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信息技术基础：

计算机、怎样编程与计算思维（Python版）

巴贝奇的分析机：未建成的通用计算机

巴贝奇

查尔斯·巴贝奇(CharlesBabbage)是英国的博

学家、发明家

在他的时代，航海、科学、工程和数学所需的计算

由人类计算员(humancomputer)来完成，抄写和计

算时容易出错

剑桥大学念书期间，他看到了这个问题需要机械化

管理的机会

CharlesBabbage(1791-1871)

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巴贝奇

“1812年，当他坐在分析学会的房间里，看着一个有很多错误的对数表格时，

他想到了用机器计算所有函数表。当时，法国政府用一种新的方法生成了几

个函数表。他们的三、四个数学家决定如何计算这些表格，还有六个数学家

将操作分解成简单的步骤。这些步骤只限于加减法，由八名计算员完成，而

这些计算员只懂加减法。巴贝奇突然意识到，这些无需专业技能的计算员的

工作如果被机器所取代，会更快更可靠。”

（来源：B.V.Bowden,FasterthanThought:ASymposiumonDigitalComputingMachines.

London:Pitman,1953,pp.8.）

✦自动化：将复杂的操作表示为有限种简单步骤的组合

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差分机

1819年，巴贝奇开始建造一台差分机

(DifferenceEngine)，一种基于差分的数学方

法自动计算多项式值的机器

1823年，获得英国政府1700英镑的资助

直到1842，仍没有完成差分机1号

政府在支付17000英镑后，放弃资助

1846-1849年期间，巴贝奇基于从分析机发展其子在巴贝奇死后从他实验

出的想法，改进了差分机1号，使用更少的室遗留的零件建造出的差分

零件并且更快，即差分机2号机1号的一部分

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差分机

后人制作的差分机2号：

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分析机

在差分机1号的建造期间，巴贝奇意识到实现一种通用(generalpurpose)

计算机的可能性，于1833年开始设计分析机(AnalyticalEngine)

这台分析机并没有投入建造，而是停留在一系列的设计修改中，直到1871年

巴贝奇逝世

分析机的规划图

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分析机

通用计算机：可以按照服务于普遍计算任务的一系列指令(instruction，

也称为程序，program)来运行，因此，它是可编程的(programable)

设想中的由蒸汽驱动的分析机，基本架构与现代计算机相似

程序(公式)和数据通过穿孔卡片输入给机器

为了输出，配备了打印机、曲线绘图仪和铃

一个存储器(称为store、仓库)可以存储1000个40位的十进制数字

一个运算器(称为mill、工厂)，