分析机

分析机是由英国数学家和计算机先驱查尔斯巴贝奇设计的一种机械通用计算机。 它于 1837 年首次被描述为巴贝奇差分机的继承者，后者是一种更简单的机械计算器的设计。

分析机结合了算术逻辑单元、条件分支和循环形式的控制流以及集成内存，使其成为xxx个可以用现代术语描述为图灵完备的通用计算机设计。 换句话说，分析机的结构与电子时代主导计算机设计的结构基本相同。 分析机是查尔斯·巴贝奇最成功的成就之一。

由于与总工程师的冲突和资金不足，巴贝奇从未能够完成他的任何机器的建造。 直到 1941 年，在巴贝奇于 1837 年提出开创性分析机的一个多世纪之后，康拉德·楚泽 (Konrad Zuse) 才建造出xxx台通用计算机 Z3。

巴贝奇对机械计算设备的首次尝试，即差分机，是一种专用机器，旨在通过评估有限差分来创建近似多项式来对对数和三角函数进行制表。 这台机器的建造从未完成； 巴贝奇与他的总工程师约瑟夫克莱门特发生冲突，最终英国政府撤回了对该项目的资助。

在这个项目中，巴贝奇意识到更通用的设计，分析机，是可能的。 分析机的设计工作始于 1833 年左右。

输入由程序（公式）和数据组成，将通过穿孔卡提供给机器，当时使用这种方法来指导提花织机等机械织机。 对于输出，机器将配备打印机、曲线绘图仪和铃铛。 该机器还可以将数字打到卡片上，以便稍后读取。 它采用普通的 base-10 定点算法。

有一个存储器（即存储器）能够存储 1,000 个数字，每个数字为 40 位十进制数字（约 16.6 kB）。 一个算术单元（磨坊）将能够执行所有四种算术运算，加上比较和可选的平方根。 最初（1838 年），它被设想为一个向后弯曲的差分机，大致呈圆形布局，长存储从一侧退出。 后来的图画（1858 年）描绘了规则化的网格布局。 就像现代计算机中的中央处理单元 (CPU) 一样，磨坊将依靠自己的内部程序，以钉子的形式存储在称为桶的旋转鼓中，以执行用户一些更复杂的指令 的程序可能会指定。

用户使用的编程语言类似于现代汇编语言。 循环和条件分支是可能的，因此构想的语言应该是图灵完备的，正如艾伦图灵后来所定义的那样。 使用了三种不同类型的穿孔卡：一种用于算术运算，一种用于数值常量，另一种用于加载和存储操作，将数字从存储转移到算术单元或返回。 三种类型的卡片有三个独立的读卡器。 巴贝奇在 1837 年到 1840 年间为分析机开发了大约两打程序，后来又开发了一个程序。 这些程序处理多项式、迭代公式、高斯消元法和伯努利数。

1842 年，意大利数学家路易吉·费德里科·梅纳布雷亚 (Luigi Federico Menabrea) 根据巴贝奇 (Babbage) 于 1840 年访问都灵时所做的演讲，用法语发表了对发动机的描述。1843 年，该描述被翻译成英文，并由艾达·洛夫莱斯 (Ada Lovelace) 进行了大量注释，她对此产生了兴趣 在八年前的引擎中。 为了表彰她对 Menabrea 论文的补充，其中包括使用机器计算伯努利数的方法（被广泛认为是xxx个完整的计算机程序），她被描述为xxx个计算机程序员。

在他晚年，巴贝奇想方设法建造一台简化版的机器，并在 1871 年去世前组装了它的一小部分。

1878 年，英国科学促进会的一个委员会将分析机描述为机械独创性的奇迹，但建议不要建造它。 委员会承认这台机器的实用性和价值，但无法估计建造它的成本，也不确定机器在建造后是否能正常运行。

从 1880 年到 1910 年，巴贝奇的儿子亨利·普雷沃斯特·巴贝奇 (Henry Prevost Babbage) 断断续续地建造了磨坊和印刷设备的一部分。 1910 年，它能够计算出一个（错误的）圆周率的倍数列表。 这只是整个引擎的一小部分； 它不是可编程的，也没有存储空间。