95273

МВМ (механическо-вычислительная машина)

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Однако Difference Engine имела ограниченные возможности и развития не получила. С тридцатых годов он стал думать над созданием программируемой машины – он назвал её Аналитической машиной Analytical Engine. Он не смог довести работы до конца по той причине что Analytical Engine оказалась слишком сложна для техники того времени.

Русский

2015-09-21

38.43 KB

0 чел.

МВМ (механическо-вычислительная машина)


В 1822 году англичанин Чарльз Бэббидж построил вычислительное устройство, названное им Разностной Машиной (Difference Engine). Работа машины основывалась на известном в математике методе конечных разностей. Этот метод позволяет вычислять значения многочленов, употребляя только операцию сложения и не выполняя при этом умножение и деление, которые значительно труднее поддаются автоматизации. Однако Difference Engine имела ограниченные возможности и развития не получила. Но всё же для того времени это был существенный прорыв в данной ветви техники.

Бэббидж не остановился на сделанном и 
пошёл дальше. С тридцатых годов он стал думать над созданием программируемой машины – он назвал её Аналитической машиной (Analytical Engine). Он не смог довести работы до конца по той причине, что Analytical Engine оказалась слишком сложна для техники того времени. Но идеи, которые он озвучил, – это были действительно революционные идеи! Он придумал практически современный компьютер, но не в электронном, а в механическом исполнении.

Из чего состояла его машина? По замыслу Бэббиджа, Analytical Engine имела следующие функциональные узлы:
1. «Склад» для хранения чисел (память);
2. «Мельница», арифметическое устройство (процессор);
3. Устройство, управляющее последовательностью операций в машине (Бэббидж никак его не назвал, сейчас используется термин «устройство управления»);
4. Устройства ввода и вывода данных.

На вход машины должны были поступать два потока перфокарт, которые Бэббидж назвал operation card (операционными картами) и variable card (картами переменных): первые управляли процессом обработки данных, которые были записаны на вторых. Информация заносилась на перфокарты путем пробивки отверстий. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Помимо этого, Analytical Engine, по замыслу автора, должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования. Можно смело сказать, что Бэббидж первым использовал перфокарты для ввода-вывода информации в машину. Правда, до него в начале века перфокарты предложил использовать Жозеф Мари Жаккар для быстрого перехода с узора на узор в ткацких станках.

Бэббидж не закончил своей машины. Во-первых, у него не хватило денег, ведь все узлы он изготавливал за свой счёт. Во-вторых, а это более важно, в то время техника не позволяла делать детали с нужной точностью, а для Analytical Engine было необходимо огромное количество зубчатых колёс.


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

Первые компьютеры 20 века


Первым компьютером, который уже не был чисто механическим, можно назвать Mark1. Идея его создания родилась в 1937 году. Говард Айкен предложил проект вычислительной машины на электромеханических реле. За работу взялась компания IBM (
International Business Machines, Inc), занимавшаяся производством механических пишущих машинок и арифмометров, президент которой умел заглядывать в будущее. В проект было вложено 500 тысяч долларов, по тем временам это были очень большие деньги, наши олигархи в новые технологии такую сумму вкладывать ни за что не стали бы. Проектирование машины началось в 1939 году, а строительство закончилось в 1944 . Mark1 при довольно больших размерах (намного больше моего ноутбука – 17 метров в длину и 2.5 в высоту) и огромной степени напичканности деталями (750 тысяч различных деталей, 800 метров проводов, более 3 тысяч реле) была всего лишь в десять раз эффективней аналитической машины Чарльза Бэббиджа. 

Несмотря на то, что Mark1 называют одним из первых немеханических компьютеров, он был устроен практически так же, как арифмометры и аналитическая машина Бэббиджа – всё те же зубчатые колёса, разве что эта машина считала быстрее и, в отличие от некоторых устройств, умела умножать, делить, возводить числа в степени, считать значение синуса и вычислять логарифмы. Есть у этой машины одна большая заслуга – в ней был впервые реализован принцип независимо хранимой программы. Если сейчас информация хранится на CD и DVD, то в то время под носитель приспособили ленту с информацией, записанной в виде пробитых отверстий (перфоленту). Перфоленту можно было использовать не один раз и хранить отдельно от машины.

Полумеханические компьютеры, такие как Mark1, начинали уходить на покой, им на смену приходили более новые и более мощные машины. Одна
 из них – Electronical Numerical Integrator and Calculator, сокращенно – ENIAC. Это первый компьютер, собранный с применением электронных вакуумных ламп. ENIAC была представлена своими создателями в 1946 году. В её конструкцию входило 18 тысяч вакуумных ламп и около 1500 реле, машина занимала отдельное помещение площадью в 85 квадратных метров, весила 30 тонн и потребляла 150 киловатт энергии. В отличие от своих предшественников, ENIAC имела вместо зубчатых колес для хранения числовых значений замкнутые цепи из 10 специальных электронных переключателей – триггеров (триггер – это переключательное устройство, которое достаточно долго сохраняет одно из двух состояний равновесия и скачкообразно переключается из одного состояния в другое по сигналу извне).

В ENIAC′е впервые перфолента была заменена на перфокарту. Как работают перфоленты и перфокарты и чем они отличаются? Специфика работы проста – каждое отверстие (перфорация) замыкало определенную электрическую цепь при попадании в него контактной щетки считывающего устройства, и компьютер выполнял требуемую команду. Примитивно, но действенно. А чем же отличаются перфокарты от перфолент, и чем карты лучше своих предшественниц? Дело в том, что перфоленты часто рвались во время работы, и приходилось или склеивать их, или менять целиком, а зачастую запасных не было и нужно было изготовлять новые. А перфокарты? Испортилась одна пластинка – выбрасываешь её и устанавливаешь новую.

Один из самых больших недостатков этого компьютера – устройство ввода. Оно было намного больше клавиатуры моего Acer′а. Сейчас это даже представить трудно – ввод информации в машину осуществлялся посредством переключения контактных коммутаторов на 40 наборных досках, каждая из которых была оснащена несколькими тысячами проводов, а общее их число составляло 6 000. Чтобы переключить компьютер на другую задачу, у «операторов» уходило порою до нескольких дней.

Второй недостаток ENIAC′а – 18 тысяч вакуумных ламп. Если перегорала одна из них, то компьютер объявлял перерыв – техники из кожи вон вылезали, вручную перебирали все лампы, пока не находили виновницу сего торжества. На это также уходило довольно много времени, что не очень радовало тогдашних юзеров (хотя, по сравнению с Mark1, это была очень быстродействующая машина – ездила она быстро, хотя, к сожалению, запрягалась медленно). 

Начало формы


Примерно так выглядит история компьютеров от древних времён до первых машин, которые уже можно было называть ЭВМ. Недавно я в каком-то журнале прочитал, что в наше время цифровая техника стремительно развивается. Но если посмотреть внимательней, то стразу станет ясно, что никуда она не развивается, а всего лишь 
совершенствуется. Все компьютеры работают по той же схеме, что и ENIAC, просто сейчас работают они быстрее и качественней, но принципы работы остались практически те же самые.

MBM (mechanical and computer) 

In 1822, Englishman Charles Babbage built a computing device, which he called the difference Machine (Difference Engine). The machine was based on the well-known in mathematics, finite difference method. This method allows us to calculate the values of polynomials, using only the addition operation and not fulfilling at the same multiplication and division, which is much more difficult to automate. However, the Difference Engine had limited opportunities and development are not received. Yet for the time it was a major breakthrough in this branch of engineering. 

Babbage did not stop done and walked away. In the thirties he began to think about the creation of a programmable machine - he called it the Analytical Engine (Analytical Engine). He could not bring work to the end for the reason that the Analytical Engine was too complicated for the technology of that time. 
But the ideas he announced, - it was truly revolutionary idea! He virtually invented the modern computer, but not in the electronic and the mechanical performance. 

From what was his car? As conceived by Babbage, Analytical Engine had the following functional units: 
1. "Warehouse" to store numbers (memory); 
2. "Mill", an arithmetic unit (CPU); 
3. 
The device that controls the sequence of operations in the machine (Babbage did not call him, now uses the term "control device"); 
4. Input and output data. 

The input to the machine should have come two streams of punched cards, which Babbage called the operation card (operating card) and variable card (cards of the variables): first to manage the process data that were recorded in the second.Information is placed on punched cards by punching holes. From the operating cards could make a library of functions. In addition, Analytical Engine, conceived by the author, should contain the print device and output the results on punched cards for later use. It is safe to say that Babbage was the first to use punch cards for input / output in the car.However, prior to him early in the century, suggested the use of punch cards, Joseph Marie Jacquard for a rapid transition from a pattern on the pattern in the weaving machines. 

Babbage never finished his car. Firstly, he did not have enough money, because all the nodes to be manufactured at its own expense. Secondly, and more importantly, while the technique did not allow the details to the required accuracy, and for the Analytical Engine had to be a huge number of gears. 
  

In 1991, the bicentenary of the birth of the scientist, the London Science Museum to recreate the drawings on its 2.6-ton "difference machine number 2, and in 2000 - and even 3,5-ton printer Babbage. Both devices are manufactured in the mid XIX century technology, excellent work - in the calculations Babbage had been found just two errors. 
The first computers 20 century 

The first computer which was no longer a purely mechanical, can be called Mark1. Idea of its creation was born in 1937. Howard Aiken proposed a draft of the computer on electromechanical relays. For his work took the company IBM (International Business Machines, Inc), specializing in the production of mechanical typewriters and adding machines, whose president was able to look into the future. The project was invested 500 thousand dollars, in those days it was very big money, our oligarchs in new technologies such sum to invest would not have to. Designing machines started in 1939, and construction was completed in 1944. Mark1 at fairly large sizes (much more than my laptop - 17 meters in length and 2.5 in height) and greatly napichkannosti details (750 thousand different pieces, 800 meters of wires, more than 3 thousand relay) was only ten times more effective analytical engine of Charles Babbage. 

Despite the fact that Mark1 called one of the first non-mechanical computer, was constructed in much the same as adding machines and Babbage's Analytical Engine - the same gears, except that the car felt faster and, unlike some devices that know how to multiply, divide, to build the number of degrees, assume the value of the sine and calculate logarithms. There is this car a great service - it was first implemented the principle of whether the stored program. If now the information is stored on CD or DVD, then at that time under the media tape adapted to the information in the form of punched holes (punched tape). Punched tape can be used more than once and stored separately from the machine. 

Polumehanicheskie computers such as Mark1, began to retire, take their place came a new and more powerful machines. One of them - Electronical Numerical Integrator and Calculator, for short - ENIAC. This is the first computer built with the use of electronic vacuum tubes. ENIAC was represented by its founders in 1946. Its design includes 18,000 vacuum tubes and 1500 relays, the machine occupies a separate room with an area of 85 square meters and weighed 30 tons and consumed 150 kilowatts of energy.Unlike its predecessors, ENIAC had instead of gears to store numeric values closed circuit of 10 special electronic switches - triggers (trigger - this switching device, which saves quite a long time one of the two equilibrium states and abruptly switches from one state to another on a signal outside). 

In ENIAC'e first punched tape has been replaced by punch cards. How do the paper tape and punch cards and how do they differ? Specifics of the work is simple - every hole (perforation) closes a circuit when hit by the contact brushes reading device and the computer performs the desired command. Primitive, but effective. And what is the difference from the punch card punched, and the cards are better than their predecessors? The fact that the computer tape is often torn during the operation, and had to cut and paste or to, or change entirely, and often there was no spare and it was necessary to produce new ones. A punch card? Spoiled a record - throw it out and set a new one. 

One of the biggest drawbacks of the computer - an input device. It was a lot more of my keyboard Acer'a. Now it's even hard to imagine - to enter information into the machine was carried out by switching the contact switches 40 galley, each of which was equipped with several thousands of wires, and their total number was 6,000. To switch the computer to another task, the "operators" took sometimes up to several days. 

A second drawback ENIAC'a - 18,000 vacuum tubes. If the burned out one of them, the computer announced a break - equipment all out get out, manually go through all lights until it finds a culprit of this celebration. This is also took a lot of time, which is not very pleased with the then users (although, compared with Mark1, it was a very quick car - it went quickly, though, unfortunately, harness slowly). 

Would look like the history of computers from ancient times to the first machines that could already be called a computer. 
Recently I have in some magazine read that in our time, digital technology is developing rapidly. But if you look closely, then pastes it becomes clear that there is no development anywhere, but only improved. All computers run the same scheme as the ENIAC, just now, they work faster and better, but the operating principles have remained virtually the same. 

http://chernykh.net


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23322. Защита от быстрых нейтронов 209 KB
  ЦЕЛЬЮ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ является исследование железоводной защиты от быстрых нейтронов и измерение величины сечения выведения для железного поглотителя. ОСНОВНЫЕ ТОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ При проектировании защиты от нейтронного излучения необходимо что процесс захвата и поглощения эффективен для тепловых медленных и резонансных нейтронов благодаря большому десятки сотни барн сечению их взаимодействия с веществом см. Энергетический спектр нейтронов деления ядра тепловыми нейтронами.
23323. Установка отношений между базами данных 86 KB
  Лабораторная работа №4: Установка отношений между базами данных По дисциплине: Базы данных. Цели работы: освоить технологию установки отношений между 2–3мя базами данных; выполнить просмотр связанных баз данных. Задание: Проверьте проект базы данных на предмет проектирования связей ключи первичные вторичные. В проекте базы данных предметной области выделите 2–3 связанные таблицы родственные таблицы.
23324. Поиск информации в базах данных. Установка фильтров 88.5 KB
  Лабораторная работа №5: Поиск информации в базах данных. Установка фильтров По дисциплине: Базы данных. Цели работы: освоить технологию поиска данных в базах данных в среде FoxPro Seek Find Locate; научиться составлять выражения логического типа для поиска; научиться фильтровать данные в базах данных set filter с помощью простого и индексного фильтра; ознакомиться с синтаксисом генерируемых команд. Задание: Составьте не менее 10 логических выражений для поиска данных в базе данных.
23325. Обработка запросов 95.5 KB
  Отчет по работе: Исходные базы данных: Простые запросы для одной базы данных: SELECT Table1.зарплата Table1.фамилия; FROM db6table1; WHERE Table1.зарплата 20000; SELECT Table1.
23326. Создание отчетов 143 KB
  Лабораторная работа №7: Создание отчетов По дисциплине: Базы данных. Цели работы: научиться быстро составлять отчет на основе стандартного; освоить технику разработки отчетов вывода отчетов на экран в файл; изучить все особенности работы в диалоговых окнах генерации отчетов; составить отчеты по теме самостоятельного проектирования. Отчет по работе: Контрольные вопросы: Объяснить структуру выполненных отчетов. Назначение инструментов для конструирования отчетов.
23327. Проектирование этикеток 76.5 KB
  Лабораторная работа №8: Проектирование этикеток По дисциплине: Базы данных. Цели работы: научиться быстро проектировать этикетки; освоить технику разработки этикеток вывода этикеток на экран в файл; составить этикетку по теме самостоятельного проектирования. Задание: Определите структуру этикетки: база данных для этикетки; название этикетки; порядок размещения полей в этикетке; порядок размещения этикеток на листе; размер этикеток.
23328. Локальные сети. Структура стандартов IEEE 802.x 158.5 KB
  Стандарты семейства IEEE 802.х охватывают только два нижних уровня семиуровневой модели OSI — физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Старшие же уровни, начиная с сетевого, в значительной степени имеют общие черты, как для локальных, так и для глобальных сетей.
23329. Макросы. Создание макросов 36.5 KB
  Отчет по работе: Открыть таблицу CtrlF1: USE{SPACEBAR}table1{SPACEBAR}AGAIN{SPACEBAR}IN{SPACEBAR}0{ENTER} SELECT{SPACEBAR}Table1{ENTER} BROWSE{SPACEBAR}LAST{ENTER} Удалить таблицу CtrlF2: Remove{SPACEBAR}Table{SPACEBAR}table1{ENTER} Установить отношение между таблицами CtrlR: SET{SPACEBAR}RELATION{SPACEBAR}TO{SPACEBAR}фамилия{SPACEBAR}INTO{SPACEBAR}Table2{SPACEBAR}ADDITIVE{ENTER} Модифицировать отчёт CtrlM: MODIFY{SPACEBAR}REPORT{SPACEBAR} c: artamonov базы данных visual foxpro9 save artlab10 report1.frx {SPACEBAR}NOENVIRONMENT{ENTER}...
23330. Генератор прикладных программ 91 KB
  Цель работы: научиться создавать стандартные приложения с помощью генератора FoxApp. Задание: Перед началом работы создать отдельный каталог для файлов приложения. Выполните генерацию стандартного приложения создавая или указывая базу данных на шаге 1. Проверьте работу стандартного приложения: стандартный экран форма ввода кнопки управления; меню стандартного приложения.