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巴贝奇差分机是电动机械计算工具吗,巴贝奇制造的差分机

时间:2023-05-05 14:01:10 阅读:255445 作者:3364

历史上的差分机,是利用bqdyj提出的分步积分法原理计算多项式函数值的机械计算设备。功能单一,可以取代人力,用于计算多种三角函数和对数函数的数值。而这些数值主要用于航海和科学研究领域。英国数学家查尔斯•hxdnp,于1822年提出了自己的差分机设计思路,并获得英国政府资助。但直到1842年,都没有建造出可用的机器。建造失败的原因,一方面是当时的机械制造精度不足;另一方面,是因为hxdnp本人工作重心转移,提出了用途更为广泛的“分析机”设计思路。1847-1849年间,hxdnp改善了最初的差分机设计方案,推出“二代差分机”。后人按照这一版的设计方案,运用当时的技术,多次建造出了可以实际运作的差分机设备,从而证明hxdnp的方案并非空想。


hxdnp设计的差分机是现代计算机设计的先驱,如果能用比较经济的技术制造出来,当时的商业和政府数据处理需求达到今天的规模,那么hxdnp的思想可能在19世纪就引发了计算机革命。


他的机器通过“逐次差分”的计算来决定数字值,是一种能提高乘法速度和改进对数表等数字表的精确度。说到其中的原理,让我们从基础开始:

0的平方是0, 1的平方是1,2的平方是4,3的平方是9.据此,我们按照这样的规则得到4的平方:

计算一下已知平方之间的差:1^2 - 0^2 = 1, 2^ - 1^2 = 3, 3^2 - 2^2 = 5。然后,我们计算这些结果的差:3-1 = 2, 5-3 = 2。

注意看,这些差都是2,假设这个规律是成立的,那么我们可以得出这样的结论:(4^2 - 3^2) 和 (3^2 - 2^2) 之间的差也一定是2。

因为(4^2 - 3^2) 比 (3^2 - 2^2) 大2,所以 4^2 - 3^2 = 7, 4^2 = 3^2 + 7 = 16。现在我们已经知道4的平方了,就可依据1^2, 2^2, 3^2, 4^2 的值,继续计算5的平方,依此类推。

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