Реферати українською » » Чарльз Бэббидж – людина, який випередив свою епоху


Реферат Чарльз Бэббидж – людина, який випередив свою епоху

років перебування на посаді професора Бэббидж не прочитав жодної лекції на університеті, прагнучи якнайбільше уваги приділяти розробці обчислювач ных машин. Але кафедра все-таки забирала кілька днів, у 1839 р. Бэббидж залишає дуже почесну долж ность, щоб надалі повністю присвятити себе роботі над вычис лительными машинами.

 

Разностная машина Бэббиджа

Французьке уряд у зв'язку із введенням метри ческой системи в вимір довжин, терезів тощо. п. прагнуло впровадити принцип десятичности в різні про ласти, зокрема, була спроба запровадити розподіл окружності не так на 360°, але в 400 частин, т. е. кожен квад рант ділити не так на 90°, але в 100 частин, а кожну соту частина квадранта — не так на 60, і навіть на 100 частин. Для такий перебудови вимагалося перелічити величезне число таблиць, переважно, тригонометрических пов'язаний ных із нею логарифмічних. З іншого боку, до переходу на метричну систему потрібно було скласти багато вспо могательных таблиць.

Уряд Франції поставило перед математи ками завдання підготувати необхідні таблиці на высо кому науковому рівні, і у досить стислі терміни. Руко водити складними і трудомісткими розрахунками було пору чено Р. Проні.

Проні від початку зрозумів, що з складання таблиць колишніми методами з допомогою кількох сотруд ников їй немає вистачить життя.

Якось у книгарні Проні побачив книжку Адамом Смітом включно «Дослідження про природу і причини багатства народів». Сміт розглядаючи мануфактуру як типову форму підприємства, приписував на вирішальній ролі у розвитку продуктивних сил мануфактурному поділу праці. Саме ця вразило Проні у книзі Сміта, не відриваючись прочитав перші глави цієї праці та в нього виникли з використання поділу праці для розрахунку нових логарифмічних таблиць. У Парижі було випущено брошура, у якій описувався процес обчислення таблиць. 

Після ознайомлення з цим брошурою Бэббидж вирішив застосувати метод Проні під час створення своєї машини.

У основу роботи машини Бэббидж вирішив покласти з вестное властивість багаточленів, яке у тому, що й до нечные різниці відповідних порядків (залежать від ступеня багаточлена) рівні нулю. Машину, працюю щую у цьому принципі, він їх назвав разностной.

Разностная машина (1822)

Основним елемента разностной машини Бэббидж вибрав зубцювате рахункове колесо, применявшееся в цифрових обчислювальних пристроях з XVII в. Кожне колесо, призначено для запам'ятовування одного розряду десяткового числа. Оскільки Бэббидж проекти ровал машину, що оперує з 18-разрядными числами, регістр (пристрій для зберігання одного числа) складалася з 18 рахункових коліс. Кількість регістрів на одиницю більше ступеня полинома, що становить вычисляемую функцію (один регістр призначений для зберігання зна чения функції, інші — для запам'ятовування кінцевих разностей). Машина, створювана Бэббиджем, предназна чалась до розрахунку полиномов шостий ступені та соответ ственно мала мати сім регістрів.

На виконання операції складання разом із рахунок ными колесами регістрів, в машині мали исполь зоваться зубчасті колеса різних конструкцій (по троє коліс на кожне колесо регістру) й дуже называе мые настановні пальці на спеціальних вісях. Кон структивно обчислювальний блок разностей машини є три низки вертикально розташованих осей з зубцюватими колесами і настановними пальцями. Перший ряд становлять осі зі счётными колесами реги стров, другий ряд — осі з зубцюватими колесами для торб мирования та третій ряд — осі з настановними пальцями на підготовку на роботу коліс другого низки. Діаметр рахунок ного колеса регістру 12,7 див. Обчислювальний блок мало шини повинен мати 3 метрів за довжину, і 1,5 метрів за ширину. Поруч із обчислювальним блоком у складі машини мало входити принтер.

Під час проектування разностной машини Бэббидж перед ложил і лише частково реалізував ряд цікавих техниче ских ідей. Так розділив виконання операцій пере носа десятків при додаванні на два такту: підготовлювач ный (виконується під час операції складання) і соб ственно перенесення. Це нововведення, згодом широко применявшееся в механічних обчислювальних влаштуй ствах, дозволило істотно знизити навантаження на робочі елементи машини. Проектуючи зв'язок між обчислювач ным блоком і які друкують пристроєм, Бэббидж передбачив можливість суміщення у часі процесів обчислень і друкування результатів.

Основне призначення разностной машини Бэббидж бачив у складанні таблиць. Машина дозволяла також перевіряти таблиці складені раніше. І тому операції мали здійснюватися у порядку, т. е. від полинома до кінцевим разностям.

У роботах Бэббидж висловлює думку про можливість використання разностной машини до розрахунку функцій, які мають постійних разностей. Він - пише, що вони протабулировал що з спеці альных функцій. У тому числі, наприклад, функція, у якій треті різниці рівні числу одиниць перших разностей; може статися розрахована таблиця, у якій треті різниці постійні і від 1/10000 перших раз ностей.

Можливості разностной машини були досить широкі. З використанням деяких додаткових нескладних вузлів машина могла видобувати коріння з чисел. Точність результату можна було тим більша, чим було рахункових коліс в машині, т. е. залежала тільки від її конструкції.

Працювати створення разностной машини Бэббидж почав невдовзі після 1812 р. Розробка і на будівництво хутра нической обчислювальної машини представляв у той час складну проблему. Чимало з те, що довелося б Бэббиджу, немає. Він був винаходити як вузли і механізми, а й у окремих випадках — кошти на їх виготовлення. Інженерну допомогу підлозі чить важко було і дорого, кваліфікованих робочих також було важко знайти. Проблемою було і дости жение необхідної точності обробки металу.

У 1819 р. Бэббидж зустрічається з секретарем Корольов ского суспільства Волластоном і обговорює з нею питання, пов'язані з разностной машиною. Волластон схвально відгукнувся про роботу Бэббиджа.

За всіх складнощі Бэббидж зумів до 1822 р. побудувати невелику діючу разностную машину. І на цій машині Бэббидж розрахував, наприклад, таблицю ква дратов.

Після закінчення першої разностной машини Бэббидж був практично повний ентузіазму. Він вважає, основні труднощі вже подолані, і тому його подальші плани були досить оптимістичні.

Доля разностной машини

У 1822 р. Бэббидж звернувся до президента Корольов ского суспільства Деві листом, у якому пропонував постро ить разностную машину значно більших розмірів, ніж попередня, до розрахунку, насамперед, астро номических і навігаційних таблиць.

Бэббидж звернувся по медичну допомогу й у Астрономическое суспільство. Обидва суспільства охоче відгукнулися про новий проекті Бэббиджа. За сприяння Королівського суспільства, що офіційно підтвердило практичну здійсненність схеми машини, в 1823 р. між Бэббиджем і канцлером казначейства було заклю чено досить розпливчасте угоду, яким уряд надавало для роботи над мало шиною та у необхідних матеріалах, а Бэббидж мав би через 3 роки закінчити розробку машини. У тому ж 1823 року Бэббидж почав працювати над нової машиною.

Бэббидж вважав, що у її будівництво має піти дватри роки при витратах 3 - 5 тисяч фунтів стерлінгів, причому у остаточному вигляді вагу машини повинен соста вити приблизно дві тонни. Робота над цієї машиною було побудовано майстерня, притягнуті інженери і креслярі.

13 червня 1823 р. Бэббидж нагородили першої золотий медаллю Астрономического суспільства. У промові, вимовленою із нагоди цього нагородження, президент суспільства Р. Коулбрук високо оцінив непересічне значення машини Бэббиджа для астрономічних розрахунків: «У жодній галузі чи техніки це винахід може бути використано так ефективно, як і астрономії і пов'язаних із нею областях, соціальній та різних розділах техніки, залежать від них. Ні розрахунків більш трудо ємних, ніж, що найчастіше потрібні астрономії; немає апаратури, більш яка потрібна на початкової обробки даних; немає і помилок, більш приносять збитки. Практично астронома переривають у його заняттях і відволікають від спостережень стомливою розрахункової роботою, інакше її старання у спостереженнях стають неефективними через необхідність подальших расче тов. Нехай допомогу, яку дають попередньо розраховані таблиці, буде необмежено зростати завдяки винаходу Бэббиджа, тоді легшим стане найбільш стомлива частина праці астронома і дослідженням в астрономії буде надано додатковий поштовх». Робота Бэббиджа «за розмахом та результатів не справляє враження щось виконане раніше допомоги під час проведення оперативних розрахунків».

Попри настільки хороше початок і оптимістичні надії, разностная машина була виготовлено навіть за десятиліття, хоча її будівництво було спрямовано 17 тис. фунтів стерлінгів урядових засобів і 13 тис. власні кошти Бэббиджа.

На разностную машину потрібно дедалі більше коштів. І про Бэббидже лихословлять як і наукових колах, і у чи тературных. Згодом счи талі навіть, що Бэббидж сам собі надав 17 тисяч фунтів урядових коштів, хоча грошова документація нього була в ідеальному порядку, враховувався каж дый витрачений пенс. Наприкінці 1827 р. на машину вже було витрачено 3475 фунтів стерлінгів. Перед поїздкою на конти нент Бэббидж виділив ще 1000 фунтів зі своїх лич ных грошей.

Бэббидж приділяв багато уваги скорочення часу операцій і цього неодноразово перераба тывал вузли машини. Зазвичай при додаванні вручну скла дывают одиниці вихідних чисел, перенесення, якщо є, запам'ятовують і додають при додаванні десятків чисел; потім запам'ятовують перенесення десятків і додають при сло жении сотень тощо. буд. Працюючи машиною можна виконати поразрядное складання, запам'ятати перенесення і далі осу ществить їх складання з отриманим числом; це і буде остаточна сума. Таке складання виконується в разностной машині з допомогою механічного способу перенесення.

Через брак механізмів, кваліфікованих зі трудников, грошей, нескінченних поправок і у конструкції машини — виникали численні кін фликты, робота рухалася вкрай повільно. Це з вело до того що, що ентузіазм оточуючих, зокрема і уче ных, змінився недовірою. Поступово з посади отвер нулись майже всі.

На початку 1833 р. невелику частину машини була побудована. Випробування показали, що вона виконує дії із запланованою влучністю і швидкістю.

Виявляючи стійкий інтерес до проблем теорії чисел, Бэббидж розрахував у своїй машині таблицю значе ний функції x2 + x + 41, що дозволить одержувати прості числа.

Попри те що, що існують певні успіхи у створенні разностной машини були явні, Бэббидж в 1833 р. фактично майже припинив роботу з неї. Він: «У цей час обставини, якими було управляти, привели мене до вирішення тимчасово приостано вити роботу з поліпшенню конструкції машини».

У листопаді 1842 р. Гоулбури, канцлер скарбниця чейства кабінету Р. Пиля, ознайомив Бэббиджа з оконча тельным рішенням уряду стосовно разностной машини. У ньому зазначалося, що уряд жалкує з приводу необхідності відмовити підтримка будівлі разностной машини через великі і невиразних витрат, необхідних її завершення. Під час обговорення питання на парламенті тільки один член парламенту проголосував надання допомоги Бэббиджу. Бэббиджу не вдалося завершити велику разностную машину Невелика частина машини, готова до 1833 р., могла розраховувати полиномы з разностями третього порядку й мав, задовільну швидкість. Незаконченная разностная машина разом з усіма кресленнями в 1843 р. здала, для зберігання музей Королівського коледжу у Лондоні З її частин згодом було побудовано демонстраційна модель, яка знаходиться в Кембриджі.

Бэббидж всіма засобами намагався пропагувати свою машину, але, попри всі зусилля, їй немає удалоесь домогтися, щоб машина було представлено на першою міжнародною промислової виставці у Лондоні 1849 р. Лише 1862 р., коли Бэббиджу йшов 71-й рік, частина разностной машини, яка зберігалася Королівському коледжі, було показано на міжнародній виставці у Лондоні Південному Кенсінгтоні. Але машину помістили у кімнаті, одночасно оглядати її могли лише кількох людей. Бэббидж разом із молодшим сином підготував плакати, поясняющие принцип роботи машини, та їх не мали повісити, бо в стінах кімнати демонструвалися килими і клейонки.

Після закриття виставки музей Королівського коледжу відмовився прийняти машину назад. Разностная машині й зроблені Бэббиджем плакати було передано до На учный музей під Одесою Кенсінгтоні.

У Бэббиджа виявилися безпосередні послідовники у роботі разностной машиною. Шведи Георг і Едвард Шейц (батько із сином) в 1840г. сконструювали діючу модель разностной машини, а 1853 р. виготовили і машину, що працювала до четвертих разностей з де сятичными числами довжиною 15 розрядів. Машина Шейцев демонструвалася у Лондоні 1854 р. у Парижі в 1855 р., де йому присуджували золота медаль. Опис машини було опубліковано 30 червня 1855 р. в «Иллюстрированных лондонських новинах». Бэббидж клопотався перед Королівським суспільством про нагородження Шейцев пошана ными медалями. Машина перебувала потім у Дадлеевской обсерваторії в Олбени (штат Нью-Йорк) і использова лася до розрахунку астрономічних таблиць.

За життя Бэббиджа сконструювали ще одне разностная машина. Її виготовив швед М. Виберг, в 1863 р. машина демонструвалася у Парижі. У машині Виберга використовувалися основні ідеї разностной мало шини Бэббиджа, проте конструкція її була удач іншої.

Кілька разностных машин було створено після смер ти Бэббиджа. У 1876 р. разностную машину побудував Дж. Грант (США), в 1909 р.— відомий німецький кін структор арифмометрів До. Гаман, в 1933 р. — англійський учений Л. Комри, якому, як і поза століття доти Ч. Бэббиджу, було надано фінансову допомогу правитель ства. Хоча машина Комри була найбільш продуктивної серед усіх разностных машин (табулювання з 13 зна ками функцій, мають постійні шості різниці), вона все-таки поступалася

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Чарльз Дарвін
    «Якщо дозволимо дати собі волю уяви, може раптом виявитися, що –брати по болю, хворобам, смерті,
  • Реферат на тему: Чорний барон
    "Біла армія, знову готують нам царський трон. Але від тайги до британських морів Червона Армія
  • Реферат на тему: Чернишевський Н.Г.
    Чернишевський, Микола Гаврилович (12(24).VII.1828, Саратов - 17(29).Х.1889, там-таки) - економіст,
  • Реферат на тему: Чехов та її зв'язку з медициною
    КУБАНСКАЯ ДЕРЖАВНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ Кафедра соціальної медицини Зав. кафедрою: професор Войцехович
  • Реферат на тему: Суспільно-політична діяльність Костомарова
    Академія роботи й соціальних відносин Федерації профспілок України Реферат на задану тему: Виконав:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація