本帖最后由 xiaobing86203 于 2018-2-26 19:32 編輯
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# ~* t' t8 f9 g' h3 b4 i! H+ _4 q 今天我們來認(rèn)識一下機械史上最強大腦：英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇，他是可編程計算機的發(fā)明者，計算機的先驅(qū)。他設(shè)計過的計算機器有差分機、分析機和第二個差分機。差分機可謂是機械史最復(fù)雜的巔峰之作。
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在英國政府的支持下，巴貝奇在 1822 年開始了差分機的設(shè)計和制造，希望將從計算到印刷的過程全部自動化，這樣就可以避免人為誤差。差分機使用有限差分方法來機器計算多項式函數(shù)的值。 ; m/ _1 }% k. k; o6 I6 }6 Z8 M
有限差分方法是個簡單但功能強大的技巧，它用重復(fù)加減的過程來避免需要的乘法和除法。 差分機一號局部裝置
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不過由于當(dāng)時制造工藝水平較低，這個 10 英尺高，10 英尺寬，5 英尺長，重 2 噸，以蒸汽機驅(qū)動的龐然大物在 10 年間只完成了七分之一，看不到未來的英國政府不得不停止了對該項目的支持（畢竟按照這個趨勢，要 70 年才能完成）。
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差分機一號已完成的七分之一 - _5 X) A" U, G
差分機結(jié)構(gòu)圖 # {8 `# f [, F. U& c! U! F& p
雖然失去了政府的支持，但是在設(shè)計和制造差分機的十年讓巴貝奇有了設(shè)計更強大機器的能力，更加精密的分析機因此面世。 # G: L! }6 S. _
分析機模型
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它能用多項式展開的方法計算對數(shù)和三角函數(shù)，具體的計算過程則是用打孔卡片輸入，完成類似匯編語言的程序指令。
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分析機部分組件的實驗?zāi)Ｐ�，巴貝奇自制，現(xiàn)藏倫敦科學(xué)博物館
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設(shè)計和嘗試建造這個充滿傳奇色彩的機器成了他整個下半生的夢想。這個分析機的設(shè)計理念比差分機更超前，向未來穿越了大概一個世紀(jì)。
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6 w( b! w# x* p9 Q" D在分析機之后，在1847~1849 年間巴貝奇運用在開發(fā)過程中得到的心得，重新設(shè)計了差分機2號，它可以計算到 31 位數(shù)及第7階差，而且零件數(shù)還只有差分機1號的 1/3�？上У氖�，這時候巴貝奇已經(jīng)找不到愿意出資的人了，因此差分機2號也只停留在了紙面上。
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差分機2號
! P( F) s1 V; v d3 C! r$ W第二個差分機在1849年設(shè)計出來卻在有生之年只實現(xiàn)了很小一部分。盡管如此，巴貝奇為電腦科學(xué)留下了一份極其珍貴的精神遺產(chǎn)，包括30種不同設(shè)計方案，近2000張組裝圖和50000張零件圖。。。
0 B4 p* D9 `) I3 }1985年時，倫敦科學(xué)博物館照著巴貝奇的圖紙，打造了一臺完整的差分機2號，這臺巨大的手搖智能機械計算機，長3.35米，高2.13米，有4000多個零件，重2.5噸。 % | n [+ H9 Z' {$ d, }' L
倫敦科學(xué)博物館的差分機2號▼ + b7 t( H6 W M2 j# W/ U2 U+ x i
美國加州的計算機歷史博物館也有一臺差分機2號，是根據(jù)巴貝奇稍早的一個設(shè)計方案制作的。
* g5 }; I8 C7 v$ {0 F P加州計算機歷史博物館的差分機2號▼
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發(fā)表于 2018-2-26 19:32:35
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