рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Вычислительные машины Бэббиджа (программное управление)

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Вычислительные машины Бэббиджа (программное управление)

Вычислительные машины Бэббиджа (программное управление) - раздел Образование, Системы счисления Особое Место Среди Разработок Механического Этапа Развития Вычислительной Тех...

Особое место среди разработок механического этапа развития вычислительной техники занимают работы англичанина Ч. Бэббиджа, с полным основанием считающегося родоначальником и идеологом современной вычислительной техники.

Первым, кто высказал идею об универсальной вычислительной машине, способной работать по различным заложенным в нее программам, и первым, кто попытался реально построить такую машину, был английский исследователь Чарльз Бэббидж (1791 - 1871). Он родился в состоятельной семье банкира, окончил знаменитый университет в Кембридже, где был "душой общества". В 1816 году его избрали в члены Королевского общества, которое для Англии является эквивалентом Академии наук.

В 1820 году Бэббидж начал работу над вычислительной машиной, которая автоматически вычисляла бы математические таблицы. Различные таблицы - логарифмов, сложных процентов, астрономические и навигационные - широчайшим образом использовались тогда в Англии. Вычислялись и переписывались эти таблицы вручную и поэтому содержали немало ошибок и описок.

В работах Бэббиджа содержались два основных направления: проекты разностной (1822 г.) и аналитической вычислительных машин. Проект первой предназначался для табулирования полиномиальных функций методом конечных разностей.

Работа машины основана на том, что n-я разность многочлена n-й степени является постоянной. Поэтому, зная несколько начальных значений функции для равноотстоящих значений аргумента, можно рассчитать конечные разности вплоть до постоянной n-й и выполнить обратный ход - по разностям вычислить новое значение функции. Циклически повторяя расчет, можно получить таблицу функции с любым числом строк (значений аргумента). В машине Бэббиджа эти вычисления выполнялись автоматически с помощью совокупности вращающихся колес. В эту машину вводилась информация на картах.

Для изготовления машины Бэббидж использовал принцип Паскаля - т.е. зубчатые колеса на осях со сложным механизмом переноса десятков. Уже в 1822 году Бэббидж самостоятельно конструирует и изготавливает действующую модель своей машины, которая может составлять таблицы с точностью до восьмого знака для функций с постоянными вторыми разностями; машина содержала 96 зубчатых колес на 24 осях.

В 1823 году Бэббидж обращается в Министерство финансов Англии и получает 1500 фунтов стерлингов для постройки машины, которая будет составлять таблицы с точностью уже до двадцатого знака для функций с постоянными шестыми разностями. 1500 фунтов - это очень большая сумма для того времени. Ее величина говорит о том, что Министерство финансов Англии хорошо понимало, какие преимущества принесет осуществление предложений Бэббиджа. Работа над машиной началась в 1823 году и продолжалась с перерывами до 1842 года. Перерывы происходили из-за того, что первоначально выделенной суммы не хватало и Бэббиджу приходилось просить о выделении новых денег. Постройка вычислительной машины на механических элементах - сотнях и тысячах связанных между собой шестеренок и счетных колес - оказалась значительно более трудным и дорогим делом, чем это представлялось ранее. К 1842 году было израсходовано 17000 фунтов правительственной субсидии и 6000 фунтов личных денег самого Бэббиджа. Машина в целом так и не заработала, хотя отдельные ее устройства и узлы работали и не раз демонстрировались на выставках.

В ходе создания машины для вычисления таблиц Бэббидж разработал и опубликовал проект универсальной вычислительной машины, способной вычислять любые математические задачи, для которых известен алгоритм их решения.

Бэббидж указал, что универсальная машина должна состоять:

1) из арифметического устройства, выполняющего арифметические действия над вводимыми в него числами;

2) устройства "памяти" для хранения промежуточных результатов;

3) устройства управления, в котором хранится программа управления действиями машины;

4) устройства ввода исходных данных и вывода результатов расчета.

Современные вычислительные машины состоят из узлов, предсказанных впервые Бэббиджем. Так что предсказано все было правильно, направление работы было выбрано верно, но реализовать машину из не очень точных механических деталей в первой половине XIX века было слишком трудным делом.

Второй проект, основанный на использовании принципа программного управления, явился предвестником современных ЭВМ. Данный проект был предложен в 30-е годы, а в 1843 г. Адой Лавлейс для машины Бэббиджа была написана первая в мире достаточно сложная программа вычисления чисел Бернулли. Оба эти достижения можно считать выдающимися и опередившими свою эпоху более чем на столетие.

В 1985 г. сотрудники Музея науки в Лондоне решили выяснить наконец, возможно ли на самом деле построить вычислительную машину Бэббиджа. После нескольких лет напряженной работы старания увенчались успехом. В ноябре 1991 г., незадолго до двухсотлетия со дня рождения знаменитого изобретателя, разностная машина впервые произвела серьезные вычисления.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Системы счисления

На всех этапах своего эволюционного развития люди стремились механизировать... История развития вычислительной техники как у нас в стране так и за рубежом привлекает к себе все большее внимание...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Вычислительные машины Бэббиджа (программное управление)

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Системы счисления
В истории систем счисления выделяют несколько этапов: начальная стадия счета, непозиционные системы счисления, поместные или позиционные системы счисления. Начальная стадия счета характеризуется из

Абак и счеты
Ручной период начался на заре человеческой цивилизации. Фиксация результатов счета у разных народов на разных континентах производилась разными способами: пальцевый счет, нанесение засечек, счетные

Логарифмическая линейка
Первым устройством для выполнения умножения был набор деревянных брусков, известных как палочки Непера. В 17 веке шотландцем Джоном Непером (1550-1617 гг.) были изобретены логарифмы. Для и

Машина Паскаля
Развитие механики в 17 веке стало предпосылкой вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений, обеспечивающий перенос старшего разряда. Первая механическ

Арифметическая машина Лейбница
Следующий огромный шаг вперед был сделан Г.Лейбницем, который начал с усовершенствования машины Паскаля, но затем сумел создать устройство, которое выполняло не только сложение и вычитание, но все

Перфокарты Жаккара
Французский ткач и механик Жозеф Жаккар создал первый образец машины, управляемой вводимой в нее информацией. В 1802 г. он построил машину, которая облегчила процесс производства тканей со сложным

Арифмометр Однера
Началом математического машиностроения можно считать изобретение русским инженером В. Однером в 1874 г. арифмометра. Из многочисленных конструкций арифмометров, предложенных изобретателями разных с

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
3.1. Релейные машины Период электромеханического этапа развития (40-е годы 20 в.) характеризуется созданием целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управле

ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ
Первые ЭВМ появились более 60 лет назад. За это время электроника, микроэлектроника и вычислительная техника стали основными составляющими мирового научно-технического прогресса. Историчес

Четвертое поколение ЭВМ (с 1972 г.)
Четвёртое поколение - это современное поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года. Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответ

Поколения ЭВМ и автоматизация вычислительных работ
ЭВМ или компьютер – это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для решения задач пользователя (рис. 5.1).

Эволюция принципов построения ЭВМ
Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление. Наиболее распространенный вариант реализации этого принципа был предложен в 1945 году фон Нейманом. Сущнос

Структуры ЭВМ различных поколений
Структурная схема ЭВМ первого и второго поколений, показанная на рис. 5.3, соответствует принципу программного управления и определяет последовательный характер преобразования данных по неко

Основные характеристики ЭВМ
Эффективное использование вычислительной техники предполагает, что каждый вид вычислений требует применения ЭВМ с определенными характеристиками. Выбирая компьютер для решения своих задач, пользова

Архитектуры ЭВМ и микропроцессоров
В 1966 г. Майкл Флинн предложил классифицировать вычислительные системы по соотношению потоков команд и данных. Эта классификация используется до настоящего времени. В соответствии с классификацией

Джон фон Нейман и Алан Тьюринг
Американский ученый Джон фон Нейман – автор ряда основополагающих идей в области вычислительной техники. Именно с его именем связывают основные архитектурные принципы ЭВМ первых поколений.

Атанасов, Моучли и Эккерт
В конце 30-х годов Джон Атанасов (1903-1995), профессор колледжа штата Айова, после попыток создания аналоговых устройств для осуществления сложных вычислений начал работать над созданием цифрового

ЭВМ, созданные под руководством С.А. Лебедева
Основные работы по созданию универсальных ЭВМ первого и второго поколений выполнялись в СССР по оригинальным проектам отечественных специалистов. Среди основоположников отечественной вычислительной

Машины И.С. Брука и его учеников
Исаак Семенович Брук - один из пионеров отечественной вычислительной техники. Он закончил МВТУ им. Н.Э.Баумана в 1925 г. (в одной группе с ним учился С.А.Лебедев). По окончании учебы работал во Все

ЭВМ, созданные под руководством В.М. Глушкова
Виктор Михайлович Глушков (1923-1982) - выдающийся советский ученый в области кибернетики. В 1948 г. окончил Ростовский-на-Дону университет и был направлен для работы в Свердловский лесотехнический

ИСТОРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭВМ
7.1. Отечественная ЭВМ «Сетунь» Для представления информации в компьютерах используется двоичная система, в соответствии с которой единица данных, байт, представляет собой

Первые зарубежные суперЭВМ
Первым разработчиком суперкомпьютеров, производимых во всем мире, является американский специалист Сеймур Крей (1925 – 1996). В своих разработках он использовал принципы RISC-технологии еще до того

Компьютеры фирмы IBM
В развитии вычислительной техники в США и мире главные роли играли и продолжают играть такие компании, как IBM, Hewlett-Packard (HP), CDC (Control Data Corporation), Intel (Integrated Electronics)

Появление персональных компьютеров
Персональный компьютер – это ЭВМ, специально созданная для работы в однопользовательском режиме. Появление персонального компьютера прямо связано с рождением микрокомпьютера. Очень часто термины «п

Какими должны быть ЭВМ следующих поколений
Сейчас ведутся интенсивные разработки ЭВМ пятого поколения. Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использовани

САПР в электронике
История САПР в электронике берет свое начало в первой половине 60-х годов прошлого века. В США первыми программами анализа нелинейных электронных схем были TAP, NET-1, разработанные в 1962

САПР в машиностроении
Основными требованиями к промышленному производству являются сокращение срока выхода продукции на рынок, снижение ее себестоимости и повышение ее качества. Выполнить эти требования невозможно без ш

История ИПИ-технологий
Необходимость создания и использования CALS (ИПИ)-технологий была понята в процессе роста сложности проектируемых технических объектов. Работы по CALS были инициированы в оборонной промышленности С

Библиографический список
1. Апокин И.А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. - М.: Наука, 1974. - 399 с. 2. Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. От абака до компьютера. – М.: Знание, 1975. 3.