью действий, следующая операция начиналась после предыдущей. Связь с машиной осуществлялась дистанционно с помощью кабелей. Быстродействие-одна операция в минуту. Таким образом Стибиц изобрел отделенный доступ к устройству. В сентябре 1940 года Стибиц продемонстрировал машину, она использовалась до 1949 года. После ее пуска он предложил построить новую машину. Но так как построение одной машины обошлось в 20 тыс$ то его предложение не было принято. Когда в 1941 году была война, шла разработка зенитной установки. Стибиц предложил программируемую машину. Машина получила название Модель 2. В мирное время машина использовалась во всех направлениях и была демонтирована в 1961 году. Далее создавались машины Модель3,4 для систем воздушной обороны. Модель 3 баталистическая вычислительная машина. Наиболее значительной разработкой стала универсальная машина Модель5 на 9тыс реле и имела все блоки аналитической машины. Эта машина содержала два арифметических устройства, это позволяло решать 2 задачи одновременно, либо объединять для более сложных вычислений. Сложение-0.3сек, умножение-0.8сек, деление-2.7сек, корень-4.5сек. Весила она 10 тонн и обошлась заказчикам в 500 000 $. Модель 6 последняя релейная машина 1949г. Она была упрощенной версией предыдущей. Тут и закончилась история релейных машин фирмы BELL. 40-50е гг. релейные машины продолжались использоваться, хотя были созданы ЭМ, причины: 1) реле были сравнительно дешевы, обладали прочностью, большой объем производства и имелся большой опыт использования. 2) электронные лампы, на которых работали ЭВМ были дорогие, надежность мала, они были очень энергоемки, выделяли много тепла, поэтому требовалось охлаждение. 3) Наблюдалась нехватка специалистов электронщиков. 4) разработка релейных машин занимала меньше времени, чем ЭВМ. 5) для многих, завоевавших в последствии компьютерщиков, релейные машины были макетом, на котором они могли опробовать свои идеи. Только в Японии релейные машины дошли до производства.

В 1822 году уже были компьютеры. Но на них было страшно даже смотреть, а не только пользоваться

14 июня 1822 года Чарльз Бэббидж представил Королевскому обществу Великобритании модель Разностной машины — механического аппарата, созданного для автоматизации вычислений. По замыслу автора, устройство могло бы вычислять корни многочленов вплоть до шестой степени с большой точностью — до 18-го знака. Несмотря на финансирование британского правительства и нескольких лет упорной работы, Бэббидж так и не смог воплотить замысел в жизнь.

Зато это удалось шведскому изобретателю Георгу Штутцу, который опирался на опыт и советы Бэббиджа. Последний тем временем стал разрабатывать еще более амбициозный проект, оставшийся в истории как Аналитическая машина. Её схема в общих чертах напоминает схему современного ПК. По замыслу автора, Аналитическая машина должна была состоять из «мельницы» — устройства для выполнения вычислений, «склада» — памяти для хранения чисел, управляющего устройства и устройства ввода/вывода. Но все операции вычисления и управления должны были выполнятся с помощью механизмов, а не электроники. Кроме идей, которые легли в основу современных компьютеров, Чарльз Бэббидж также принёс миру спидометр и динамометр.

Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа

Рабочая модель Аналитической машины Чарльза Бэббиджа в Музее Компьютерной Истории в городе Маунтин Вью, Калифорния

14 июня 1951 года в Пентагоне был запущен первый коммерческий компьютер, созданный в США, и третий коммерческий компьютер в мире. Он носил название UNIVAC I (Универсальный Автоматический Компьютер) и занимал внушительные 35,5 квадратных метров. При этом работал на частоте 2,25 МГц и был способен выполнять 1905 операций в секунду. Вес компьютера составлял 13 тонн, а энергопотребление — 125 кВт * ч. Цена была очень высокой, больше миллиона долларов, поэтому позволить себе подобное устройство могли немногие организации. Среди них ВВС и ВМС США, General Electric, Национальное агентство геопространственной разведки, DuPont и другие. Всего же было продано 46 UNIVAC I. Последние два экземпляра были задействованы вплоть до 1970 года.

Принцип аналитической машины Чарльза Бэббиджа

Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа использует принцип программного управления и является предшественницей современных ЭВМ.

Аналитическая машина состояла из следующих четырех основных частей:

• блок хранения исходных, промежуточных данных и результатов вычислений. (состоял из набора зубчатых колес, идентифицирующих цифры подобно арифмометру);
• блок обработки чисел из склада, названный мельницей (в современной терминологии — это арифметическое устройство);
• блок управления последовательностью вычислений (в современной терминологии — это устройство управления УУ);
• блок ввода исходных данных и печати результатов (в современной терминологии — это устройство ввода/вывода ).

Аналитическая машина так и не была изготовлена Чарльзом Бэббджем. Кроме хронической нехватки финансовых средств, важнейшая из причин — технологическая. Тогда не умели обрабатывать металл с высокой степенью точности и с высокой производительностью — а для реализации проекта требовались тысячи одних только зубчатых колес.

Большое влияние на посмертную судьбу машины оказал генерал Бэббидж, сын изобретателя. Выйдя в отставку в 1874 году, он несколько лет посвятил изучению отцовского наследия, а в 1880 году начал работу по восстановлению Difference Engine в «железе». Работа продолжалась с переменным успехом до 1896 г. В конце концов к 1904 году был создан небольшой фрагмент машины, который печатал результаты вычислений. Кроме того, Бэббидж-младший сделал несколько мини-копий Difference Engine и разослал их по всему миру.

В 1991 году, к двухсотлетию со дня рождения ученого, сотрудники лондонского Музея науки воссоздали по его чертежам 2,6-тонную «разностную машину № 2», а в 2000 году — еще и 3,5-тонный принтер Бэббиджа. Оба устройства, изготовленные по технологиям середины XIX века, превосходно работают — в расчётах Бэббиджа было найдено всего две ошибки.