制造巴貝奇的機(jī)器

在倫敦科學(xué)博物館成功制造出差分機(jī)2號(hào)之前，包括巴貝奇自己在內(nèi)，人們?cè)?jīng)多次嘗試制造差分機(jī)。1823年，巴貝奇從英國(guó)獲得了1700英鎊的資金。他聘請(qǐng)了當(dāng)時(shí)最優(yōu)秀的繪圖員和模具制造者之一約瑟夫·克萊門特（1779—1844）與他一起制造差分機(jī)1號(hào)，但他們兩個(gè)人在社交和性格方面有著天壤之別。巴貝奇是個(gè)性格敏感的學(xué)者，而克萊門特則性格直率，不圓滑。1832年，兩人因?yàn)殄X的問題產(chǎn)生爭(zhēng)執(zhí)，同時(shí)政府停止資助也導(dǎo)致了項(xiàng)目的中斷。盡管如此，克萊門特和巴貝奇還是制造出一臺(tái)展示品。這是19世紀(jì)早期以來高精密工程的最佳代表之一。19世紀(jì)50年代，兩名瑞典人——喬治·舒爾茨（1785—1873）和他的兒子愛德華——滿懷雄心地制造了好幾個(gè)版本的差分機(jī)。雖然舒爾茨所制造的差分機(jī)比巴貝奇的要小得多，可以放在桌面上，不需要占據(jù)整個(gè)房間，但從技術(shù)和數(shù)學(xué)角度來看，它們還是遠(yuǎn)遜于后者。最好的舒爾茨差分機(jī)只能以15位精度存儲(chǔ)4個(gè)數(shù)字。1859年，舒爾茨賣了一臺(tái)差分機(jī)給倫敦注冊(cè)總署，但是它缺乏很多巴貝奇設(shè)想的安全特性，而且很難操作，常常發(fā)生故障。舒爾茨父子并未能如愿借差分機(jī)賺到大錢，反而破了產(chǎn)。

計(jì)算機(jī)發(fā)展史

西卡爾德計(jì)算器 1623年

加法器 1642年

雅卡爾提花織機(jī) 1801年

巴貝奇差分機(jī)1號(hào) 1832年

巴貝奇分析機(jī) 1834年

巴貝奇差分機(jī)2號(hào) 1847年

舒爾茨差分機(jī) 1855年

解析

巴貝奇差分機(jī)（2號(hào)）

差分機(jī)主要由三部分組成：第一部分包括攜帶數(shù)字（0—9，分為奇數(shù)和偶數(shù)）的齒輪陣列、扇形齒輪和進(jìn)位杠桿。其余兩部分則分別是手動(dòng)曲柄以及“印刷機(jī)”。陣列按照從1到n的順序進(jìn)行標(biāo)記，每列可以存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)字。第n列總是存儲(chǔ)著一個(gè)常數(shù)，第一列則顯示計(jì)算的值。給陣列設(shè)置好初始值后，其余的操作都是自動(dòng)進(jìn)行的。要完成一整組加法，需將曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)4次，執(zhí)行以下四步動(dòng)作：第一步，所有偶數(shù)列與奇數(shù)列相加，然后偶數(shù)列歸零。歸零的同時(shí)，葉輪將它們的值傳遞到陣列之間的扇形齒輪上，與奇數(shù)列相加。如果有奇數(shù)列的結(jié)果為零，則進(jìn)位杠桿激活。第二步，由于進(jìn)位傳遞是由一系列旋臂完成的，因此扇形齒輪返回其原始位置，進(jìn)而還原偶數(shù)列的值。第三步與第一步相似，不過是將奇數(shù)列與偶數(shù)列相加。扇形齒輪將陣列1的值傳遞給印刷機(jī)。第四步則與第二步相似，但還原的是奇數(shù)列的值。

 

主要特點(diǎn)：

印刷機(jī)

雖然被叫做“印刷機(jī)”，但在差分機(jī)中，這一部分的主要目的要形成印刷用的鉛版，這樣就不必手工排版，從而避免表格當(dāng)中產(chǎn)生人為誤差。該設(shè)備有一些非常復(fù)雜的功能，包括可變行高、可變列數(shù)量、可變列邊距以及自動(dòng)換行。機(jī)器采用油墨將結(jié)果印刷到紙上以驗(yàn)證其輸出質(zhì)量。