1800 के दशक में, चार्ल्स बैबेज ने पहले कंप्यूटर का आविष्कार किया, फिर "कंप्यूटर" शब्द का एक अलग अर्थ था, और उन्होंने अपने आविष्कार को एक अंतर मशीन या एक विश्लेषणात्मक मशीन कहा। सरल आविष्कारक अपने समय से आगे था, लेकिन, दुर्भाग्य से, अपने आविष्कार को पूरा नहीं किया, और केवल सौ साल बाद पहला वास्तविक कंप्यूटर का आविष्कार किया गया था, लेकिन यह एक और कहानी है। और आज का लेख Babbage विश्लेषणात्मक इंजन के बारे में।
बैबेज के चित्र के अनुसार, मशीन में निम्नलिखित भाग शामिल होने चाहिए:
1. वेयरहाउस - हार्ड ड्राइव, मेमोरी; 2. मिल - प्रोसेसर; 3. स्टीम इंजन - बिजली की आपूर्ति; 4. प्रिंटर - प्रिंटर; 5. संचालन के नक्शे - कार्यक्रम; 6. चर नक्शे - संबोधित प्रणाली; 7. संख्यात्मक कार्ड - संख्या दर्ज करने के लिए; 8. नियंत्रण ड्रम - माइक्रोप्रोग्राम।स्व-गणना मशीन
इस लेख में, हम विश्लेषणात्मक मशीन की संरचना का पता लगाने की कोशिश करेंगे, लेकिन इसके साथ शुरू करने के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह 1740 के दशक से व्यापक "स्वचालित" (स्व) तंत्र के परिवार से संबंधित था।
हालांकि बैबेज ने इस अवधारणा के उपयोग से परहेज किया, यह इस तरह से समाचार और प्रकाशनों में वर्णित किया गया था:
नाश्ते में मुझे श्री बैबेज के बगल में बैठने का आनंद था, जो हमारे हलकों में ज्ञात स्वयं-गणना मशीन के आविष्कारक थे। उसकी टकटकी इतनी भयावह लगती है, मानो वह विज्ञान को देखता है - या कोई अन्य वस्तु जो उसके ध्यान की वस्तु बन गई है - और उसके माध्यम से।
एडी सेडविक, 1841
केन्द्रापसारक नियामक औद्योगिक युग के "स्व-अभिनय" तंत्रों में से पहला है। वैसे, यह वह है जो भाप इंजन के सबसे पहचानने योग्य भागों में से एक है।
जब इंजन में तेजी आती है, तो गेंद केन्द्रापसारक बल के प्रभाव में धुरी से विचलित हो जाती है, इस वजह से, क्लच चलता है और भाप के प्रवाह को प्रतिबंधित करता है, और मशीन धीमा हो जाती है। मशीन को धीमा करने से गेंदें कम हो जाती हैं और इससे वाल्व खुल जाता है - भाप प्रवाह खुल जाता है, चक्र बंद हो जाता है।फ़र्क मशीन का डिज़ाइन अपने आप ही अंकगणित के समान था, और, अंकगणित की तरह, मशीन में गियर की एक लंबी श्रृंखला शामिल थी जो संख्याएँ जोड़ते हैं और फिर योग देते हैं।
1834 में, बैबेज ने डिजाइन में सुधार किया, और कार को वापस राशि वापस करने के लिए धन्यवाद, अधिक जटिल गणना उपलब्ध हो गई।
एनालिटिकल मशीन का काम "अपनी पूंछ को ख़त्म करना" पर आधारित था, और सिस्टम ने गियर की एक जटिल श्रृंखला के लिए धन्यवाद काम किया, जो पंच कार्ड और ड्रम द्वारा नियंत्रित होते थे, मात्राओं की गणना करते थे और परिणामों को एक गोदाम में भेजते थे, जिसमें गियर की एक श्रृंखला होती थी।
लगभग सब कुछ इस तरह से बातचीत की:
- ऑपरेशन कार्ड (ए) चर कार्ड (बी) से संकेत मिलता है कि आपको गणना के लिए संख्या का अनुरोध करने की आवश्यकता है;
- संख्याओं को संख्यात्मक कार्ड (सी) या एक गोदाम (डी) से दर्ज किया जाता है और वैकल्पिक रूप से इनपुट अक्ष (ई) पर पहुंचता है;
- इनपुट अक्ष केंद्रीय पहियों (एफ) के लिए नंबर स्थानांतरित करता है;
- ऑपरेशन कार्ड संख्या या गुणा या अन्यथा जोड़ने के लिए एक कमांड देता है, और रीलों (जी) उस स्थिति में घुमाते हैं जिसमें उनके पिन ऑपरेशन के अनुरूप होंगे।
- ड्रम लीवर को केंद्रीय पहियों से जोड़कर लीवर को सक्रिय करते हैं। और पहले से ही मिल में, कुछ डिवाइस अतिरिक्त, गुणा और अन्य कार्यों के लिए जिम्मेदार हैं;
- गियर्स मूल संख्याओं का गुणन करते हैं;
- चक्की, यदि आवश्यक हो, तो लूप क्रियाओं, पंच कार्ड के विभिन्न अनुभागों को आदेश प्रेषित कर सकते हैं;
- परिणाम आउटपुट अक्ष (I) पर पड़ता है।
- आउटपुट अक्ष प्रिंटर (डी) के लिए डेटा स्थानांतरित करता है या चर कार्ड के अनुसार गोदाम में भेजता है;
- ऑपरेशन कार्ड रिंग (J) और मशीन को रोकने के लिए एक कमांड देते हैं। वह सब है!
मेमोरी: वेयरहाउस
किसी भी कंप्यूटर, स्टीम या इलेक्ट्रॉनिक, को डेटा स्टोर करने की क्षमता की आवश्यकता होती है। बैबेज के आविष्कार में, इसे एक गोदाम कहा जाता था, और लगभग पूरी मशीन की तरह, इसमें उच्च स्तंभों में स्थित गियर शामिल थे। प्रत्येक स्तंभ पर केवल एक संख्या को पचास अंकों से अधिक संग्रहीत नहीं किया गया था, और ऊपरी पहिया सकारात्मक या नकारात्मक रूप से निर्धारित किया गया था।
मेरे अनुमानों के अनुसार, इन प्रतिबंधों को विज्ञान की जरूरतों को पूरा करने से पहले एक लंबा समय लगेगा।
चार्ल्स बैबेज
बैबेज के चित्र में, गोदाम में उच्च संख्यात्मक स्तंभों की दो समानांतर पंक्तियाँ थीं, और उनमें से प्रत्येक में एक संख्या संग्रहीत थी। गोदाम के किनारों में से एक मिल के साथ संचार किया।
गियर के अलावा, संख्याओं को छिद्रों के संयोजन के रूप में संख्यात्मक चार्ट पर संग्रहीत किया जा सकता है: 
अपने आरेखों पर, चार्ल्स ने शीट के किनारे से परे फैले स्तंभों की एक श्रृंखला को चित्रित किया और अंतिम संख्याओं को इंगित नहीं किया जिन्हें मशीन का अंतिम संस्करण याद रख सकता था।
डेटा ट्रांसफर के लिए रेकी और वेरिएबल मैप्स
गोदाम से कार तक संख्याओं के हस्तांतरण के लिए, बैबेज ने
फिर से लंबे दांतों के साथ रैक के
गियर का उपयोग किया। गियर्स का उपयोग करते हुए गोदाम के प्रत्येक संख्यात्मक पहियों को रेल से जोड़ा गया था और उनकी मदद से मूल्यों को मिल और गोदाम के बीच स्थित छल्ले के एक विशेष स्तंभ में स्थानांतरित किया गया था, और उसी तरह संख्याओं को वापस गोदाम में स्थानांतरित किया गया था।
वेयरहाउस ए के पहिये रेल बी से गियर से जुड़े होते हैं। जब शून्यिंग, सलाद का पहिया इनपुट अक्ष को संचरित संख्या की स्थिति में बदल देता है।
गोदाम के दूर के छोर से नंबर को स्थानांतरित करने के लिए, कई मीटर लंबे गियर रैक की आवश्यकता थी।वैरिएबल मैप्स वेयरहाउस में पते दिखाते हैं, जहां से नंबरों का नमूना लिया जाता है। संख्यात्मक कार्ड से मान प्राप्त करने के लिए एक ही कार्ड को प्रोग्राम किया जा सकता है।
प्रत्येक पते को छेद के रूप में चर मानचित्र पर चिह्नित किया जाता है, और उनका संयोजन कुछ लीवर को स्विच करता है:
यदि कार्ड पर कोई छेद नहीं है, तो लीवर संलग्न नहीं है, लेकिन जैसे ही छेद दिखाई दिया, लीवर ने गियर को ब्रैकेट से जोड़ा। और गियर, ब्रैकेट के साथ बढ़ते हुए, इनपुट व्हील को रैक से जोड़ा।मिल कंप्यूटिंग
मिल में नंबर आने के बाद, मशीन के काम का मुख्य भाग शुरू होता है - अंकगणित संचालन बार-बार किया जाता है।
बैबेज द्वारा, जोड़, घटाव, गुणन और विभाजन के व्यक्तिगत नोड्स विकसित किए गए, साथ ही साथ उनके पसंदीदा तंत्रों में से एक - पूर्व-अनुवाद।
अपने प्रकाशनों में, बैबेज ने मशीन को मानवकृत किया और "एंड-टू-एंड ट्रांसफर" के बारे में लिखा:
एंड-टू-एंड ट्रांसफर के मामले में, मशीन प्रत्याशा के अनुसार अनुमान लगाने और कार्य करने में सक्षम है।
चार्ल्स बैबेज
बेशक, संख्या को स्थानांतरित करने से पहले, इसे जोड़ना आवश्यक था, और यह इस तरह हुआ:
व्हील ए को शून्य पर रीसेट किया गया है और पहले नंबर पर सेट किया गया है। दूसरा नंबर व्हील बी पर सेट किया गया है, जिसे व्हील ए के साथ जोड़ा गया है। पहले व्हील को जीरो करने से व्हील बी के मूल्य में उसमें समाहित संख्या जुड़ जाती है।
उदाहरण के लिए लें:
स्कूल अंकगणित को याद करें, जिसमें एक कॉलम और ट्रांसफर यूनिट शामिल हैं। यदि आप दोनों संख्याओं के अंकों को स्तंभों में रखते हैं, जैसा कि मशीन में किया जाता है, और उन्हें अंकों द्वारा जोड़ते हैं, तो पहले मामले में कोई हस्तांतरण नहीं होगा, दूसरे में एक इकाई को स्थानांतरित किया जाएगा, और तीसरे में योग 9 होगा, लेकिन पहले स्थानांतरित की गई इकाई हस्तांतरण शुरू करेगी।
जब अंतर मशीन काम कर रही होती है, तो मशीन के पीछे ट्रांसफर लीवर की लहर जैसी गतिविधियां देखी जा सकती हैं। नई तबादलों की शुरुआत के सत्यापन के साथ नीचे से इकाइयों के क्रमिक हस्तांतरण के कारण लहरें होती हैं।
यह चीज़ एक समय में इकाई को नीचे से ऊपर तक ले जाती है!कार्यक्रमों
उस समय कोई कार्यक्रम नहीं था, या बल्कि वे पहले से ही आविष्कार किए गए थे, लेकिन फिर उन्हें ऑपरेशन कार्ड कहा जाता था और कुछ इस तरह दिखता था:
संचालन का नक्शाकार्यक्रमों को एडा लवलेस द्वारा निपटा गया, और, सच्चे अभिजात वर्ग की तरह, उन्होंने काम करने वाले तंत्र से संपर्क किए बिना ड्रम और चर कार्ड के आदेश दिए। यहां तक कि सरल जोड़ में कई विवरण शामिल थे, और एक बड़े ड्रम की मदद से एक लीवर अस्सी अन्य लीवर के लिए कोई भी मूल्य निर्धारित कर सकता था।
कार्ड पर छेद के अनुसार, ड्रम विभिन्न वर्गों में लीवर को घुमाता है, जिसमें एक निश्चित कोड होता है और लीवर के विभिन्न सेट का उपयोग करता है।
और हालांकि ड्रम बैरल-पहियों से मिलते-जुलते हैं, वे अलग तरह से काम करते हैं। निरंतर घुमाव के बजाय, ड्रम एक निश्चित स्थिति में घूमता है और फिर आवश्यक लीवर के सेट को आगे बढ़ाता है और सक्रिय करता है।
ऑपरेशन कार्ड रील और वेरिएबल कार्ड दोनों को नियंत्रित करते हैं, और कुछ इस तरह दिखते हैं:
पंच कार्ड
पहली पंच-कार्ड प्रणाली एक जेकक्वार्ड मशीन थी, और यह बैबेज था जो इससे प्रेरित था।
जैक्वार्ड का मानचित्र, 1850उनके ऑपरेशन का सिद्धांत एक ही समय में सरल और सरल है: लीवर को पकड़े हुए पंच कार्ड को उतारा जाता है, कार्ड को स्प्रिंग-लोडेड क्षैतिज पिन के सेट में दबाया जाता है। यदि पिन के नीचे कोई छेद नहीं है, तो कार्ड पिन को शिफ्ट करता है और रॉड को हुक से झुकाता है ताकि यह पिन से चिपके। फिर पिन उन पर हुक के साथ ऊपर की ओर बढ़ते हैं।
तर्क और चक्र
पंच कार्ड और गियर महान हैं, लेकिन वे अंतर मशीन को कंप्यूटर नहीं बनाते हैं। दशमलव अंकगणित की गणना के लिए एक उपकरण से, मशीन एक छोटे से भाग के लिए कंप्यूटर में बदल जाती है - एक सशर्त लीवर।
यदि गणना के परिणाम को कार्यक्रम द्वारा आगे की कार्रवाई की आवश्यकता होती है, तो यह लीवर स्वचालित रूप से कम हो जाता है। और यदि एक ड्रम ड्रम की एक निश्चित स्थिति पर है, और फिर लीवर को उतारा जाता है, तो गणनाओं का एक नया चक्र शुरू किया जाता है।
इस प्रकार, सशर्त लीवर चक्र को बंद कर देता है, और मशीन "अपनी पूंछ खाती है": पंच कार्ड रीलों को नियंत्रित करते हैं, रीलों मशीन, मशीन रीलों, और रीलों को छिद्रित कार्ड होते हैं।
इस पर मैं आज का लेख समाप्त करूंगा। यदि आपके पास कोई जोड़ है, तो मुझे टिप्पणियों में चर्चा करने में खुशी होगी।
आपका दिन शुभ हो और सटीक गणना हो!
संदर्भ:
“लवलेस और बैबेज का अविश्वसनीय रोमांच। पहले कंप्यूटर
की लगभग सच्ची कहानी "
पोस्ट करनेवाले: सिडनी पडुआ
प्रकाशक: मान, इवानोव और फेरबर, 2017
आईएसबीएन: 978-5-00100-943-6