Hôm nay, chúng ta hãy cùng gặp gỡ “bộ óc vĩ đại nhất” trong lịch sử máy tính cơ học: nhà toán học người Anh Charles Babbage, nhà phát minh ra máy tính lập trình và là người tiên phong trong lĩnh vực này. Các máy tính toán do ông thiết kế bao gồm Công cụ sai phân, Công cụ phân tích và Công cụ sai phân Không. 2. Công cụ sai phân được coi là đỉnh cao của sự phức tạp trong lịch sử kỹ thuật cơ khí.
Với sự hỗ trợ của chính phủ Anh, Babbage bắt đầu thiết kế và chế tạo Công cụ sai phân vào năm 1822, nhằm mục đích tự động hóa hoàn toàn quy trình từ tính toán đến in ấn nhằm loại bỏ lỗi của con người. Máy sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn để tính toán một cách máy móc các giá trị của hàm đa thức.
Phương pháp sai phân hữu hạn là một kỹ thuật đơn giản nhưng mạnh mẽ, sử dụng phép cộng và phép trừ lặp đi lặp lại để bỏ qua nhu cầu nhân và chia.
Một phần lắp ráp của Công cụ khác biệt số. 1
Tuy nhiên, do những hạn chế của công nghệ sản xuất vào thời điểm đó, cỗ máy khổng lồ-chạy bằng hơi nước-có kích thước cao 10 feet, rộng 10 feet và dài 5 feet này và nặng hai tấn-chỉ là một-thứ bảy hoàn thành sau mười năm. Nhận thấy không có tương lai rõ ràng cho dự án, chính phủ Anh đã rút lại sự hỗ trợ (xét cho cùng, với tốc độ đó, phải mất 70 năm mới hoàn thành).
Đã hoàn thành-phần thứ bảy của Công cụ khác biệt số. 1
Sơ đồ cấu trúc của Công cụ khác biệt
Mặc dù mất đi sự hỗ trợ của chính phủ, thập kỷ dành cho việc thiết kế và xây dựng Công cụ khác biệt đã trang bị cho Babbage chuyên môn để thiết kế những cỗ máy thậm chí còn mạnh hơn, dẫn đến việc tạo ra Công cụ phân tích phức tạp hơn nhiều.
Mô hình động cơ phân tích
Nó có khả năng tính toán logarit và hàm lượng giác bằng phương pháp khai triển đa thức; đầu vào được xử lý thông qua thẻ đục lỗ, thực hiện các hướng dẫn chương trình gần giống với hợp ngữ.
Mô hình thử nghiệm các thành phần của Công cụ phân tích do chính Babbage chế tạo; hiện được lưu giữ tại Bảo tàng Khoa học, London.
Việc thiết kế và nỗ lực chế tạo cỗ máy huyền thoại này đã trở thành giấc mơ cả đời của anh. Ý tưởng thiết kế cho Công cụ phân tích tiên tiến hơn nhiều so với Công cụ khác biệt, có hiệu quả là bước nhảy vọt về tương lai khoảng một thế kỷ.
Sau dự án Công cụ phân tích và dựa trên những hiểu biết sâu sắc thu được trong quá trình phát triển, Babbage đã thiết kế lại Công cụ sai phân số. 2 từ năm 1847 đến năm 1849. Phiên bản này có thể tính toán tối đa 31 chữ số và sự khác biệt thứ tự-thứ 7, trong khi chỉ yêu cầu một-một phần ba số bộ phận được sử dụng trong Công cụ khác biệt số. 1. Thật không may, vào thời điểm này Babbage không thể tìm được ai sẵn sàng tài trợ cho dự án nữa, vì vậy Công cụ khác biệt Không. 2 vẫn chỉ là một khái niệm trên giấy.
Công cụ khác biệt số. 2
Mặc dù Công cụ khác biệt thứ hai được thiết kế vào năm 1849, nhưng chỉ một phần nhỏ trong số đó thực sự được chế tạo trong thời kỳ Babbage còn sống. Tuy nhiên, Babbage đã để lại một di sản vô giá cho khoa học máy tính, bao gồm 30 thiết kế riêng biệt, gần 2.000 bản vẽ lắp ráp và 50.000 bản vẽ thành phần.
Vào năm 1985, Bảo tàng Khoa học ở Luân Đôn đã chế tạo một Công cụ sai phân số. 2 hoàn chỉnh dựa trên bản thiết kế ban đầu của Babbage. Chiếc máy tính cơ học khổng lồ, quay bằng tay này có chiều dài 3,35 mét và chiều cao 2,13 mét, bao gồm hơn 4.000 bộ phận và nặng 2,5 tấn.
Công cụ sai phân số. 2 tại Bảo tàng Khoa học, Luân Đôn ▼
Bảo tàng Lịch sử Máy tính ở California, Hoa Kỳ cũng lưu giữ Công cụ khác biệt số. 2, được chế tạo theo thiết kế trước đó của Babbage.
Công cụ khác biệt số. 2 tại Bảo tàng lịch sử máy tính, California
