1.4巴贝奇机械自动计算机器可改为1.4巴贝奇自动计算机器

算盘比手写计算要先进得多,但是,计算者要用手拨动算盘的珠子。如果用算盘做乘法和除法运算,需要记住许多乘法和除法口诀,按一定的步骤进行计算——不断地拨动算盘珠子。

机器的发展,推动人们进一步思考,能否用机器替代人拨动算盘珠子,从而实现自动计算呢?

1834年前后,英国人查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)给出了这样的设计方案。基本原理是,像算盘一样构造出若干个柱子,每个柱子上由齿轮构造成类似于算盘上的多个珠子表达十进制数(0～9),如图1-5所示。

图1-5 巴贝奇设计的机械自动加法计算装置

用偶数柱子代表加数和结果,用奇数柱子代表进位(参见图1-1),这样能够更机械地执行运算。这样,用一个曲柄轴带动每个柱子的转动,曲柄轴每转一圈,执行一次加法或进位操作,奇数和偶数柱子交替执行一次加法。

第n个柱子的操作顺序是:

·执行加法,接收第n+1个柱子的进位(加法步骤);(www.xing528.com)

·执行进位操作;

·减为零,加到n-1个柱子上;

·完成某一位数的加法。

把2n个柱子连成排,就形成了可以计算n 位数的计算装置。然后,再用某种动力(例如蒸汽机或人工)带动机器的曲柄轴。这样,每个曲柄轴转一定的圈数,就可以完成一个柱子(某一位)的计算,一直到所有的柱子都完成计算或需要计算的所有位都完成计算,一次加法就完成了。

巴贝奇机器表达的十进制数范围也是有限的,2n个柱子只能进行n位数的运算,并不比算盘简洁实用。然而,巴贝奇机器的意义在于可以进行机械自动计算,而不是手工拨算盘珠子。

巴贝奇与差分机