Чарльз Бэббидждің талдау машинасы: Алғашқы жалпы мақсаттағы компьютер ұсынысы
Analytical engine
Чарльз Бэббиджтің 1837 жылғы аналитикалық машинасы – алғашқы бағдарламаланатын компьютер. Арифметикалық логикалық құрылғы, жад және бақылау ағыны болған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ұсынылған жалпы мақсаттағы механикалық компьютер
Proposed mechanical general purpose computer
Аналитикалық машинасы – ағылшын математигі және компьютер ізашары Чарльз Бэббидж жасаған жалпы мақсаттағы механикалық компьютердің жобасы. Ол алғаш рет 1837 жылы Бэббидждің айырмалы қозғалтқышының мұрагері ретінде сипатталды, ол қарапайым механикалық калькулятордың жобасы болған. Аналитикалық машинасы арифметикалық-логикалық құрылғыны, шартты тармақталу мен циклдар түріндегі басқару ағынын және жадты қамтиды, бұл оны қазіргі заманғы терминдермен Тьюринг толық деп сипатталатын жалпы мақсаттағы компьютердің алғашқы жобасы етті. Басқаша айтқанда, аналитикалық машинасының құрылымы электрондық дәуірде компьютерлік дизайнға басымдық бергенмен бірдей болды. 1941 жылы ғана Конрад Цузе алғашқы жалпы мақсаттағы компьютер Z3-ді жасады, Бэббидж 1837 жылы алғашқы аналитикалық машинасының жобасын ұсынғаннан кейін бір ғасырдан астам уақыт өткен соң. Бұл жоба барысында Бэббидж аналитикалық машинасының жасалуы мүмкін екенін түсінді. Аналитикалық машинасының жобасын жасау жұмыстары шамамен 1833 жылы басталды. Бағдарламалар («формулалар») мен деректерді кіріс ретінде машинаға перфокарталар арқылы беру қажет болды, бұл сол кезде Jacquard тоқыма станогы сияқты механикалық тоқыма станоктарын басқару үшін қолданылатын әдіс еді. Шығыс үшін машинада принтер, қисық сызғыш және қоңырау болды. Сондай-ақ, машина карталарға сандарды жазып, кейіннен оқи алатын болады. Ол 10-дық базадағы тұрақты нүктелі арифметиканы қолданды. Жады (яғни сақтау орны) 50 ондық таңбадан тұратын 1000 санды сақтай алатын болды (шамамен 16,6 кБ). Арифметикалық құрылғы («диірмен») барлық төрт арифметикалық амалды, сондай-ақ салыстыруларды және қажет болған жағдайда квадрат түбірді табуды орындай алатын болды. Бастапқыда (1838) ол дөңгелек пішінде, бір жағына ұзын сақтау орны шығатын, өзіне қарай бұрылысқан айырмалы қозғалтқыш ретінде жобаланды. Кейінгі суреттерде (1858) жүйелі торлы орналасу бейнеленген. Қазіргі заманғы компьютердегі орталық процессор (CPU) сияқты, диірмен өзінің ішкі процедураларына сүйенетін болады, бұл қазіргі заманғы процессорлардағы микрокодқа ұқсас, «баррель» деп аталатын айналатын барабандарға орнатылған штырғылар түрінде сақталады, пайдаланушы бағдарламасының талап ететін күрделі нұсқаулардың кейбірін орындау үшін. Пайдаланушылар қолданатын бағдарламалау тілі қазіргі заманғы ассемблер тілдеріне ұқсас болды. Циклдар мен шартты тармақталу мүмкін болды, сондықтан жобаланған тіл кейіннен Алан Тьюринг анықтағандай Тьюринг толық болуы керек еді. Перфокарталардың үш түрі қолданылды: біреуі арифметикалық амалдарға, біреуі сандық тұрақтыларға, ал біреуі жадтан арифметикалық құрылғыға немесе кері сақтау және жүктеу амалдарына арналған. Карталардың үш түрі үшін үш жеке оқу құрылғысы болды. 1837–1840 жылдар аралығында Бэббидж аналитикалық машинасы үшін екі ондаған бағдарлама жасады, ал бір бағдарлама одан кейін жасалды. Бұл бағдарламалар полиномдармен, итеративтік формулалармен, Гаусс жою әдісімен және Бернулли сандарымен айналысады. 1842 жылы итальяндық математик Луиджи Федерико Менабреа 1840 жылы Туринге келген кезде Бэббидж оқыған дәрістеріне негізделген француз тілінде қозғалтқыштың сипаттамасын жариялады. 1843 жылы бұл сипаттама ағылшын тіліне аударылып, сегіз жыл бұрын қозғалтқышқа қызығушылық танытқан Ада Лавлейс толыққанды түсіндірмелер қосты. Менабреяның еңбегіне қосқан үлесін мойындау үшін, оның құрамында машинаны пайдалана отырып Бернулли сандарын есептеу тәсілі бар (бұл алғашқы толық компьютерлік бағдарлама деп саналады), ол алғашқы компьютерлік бағдарламашы ретінде танылды.
The analytical engine was a proposed digital mechanical general purpose computer designed by English mathematician and computer pioneer Charles Babbage. It was first described in 1837 as the successor to Babbage's difference engine, which was a design for a simpler mechanical calculator. The analytical engine incorporated an arithmetic logic unit, control flow in the form of conditional branching and loops, and integrated memory, making it the first design for a general purpose computer that could be described in modern terms as Turing complete. In other words, the structure of the analytical engine was essentially the same as that which has dominated computer design in the electronic era. It was not until 1941 that Konrad Zuse built the first general purpose computer, Z3, more than a century after Babbage had proposed the pioneering analytical engine in 1837. During this project, Babbage realised that a much more general design, the analytical engine, was possible. The work on the design of the analytical engine started around 1833. The input, consisting of programs ("formulae") and data, was to be provided to the machine via punched cards, a method being used at the time to direct mechanical looms such as the Jacquard loom. For output, the machine would have a printer, a curve plotter, and a bell. The machine would also be able to punch numbers onto cards to be read in later. It employed ordinary base 10 fixed point arithmetic. There was to be a store (that is, a memory) capable of holding 1,000 numbers of 50 decimal digits each (ca. 16.6 kB). An arithmetic unit (the "mill") would be able to perform all four arithmetic operations, plus comparisons and optionally square roots. Initially (1838) it was conceived as a difference engine curved back upon itself, in a generally circular layout, with the long store exiting off to one side. Later drawings (1858) depict a regularised grid layout. Like the central processing unit (CPU) in a modern computer, the mill would rely upon its own internal procedures, roughly equivalent to microcode in modern CPUs, to be stored in the form of pegs inserted into rotating drums called "barrels", to carry out some of the more complex instructions the user's program might specify. The programming language to be employed by users was akin to modern day assembly languages. Loops and conditional branching were possible, and so the language as conceived would have been Turing complete as later defined by Alan Turing. Three different types of punch cards were used: one for arithmetical operations, one for numerical constants, and one for load and store operations, transferring numbers from the store to the arithmetical unit or back. There were three separate readers for the three types of cards. Babbage developed some two dozen programs for the analytical engine between 1837 and 1840, and one program later. These programs treat polynomials, iterative formulas, Gaussian elimination, and Bernoulli numbers. In 1842, the Italian mathematician Luigi Federico Menabrea published a description of the engine in French, based on lectures Babbage gave when he visited Turin in 1840. In 1843, the description was translated into English and extensively annotated by Ada Lovelace, who had become interested in the engine eight years earlier. In recognition of her additions to Menabrea's paper, which included a way to calculate Bernoulli numbers using the machine (widely considered to be the first complete computer program), she has been described as the first computer programmer.
Құрылыс
Өмірінің соңына таман Бэббидж машинаның қарапайым нұсқасын жасаудың жолдарын іздестірді және 1871 жылы қайтыс болғанға дейін оның кішкентай бөлігін құрастырды. 1878 жылы Ұлыбритания ғылымды дамыту қауымдастығының комитеті аналитикалық машинаны "механикалық шеберліктің кереметі" деп сипаттады, бірақ оны салудан бас тартты. Комитет машинаның пайдалылығы мен құндылығын мойындады, бірақ оны салудың құнын бағалай алмады және машина салынғаннан кейін дұрыс жұмыс істейтініне көз жеткізе алмады. [[Файл:Аналитикалық қозғалтқыш (2290032530). jpg|thumb|Генри Бэббидждің аналитикалық машинасы, 1910 жылы салынған. Бэббидждің ұлы Генри Превост Бэббидж фабриканың бір бөлігін және баспа аппаратын құрастырып жатқан. 1910 жылы ол пи сандарының (қате) тізімін есептей алды. Бұл бүкіл қозғалтқыштың шағын бөлігі ғана болды; ол бағдарламалана алмады және жадысы болмады. (Бұл бөлімнің танымал суреттері кейде дұрыс емес таңбаланған, олардың бүкіл диірмен немесе тіпті бүкіл қозғалтқыш екенін көрсетеді.) Генри Бэббидждің "аналитикалық қозғалтқыш диірмені" Лондонның Ғылым мұражайында қойылған. Генри толық қозғалтқыштың демонстрациялық нұсқасын кішірек сақтау сыйымдылығымен салуды ұсынды: "бірінші машина үшін он (баған) жеткілікті болар, әрқайсысында он бес доңғалақпен". Мұндай нұсқа 25 таңбадан тұратын 20 санды өңдей алатын болды, және оған осы сандармен не істеу керектігі айтылса, бұл әсерлі болар еді. "Бұл тек карталар мен уақыт мәселесі", - деп жазды Генри Бэббидж 1888 жылы, - "және математик мақсаты үшін аналитикалық машинада қажет болған жағдайда (жиырма мың) картаны пайдалануға ешқандай себеп жоқ". 2010 жылдың қазан айында Джон Грэм Камминг Бэббидждің жоспарларын тарихи және академиялық тұрғыдан зерттеу үшін "халықтан жазылым" арқылы қаражат жинау мақсатымен "28-жоспар" науқанын бастады, содан кейін толық жұмыс істейтін виртуалды жобаны құру және сынау үшін, ол өз кезегінде физикалық аналитикалық машинаны салуға мүмкіндік береді. 2016 жылдың мамыр айына дейін нақты құрылысқа кірісілмеді, өйткені Бэббидждің бастапқы жобалық сызбаларынан тұрақты түсінік алу мүмкін болмады. Әсіресе, Лавлейстің Бернулли бағдарламасы үшін қажет болған индекстелген айнымалыларды өңдей алатыны белгісіз болды. 2017 жылы "28-жоспар" барлық каталогталған материалдардың іздестірілетін деректер базасы қол жетімді екенін және Бэббидждің көп томдық жазбаларының алғашқы шолуы аяқталғанын хабарлады. Бэббидждің көптеген түпнұсқа суреттері цифрландырылып, онлайн режимінде көпшілікке қолжетімді.
Late in his life, Babbage sought ways to build a simplified version of the machine, and assembled a small part of it before his death in 1871. In 1878, a committee of the British Association for the Advancement of Science described the analytical engine as "a marvel of mechanical ingenuity", but recommended against constructing it. The committee acknowledged the usefulness and value of the machine, but could not estimate the cost of building it, and were unsure whether the machine would function correctly after being built. [[File:Analytical Engine (2290032530). jpg|thumb|Henry Babbage's analytical engine mill, built in 1910, Babbage's son Henry Prevost Babbage was constructing a part of the mill and the printing apparatus. In 1910, it was able to calculate a (faulty) list of multiples of pi. This constituted only a small part of the whole engine; it was not programmable and had no storage. (Popular images of this section have sometimes been mislabelled, implying that it was the entire mill or even the entire engine.) Henry Babbage's "analytical engine mill" is on display at the Science Museum in London. Henry also proposed building a demonstration version of the full engine, with a smaller storage capacity: "perhaps for a first machine ten (columns) would do, with fifteen wheels in each". Such a version could manipulate 20 numbers of 25 digits each, and what it could be told to do with those numbers could still be impressive. "It is only a question of cards and time", wrote Henry Babbage in 1888, " and there is no reason why (twenty thousand) cards should not be used if necessary, in an analytical engine for the purposes of the mathematician". In October 2010, John Graham Cumming started a "Plan 28" campaign to raise funds by "public subscription" to enable serious historical and academic study of Babbage's plans, with a view to then build and test a fully working virtual design which will then in turn enable construction of the physical analytical engine. As of May 2016, actual construction had not been attempted, since no consistent understanding could yet be obtained from Babbage's original design drawings. In particular it was unclear whether it could handle the indexed variables which were required for Lovelace's Bernoulli program. By 2017, the "Plan 28" effort reported that a searchable database of all catalogued material was available, and an initial review of Babbage's voluminous Scribbling Books had been completed. Many of Babbage's original drawings have been digitised and are publicly available online.
Болжалған әсері
Бэббидж автоматты компьютердің болуы қазір алгоритмдік тиімділік деп аталатын салаға қызығушылық оятатынын түсінді және "Философтың өмірінен үзінділер" еңбегінде былай деп жазды: "Анализдік машинасы пайда болған кезде, ол ғылымның болашақ бағытын міндетті түрде анықтайды. Оның көмегімен қандай да бір нәтиже іздегенде, «Машина осы нәтижелерге ең қысқа уақытта қандай есептеулер арқылы жете алады?» деген сұрақ туындайды."
Babbage understood that the existence of an automatic computer would kindle interest in the field now known as algorithmic efficiency, writing in his Passages from the Life of a Philosopher, "As soon as an analytical engine exists, it will necessarily guide the future course of the science. Whenever any result is sought by its aid, the question will then arise—By what course of calculation can these results be arrived at by the machine in the shortest time?"
Компьютерлік ғылым
1872 жылдан бастап Генри әкесінің жұмысын ұқыпты түрде жалғастырды, содан кейін 1875 жылы зейнеткерлікке шыққаннан кейін үзіліс-үзіліспен айналысты. Перси Лудгейт 1914 жылы қозғалтқыш туралы жазды және 1909 жылы аналитикалық қозғалтқышқа арналған өзінің дизайнын жариялады. Ол толыққанды әзірленген, бірақ ешқашан салынбаған, ал суреттері табылмаған. Лудгейттің қозғалтқышы Бэббидждікінен әлдеқайда кіші (шамамен 2 фут (1 м) қабырғалы кубқа тең) болар еді және теория бойынша екі 20 ондық таңбалы санды шамамен алты секундта көбейтуге қабілетті болар еді. «Автоматика туралы эсселер» (1914) еңбегінде Леонардо Торрес Кеведо Бэббиджден шабыт алып, тек оқуға арналған бағдарламамен басқарылатын теориялық электромеханикалық есептеу машинасының жобасын жасады. Мақалада сондай-ақ қозғалмалы нүктелі арифметика туралы идея бар. 1920 жылы арифмометрдің 100 жылдығын тойлау үшін Торрес Парижде электромеханикалық арифмометрді ұсынды, ол арифметикалық бөлімнен (мүмкін қашықтан) терілгіш машинаға қосылған, онда командаларды теруге және нәтижелерді автоматты түрде басып шығаруға болатын. Ванневар Буштың «Инструменталды талдау» (1936) мақаласында Бэббидждің жұмысына бірнеше сілтемелер келтірілген. Сол жылы ол электрондық цифрлық компьютер құру мәселелерін зерттеу үшін «Жылдам арифметикалық машина» жобасын бастады. Осы негізге қарамастан, Бэббидждің жұмысы тарихи ұмытқа кетті, ал аналитикалық қозғалтқыш 1930 және 1940 жылдары электромеханикалық және электрондық есептеу машиналарын құрастырушыларға белгісіз болды, нәтижесінде Бэббидж ұсынған көптеген архитектуралық инновацияларды қайта ойлап табу қажеттілігі туды. 1937 және 1945 жылдар аралығында жылдам ескірген электромеханикалық калькулятор, Гарвард Марк I-ді салған Говард Эйкен өзінің беделін арттыру мақсатымен Бэббидждің жұмысын жоғары бағалады, бірақ Марк I құрылысы кезінде аналитикалық қозғалтқыштың архитектурасы туралы ештеңе білмеді және аналитикалық қозғалтқыштың құрылған бөлігіне жасаған сапарын «өмірімдегі ең үлкен өкініш» деп санады. Марк I аналитикалық қозғалтқыштан әсер көрмеді және аналитикалық қозғалтқыштың ең көрегенді архитектуралық ерекшелігі – шартты тармақталудан мүлдем құрылған жоқ. Дж. Преспер Эккерт және Джон В. Мокли де Бэббидждің аналитикалық машинасының егжей-тегжейлі жұмысын бірінші жалпы мақсаттағы электрондық компьютер ENIAC дизайнын аяқтағанға дейін білмеді.
From 1872, Henry continued diligently with his father's work and then intermittently in retirement in 1875. Percy Ludgate wrote about the engine in 1914 and published his own design for an analytical engine in 1909. It was drawn up in detail, but never built, and the drawings have never been found. Ludgate's engine would be much smaller (about , which corresponds to cube of side length 2 feet (1 m)) than Babbage's, and hypothetically would be capable of multiplying two 20 decimal digit numbers in about six seconds. In his work Essays on Automatics (1914) Leonardo Torres Quevedo, inspired by Babbage, designed a theoretical electromechanical calculating machine which was to be controlled by a read only program. The paper also contains the idea of floating point arithmetic. In 1920, to celebrate the 100th anniversary of the invention of the arithmometer, Torres presented in Paris the Electromechanical Arithmometer, which consisted of an arithmetic unit connected to a (possibly remote) typewriter, on which commands could be typed and the results printed automatically. Vannevar Bush's paper Instrumental Analysis (1936) included several references to Babbage's work. In the same year he started the Rapid Arithmetical Machine project to investigate the problems of constructing an electronic digital computer. Despite this groundwork, Babbage's work fell into historical obscurity, and the analytical engine was unknown to builders of electromechanical and electronic computing machines in the 1930s and 1940s when they began their work, resulting in the need to re invent many of the architectural innovations Babbage had proposed. Howard Aiken, who built the quickly obsoleted electromechanical calculator, the Harvard Mark I, between 1937 and 1945, praised Babbage's work likely as a way of enhancing his own stature, but knew nothing of the analytical engine's architecture during the construction of the Mark I, and considered his visit to the constructed portion of the analytical engine "the greatest disappointment of my life". The Mark I showed no influence from the analytical engine and lacked the analytical engine's most prescient architectural feature, conditional branching. J. Presper Eckert and John W. Mauchly similarly were not aware of the details of Babbage's analytical engine work prior to the completion of their design for the first electronic general purpose computer, the ENIAC.
Басқа ерте компьютерлермен салыстыру
Егер аналитикалық машинасы құрылса, ол цифрлық, бағдарламаланатын және Тьюринг толық болар еді. Дегенмен, ол өте баяу болар еді. Луиджи Федерико Менабреа «Аналитикалық машинасының эскизі» еңбегінде былай деп хабарлады: «Бэббидж мырза өзінің машинасымен әрқайсысы жиырма таңбадан тұратын екі санның көбейтіндісін үш минутта есептей алады деп санайды». Қарама-қарсылығы, Гарвард Mark I дәл осы тапсырманы бар болғаны алты секундта орындай алатын болды (бірақ бұл компьютердің Тьюринг толықтығы күмәнді; ENIAC, ол толық, одан да жылдам болар еді). Қазіргі заманғы процессор осыны секундының миллиардтан бір бөлігінде орындай алады.
If the analytical engine had been built, it would have been digital, programmable and Turing complete. It would, however, have been very slow. Luigi Federico Menabrea reported in Sketch of the Analytical Engine: "Mr. Babbage believes he can, by his engine, form the product of two numbers, each containing twenty figures, in three minutes". By comparison the Harvard Mark I could perform the same task in just six seconds (though it's debateble that computer is Turing complete; the ENIAC, which is, would also have been faster). A modern CPU could do the same thing in under a billionth of a second. Name First operational Numeral system Computing mechanism Programming Turing complete Memory Difference engine Not built until the 1990s (design 1820s) Decimal Mechanical Not programmable; initial numerical constants of polynomial differences set physically Physical state of wheels in axes Analytical Engine Not built (design 1830s) Decimal Mechanical Program controlled by punched cards ✔ (design; not built, yet) Physical state of wheels in axes Ludgate's Analytical Engine Not built (design 1909) Decimal Mechanical Program controlled by punched cards ✔ (not built) Physical state of rods Torres' Analytical Machine 1920 Decimal Electro mechanical Not programmable; input and output settings specified by patch cables Mechanical relays Zuse Z1 1939 Binary floating point Mechanical Not programmable; cipher input settings specified by patch cables Physical state of rods Bombe 1939 (Polish), March 1940 (British), May 1943 (US) Character computations Electro mechanical Not programmable; cipher input settings specified by patch cables Physical state of rotors Zuse Z2 1940 Binary fixed point Electro mechanical (mechanical memory) Program controlled by punched 35 film stock (no conditional branch) Physical state of rods Zuse Z3 May 1941 Binary floating point Electro mechanical Program controlled by punched 35 film stock (but no conditional branch) In theory Mechanical relays Atanasoff–Berry Computer 1942 Binary Electronic Not programmable; linear system coefficients input using punched cards Regenerative capacitor memory Colossus Mark 1 December 1943 Binary Electronic Program controlled by patch cables and switches Thermionic valves (vacuum tubes) and thyratrons Harvard Mark I – IBM ASCC May 1944 Decimal Electro mechanical Program controlled by 24 channel punched paper tape (but no conditional branch) Debatable Mechanical relays Colossus Mark 2 1 June 1944 Binary Electronic Program controlled by patch cables and switches Conjectured Zuse Z4 March 1945 (or 1948) Binary floating point Electro mechanical Program controlled by punched 35 film stock In 1950 Mechanical relays ENIAC December 1945 Decimal Electronic Program controlled by patch cables and switches ✔ Vacuum tube triode flip flops Manchester Baby June 1948 Binary Electronic Binary program entered into memory by keyboard (first electronic stored program digital computer) ✔ Williams cathode ray tube EDSAC May 1949 Binary Electronic Five bit opcode and variable length operand (first stored program computer offering computing services to a wide community). ✔ Mercury delay lines
Атауы Бірінші жұмыс істейтін Сандық жүйе Есептеу механизмі Бағдарламалау Тьюринг толық Жады Айырмалы машина 1990 жылға дейін құрылмаған (жобалау 1820-ші жылдар) Ондық Механикалық Бағдарламаланбаған; полиномдық айырмашылықтардың бастапқы сандық тұрақтылары физикалық түрде орнатылған Осьтегі дөңгелектердің физикалық күйі Аналитикалық машина Құрылмаған (жобалау 1830-шы жылдар) Ондық Механикалық Перфокарталармен басқарылатын бағдарлама ✔ (жобалау; құрылмаған) Осьтегі дөңгелектердің физикалық күйі Лудгейттің аналитикалық машинасы Құрылмаған (жобалау 1909) Ондық Механикалық Перфокарталармен басқарылатын бағдарлама ✔ (құрылмаған) Торрес аналитикалық машинасы 1920 Ондық Электромеханикалық Бағдарламаланбаған; кіріс және шығыс параметрлері патч-кабельдермен белгіленген Механикалық релелер Zuse Z1 1939 Екілік қозғалмалы нүктелі Механикалық Бағдарламаланбаған; шифр кіріс параметрлері патч-кабельдермен белгіленген Осьтегі таяқтардың физикалық күйі Bombe 1939 (Польша), 1940 жылғы наурыз (Ұлыбритания), 1943 жылғы мамыр (АҚШ) Символдық есептеулер Электромеханикалық Бағдарламаланбаған; шифр кіріс параметрлері патч-кабельдермен белгіленген Роторлардың физикалық күйі Zuse Z2 1940 Екілік бекітілген нүктелі Электромеханикалық (механикалық жад) 35 мм пленкамен перфокарталармен басқарылатын бағдарлама (шартты өту жоқ) Осьтегі таяқтардың физикалық күйі Zuse Z3 1941 жылғы мамыр Екілік қозғалмалы нүктелі Электромеханикалық 35 мм пленкамен перфокарталармен басқарылатын бағдарлама (шартты өту жоқ) Теориялық Механикалық релелер Atanasoff–Berry компьютері 1942 Екілік Электрондық Бағдарламаланбаған; сызықтық жүйе коэффициенттері перфокарталар арқылы енгізілген Регенеративті конденсаторлық жад Colossus Mark 1 1943 жылғы желтоқсан Екілік Электрондық Патч-кабельдер мен қосқыштармен басқарылатын бағдарлама Термоэлектрондық клапан (вакуумдық түтікшелер) және тиратрондар Harvard Mark I – IBM ASCC 1944 жылғы мамыр Ондық Электромеханикалық 24 каналды перфокарта таспасымен басқарылатын бағдарлама (шартты өту жоқ) Күмәнді Механикалық релелер Colossus Mark 2 1944 жылғы 1 маусым Екілік Электрондық Патч-кабельдер мен қосқыштармен басқарылатын бағдарлама Болжам Zuse Z4 1945 жылғы наурыз (немесе 1948) Екілік қозғалмалы нүктелі Электромеханикалық 35 мм пленкамен перфокарталармен басқарылатын бағдарлама 1950 жыл Механикалық релелер ENIAC 1945 жылғы желтоқсан Ондық Электрондық Патч-кабельдер мен қосқыштармен басқарылатын бағдарлама ✔ Вакуумдық түтікше триодтық триггерлер Manchester Baby 1948 жылғы маусым Екілік Электрондық Екілік бағдарлама пернетақтадан жадқа енгізілді (бірінші электрондық сақталатын бағдарламалық цифрлық компьютер) ✔ Уильямс катодтық сәулелік түтікшесі EDSAC 1949 жылғы мамыр Екілік Электрондық Бес биттік операциялық код және айнымалы ұзындықтағы оператор (кең қоғамға есептеу қызметтерін ұсынатын бірінші сақталатын бағдарламалық компьютер) ✔ Меркурийлік кешіктіру желілері
If the analytical engine had been built, it would have been digital, programmable and Turing complete. It would, however, have been very slow. Luigi Federico Menabrea reported in Sketch of the Analytical Engine: "Mr. Babbage believes he can, by his engine, form the product of two numbers, each containing twenty figures, in three minutes". By comparison the Harvard Mark I could perform the same task in just six seconds (though it's debateble that computer is Turing complete; the ENIAC, which is, would also have been faster). A modern CPU could do the same thing in under a billionth of a second. Name First operational Numeral system Computing mechanism Programming Turing complete Memory Difference engine Not built until the 1990s (design 1820s) Decimal Mechanical Not programmable; initial numerical constants of polynomial differences set physically Physical state of wheels in axes Analytical Engine Not built (design 1830s) Decimal Mechanical Program controlled by punched cards ✔ (design; not built, yet) Physical state of wheels in axes Ludgate's Analytical Engine Not built (design 1909) Decimal Mechanical Program controlled by punched cards ✔ (not built) Physical state of rods Torres' Analytical Machine 1920 Decimal Electro mechanical Not programmable; input and output settings specified by patch cables Mechanical relays Zuse Z1 1939 Binary floating point Mechanical Not programmable; cipher input settings specified by patch cables Physical state of rods Bombe 1939 (Polish), March 1940 (British), May 1943 (US) Character computations Electro mechanical Not programmable; cipher input settings specified by patch cables Physical state of rotors Zuse Z2 1940 Binary fixed point Electro mechanical (mechanical memory) Program controlled by punched 35 film stock (no conditional branch) Physical state of rods Zuse Z3 May 1941 Binary floating point Electro mechanical Program controlled by punched 35 film stock (but no conditional branch) In theory Mechanical relays Atanasoff–Berry Computer 1942 Binary Electronic Not programmable; linear system coefficients input using punched cards Regenerative capacitor memory Colossus Mark 1 December 1943 Binary Electronic Program controlled by patch cables and switches Thermionic valves (vacuum tubes) and thyratrons Harvard Mark I – IBM ASCC May 1944 Decimal Electro mechanical Program controlled by 24 channel punched paper tape (but no conditional branch) Debatable Mechanical relays Colossus Mark 2 1 June 1944 Binary Electronic Program controlled by patch cables and switches Conjectured Zuse Z4 March 1945 (or 1948) Binary floating point Electro mechanical Program controlled by punched 35 film stock In 1950 Mechanical relays ENIAC December 1945 Decimal Electronic Program controlled by patch cables and switches ✔ Vacuum tube triode flip flops Manchester Baby June 1948 Binary Electronic Binary program entered into memory by keyboard (first electronic stored program digital computer) ✔ Williams cathode ray tube EDSAC May 1949 Binary Electronic Five bit opcode and variable length operand (first stored program computer offering computing services to a wide community). ✔ Mercury delay lines
Танымал мәдениетте
Киберпанк романдарының авторлары Уильям Гибсон мен Брюс Стерлинг «Артықшылық қозғалтқышы» атты альтернативті тарихқа негіделген паропанк романын бірлесіп жазды, онда Бэббидждің айырмашылық және аналитикалық қозғалтқыштары Виктория дәуіріндегі қоғамға қолжетімді болды. Роман есептеу технологиясының ерте пайда болуының салдары мен маңызын зерттейді. Джек Нимерсхаймның «Модем арқылы Мориарти» атты әңгімесінде Бэббидждің аналитикалық машинасы аяқталғаны және британ үкіметі тарапынан жоғары құпия деп танылғаны туралы баламалы тарих сипатталады. Шерлок Холмс және Мориарти кейіпкерлері іс жүзінде аналитикалық қозғалтқыш үшін жазылған прототиптік бағдарламалар жиынтығы болған. Бұл әңгіме Холмстың бағдарламасының қазіргі заманғы компьютерлерде іске қосылуын және оның Бэббидждің аналитикалық машинасының қазіргі заманғы нұсқаларында өзінің жауымен тағы да бәсекелесуге мәжбүр болуын көрсетеді. Сидней Падуа «The Thrilling Adventures of Lovelace and Babbage» веб-комиксінде ұқсас оқиғаны қолданады. Комиксте Ада Лавлейс пен Бэббидж аналитикалық қозғалтқышты жасап, Виктория патшайымының өтініші бойынша қылмыспен күресу үшін пайдаланған альтернативті тарих көрсетілген. Комикс Бэббидж мен Лавлейстің өмірбаяндары мен хат алмасулары бойынша жүргізілген жан-жақты зерттеулерге негізделген, содан кейін ол оқырмандарды күлдіру үшін өңделген. «The Orion's Arm» онлайн жобасында Бэббидж шабыттанған, толыққанды санасы бар механикалық компьютерлер – Machina Babbagenseii ұсынылған. Олардың әрқайсысы үлкен астероидтың көлемінде, тек микрогравитация жағдайында ғана тірі қала алады және адам миының жылдамдығының 0,5% жылдамдығымен деректерді өңдейді. Чарльз Бэббидж мен Ада Лавлейс «Доктор Хью» телесериалының бір эпизодында пайда болды. S12 E2 «Spyfall 2-бөлім». Онда қозғалтқыш көрсетіліп, оған сілтеме жасалған.
The cyberpunk novelists William Gibson and Bruce Sterling co authored a steampunk novel of alternative history titled The Difference Engine in which Babbage's difference and analytical engines became available to Victorian society. The novel explores the consequences and implications of the early introduction of computational technology. Moriarty by Modem, a short story by Jack Nimersheim, describes an alternative history where Babbage's analytical engine was indeed completed and had been deemed highly classified by the British government. The characters of Sherlock Holmes and Moriarty had in reality been a set of prototype programs written for the analytical engine. This short story follows Holmes as his program is implemented on modern computers and he is forced to compete against his nemesis yet again in the modern counterparts of Babbage's analytical engine. A similar setting is used by Sydney Padua in the webcomic The Thrilling Adventures of Lovelace and Babbage. It features an alternative history where Ada Lovelace and Babbage have built the analytical engine and use it to fight crime at Queen Victoria's request. The comic is based on thorough research on the biographies of and correspondence between Babbage and Lovelace, which is then twisted for humorous effect. The Orion's Arm online project features the Machina Babbagenseii, fully sentient Babbage inspired mechanical computers. Each is the size of a large asteroid, only capable of surviving in microgravity conditions, and processes data at 0.5% the speed of a human brain. Charles Babbage and Ada Lovelace were in an episode of Doctor Who. S12 E2 "Spyfall Part 2". Where the engine can be seen displayed and referenced.