硬件 分析引擎:回顾巴贝奇的永恒设计

分析引擎:回顾巴贝奇的永恒设计

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Anonim

分析引擎-它不是一个华而不实的名称,但是1800年代后期的这种创造即使对于现代观众来说也将是令人印象深刻的。 这本来就是金属怪兽-一个散乱的,重达数吨的庞然大物,比传统的小型企业服务器机房需要更多的空间。 实际上,该设计的真正作用是开始弥合当时存在的事物与现在存在的事物之间的鸿沟,从而将科幻小说转化为现实。


分析引擎的想法是,一个名叫查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)的人努力工作,直到1871年去世。这台机器虽然没有完全建造,但却导致了我们现在认为理所当然的各种智能设备。 该分析引擎巩固了Charles Babbage在信息技术和人工智能领域的远见卓识的遗产。 基于Babbage早期的对数表和自动算术功能(以及能够执行类似基本计算的机械“差分引擎”),该分析引擎被设计为使用模拟技术在理论上完成当今数字机器的工作使用19世纪以前认为类似于魔术或魔术的技术。


如果您想了解有关该计划如何制定的更多信息,请查看对Charles Babbage的各种在线敬意,或者选择由分析引擎:计算机-过去,现在和未来的Jeremy Bernstein撰写的相对模糊的苗条版本。 伯恩斯坦(Bernstein)详细介绍了该引擎及其制造商,并记录了一些从长远出发的重要数据哲学。 Bernstein的书写于1980年代,当时数字计算机仍处于婴儿期,但仍在迅速发展,但该书仍涵盖了巴贝奇如今闻名的许多设计原理。

核心计算原理

在自动化数值计算过程中,伯恩斯坦指出,巴贝奇能够展望未来,从而无需人工操作引擎。 他指出,巴贝奇的主要弟子之一洛夫莱斯夫人(Lady Lovelace)暗示了它在那个时代的技术世界中的统治地位:“该发动机超越了它的前辈,”洛夫雷斯写道,“在计算能力和设施方面,影响其确定性和准确性的条件,并且在执行计算过程中完全不需要人工干预。”


伯恩斯坦还叙述了巴贝奇对现代记忆的好奇的“顺序处理”:“如果需要一定的对数,则机器将按门铃并在窗口上显示可以确定需要哪个对数的卡。如果操作员提供了值不对,机器就响了。”


为了表达对像C ++这样的现代编程语言的顺序和迭代方面的关注,Babbage构思了他所谓的“通过吃掉它的尾巴使引擎前进”来执行连续的操作。 他还设计了用于条件运算的系统,例如现代的“ if”语句。 伯恩斯坦(Bernstein)还探讨了巴贝奇(Babbage)理论数字圆柱体和其他模拟数字处理部分中包含的核心元素。


“所有计算机都由四个基本单元组成。” 伯恩斯坦写道。 “首先,必须有某种机制将数据和指令输入到机器中并从中获得答案-即机器和程序员之间的链接。”


这本以及其他有关IT数十年发展历程的书籍表明,越来越复杂的模拟输入机制(例如磁带和打孔卡)如何导致完全数字化的设计,现在可以更轻松地传递信息。


其次,伯恩斯坦(Bernstein)阐述了巴贝奇(Babbage)对存储内存的使用,该存储内存将再次位于模拟容器中。 计算机还必须具有一种用于编程的引擎,Bernstein称之为“工厂”,而全面的“控制单元”必须控制所有这些操作。


伯恩斯坦写道:“设计和生产出可以完成所有这些事情的电路是现代电子技术的胜利之一。他向巴贝奇致敬,他设想了一个集合可以完成同样的事情齿轮和杠杆。”

随后的进展

直到1900年代的几十年,巴贝奇的理论设计才取得实质性进展。 布朗斯坦记载了1940年代开发的Mark 1等机器的出现,以及1946年发布的电子数值积分器和计算器(ENIAC),以其先进的硬件和令人难以置信的处理能力震惊了世界。 总体而言,伯恩斯坦讲述了作为早期IT里程碑的分析引擎如何最终导致大型机在1900年代中后期开始为主要的政府系统提供动力,直到逐渐,硬件的进步和相应的程序开发扩展了这些复杂的战争机器我们现在依靠庞大的面向消费者和个人使用的万维网(WWW)来查找Miley Cyrus翻录视频并比较披萨餐厅。


也许需要一个真正的蒸汽朋克迷来欣赏Babbage整齐地旋转的钢轮和数字打印的圆柱体将使我们现在甚至可以使用个人计算机上最基本的软件程序进行的数学运算类型都可以理解的方式。 但是,随着我们继续尝试新的硬件和新的接口,值得回顾一下真正令人印象深刻的基础设施,这种机器会使当时的织布机,缝纫机和印刷机相形见as,几乎是神话般的好奇心,并且是令人困惑的现代未来的先驱。

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