Pirmasis kompiuteris: Charleso Babsego analitinis variklis

Šiuolaikinis kompiuteris gimė dėl neatidėliotinos būtinybės po Antrojo pasaulinio karo įveikti Nacizmas per naujoves. Tačiau pirmasis kompiuterio pakartojimas, kaip mes jį suprantame, atsirado daug anksčiau, kai 1830-aisiais išradėjas, vardu Charlesas Babbage'as, suprojektavo įrenginį, vadinamą Analytical Engine.

Gimė 1791 m. Anglų bankininkui ir jo žmonai, Charlesas Babbage'as (1791–1871) ankstyvame amžiuje susižavėjo matematika, mokydamasi algebros ir plačiai skaitydamas apie žemyninę matematiką. Kai 1811 m. Jis nuvyko į Kembridžą studijuoti, jis atrado, kad jo dėstytojai neturi naujojo matematinio kraštovaizdžio ir kad, tiesą sakant, jis jau žinojo daugiau nei jie. Todėl jis pats ėmėsi 1812 m. Įkurti Analitikų draugiją, kuri padėtų pertvarkyti matematikos sritį Didžiojoje Britanijoje. 1816 m. Jis tapo Karališkosios draugijos nariu ir buvo kelių kitų draugijų įkūrėjas. Viename etape jis buvo Lukasijos matematikos profesorius Kembridže, nors jis atsistatydino iš darbo dėl savo variklių. Išradėjas jis buvo britų technologijos priešakyje ir padėjo sukurti modernias Britanijos pašto tarnybas, traukinių gaudytoją ir kitas priemones.

Babbage buvo Didžiosios Britanijos karališkosios astronomijos draugijos steigėjas ir netrukus pamatė naujovių šioje srityje galimybes. Astronomai turėjo atlikti ilgus, sunkius ir daug laiko reikalaujančius skaičiavimus, kuriuos būtų galima pašalinti iš klaidų. Kai šios lentelės buvo naudojamos didelėse situacijose, tokiose kaip navigacijos logaritmai, klaidos gali būti mirtinos. Atsakydamas „Babbage“ tikėjosi sukurti automatinį įrenginį, kuris gamins nepriekaištingas lenteles. 1822 m. Jis parašė draugijos prezidentui pone Humphry Davy (1778–1829) išreikšti šią viltį. Po to jis pateikė pranešimą „Lentelių skaičiavimo mašinų teoriniai principai“, kuris 1823 m. Laimėjo pirmąjį draugijos aukso medalį. „Babbage“ nusprendė išbandyti ir sukurti „Skirtumų variklį“.

Kai Babbage kreipėsi į Didžiosios Britanijos vyriausybę dėl finansavimo, jie davė jam tai, kas buvo viena iš pirmųjų pasaulio dotacijų technologijoms pasaulyje. Babbage išleido šiuos pinigus samdydamas vieną geriausių mašinistų, kuriuos jis galėjo rasti detalėms gaminti: Josephą Clementą (1779–1844). O dalių būtų labai daug: buvo suplanuota 25 000.

1830 m. Babbage'as nutarė persikelti ir įsteigė dirbtuvę, atsparią ugniai, toje vietoje, kurioje nebuvo dulkių. Statyba nutrūko 1833 m., Kai Klemensas atsisakė tęsti be išankstinio mokėjimo. Tačiau Babbage nebuvo politikas; jam trūko sugebėjimo užmegzti ryšius su viena po kitos einančiomis vyriausybėmis, ir jis nekantriai elgėsi susvetimėjęs. Iki to laiko vyriausybė išleido 17 500 svarų sterlingų, daugiau nieko nebebuvo, o Babbagas turėjo tik vieną septintąją skaičiavimo skyriaus. Bet net ir tokioje sumažintoje ir beveik beviltiškoje būsenoje mašina buvo pažangiausia pasaulio technologijų riba.

Babbage nesiruošė taip greitai pasiduoti. Pasaulyje, kuriame skaičiavimai dažniausiai buvo daromi ne daugiau kaip iš šešių skaičių, „Babbage“ siekė pagaminti daugiau nei 20, o gautam varikliui 2 prireiktų tik 8000 dalių. Jo skirtumų variklyje buvo naudojami dešimtainiai skaičiai (0–9) - didesni nei dvejetainiai „bitai“, kuriuos vokietis Gottfriedas von Pirmenybė teikiama Leibnizui (1646–1716) - jie bus išdėstyti ant krumpliaračių / ratų, kurie sujungti, kad galėtų kauptis skaičiavimai. Tačiau variklis buvo sukurtas daugiau nei imituoti nesėkmę: jis galėjo veikti esant sudėtingoms problemoms, naudojant seriją skaičiavimus ir galėtų išsaugoti rezultatus savyje vėlesniam naudojimui, taip pat užklijuoti rezultatus ant metalo išėjimas. Nors ji vis tiek galėjo atlikti tik vieną operaciją vienu metu, ji buvo kur kas didesnė nei bet kuris kitas skaičiavimo įrenginys, kokį tik pasaulis buvo matęs. Deja, „Babbage“ jis niekada nebaigė skirtumų variklio. Be jokių kitų valstybės dotacijų, jo finansavimas baigėsi.

1854 m. Švedų spaustuvininkas George'as Scheutzas (1785–1873) pasinaudojo Babbage'io idėjomis sukurti veikiantį aparatą, kuris sudarytų labai tikslias lenteles. Tačiau jie praleido apsaugines savybes ir buvo linkę sugesti, todėl mašina nepadarė jokio smūgio. 1991 m. Tyrėjai Londono mokslo muziejuje, kur „Babbage“ įrašai ir atlikti bandymai, po šešerių metų darbo sukūrė 2 skirtumą tarp originalios konstrukcijos. DE2 sunaudojo apie 4000 dalių ir svėrė šiek tiek daugiau nei tris tonas. Atitinkantis spausdintuvas buvo baigtas gaminti 2000 m. Ir vėl turėjo tiek pat dalių, nors šiek tiek mažesnis, 2,5 tonos, svoris. Dar svarbiau, kad tai suveikė.

Per savo gyvenimą Babbage'as buvo apkaltintas tuo, kad labiau domisi naujovių teorija ir pažangiausiais kraštais, nei faktiškai gamino lenteles, kurias vyriausybė jam mokėjo sukurti. Tai nebuvo visiškai nesąžininga, nes tuo metu, kai nebeliko skirtumų variklio finansavimo, „Babbage“ sugalvojo naują idėją: analitinį variklį. Tai buvo didžiulis žingsnis aukščiau skirtumų variklio: tai buvo bendrosios paskirties įrenginys, galintis apskaičiuoti daugybę skirtingų problemų. Tai turėjo būti skaitmeninė, automatinė, mechaninė ir valdoma kintamų programų. Trumpai tariant, tai išspręs bet kokį norimą skaičiavimą. Tai būtų pirmasis kompiuteris.

Analitinį variklį sudarė keturios dalys:

• Malūnas, kuris buvo skyrius, kuris atliko skaičiavimus (iš esmės CPU)
• Parduotuvė, kurioje buvo saugoma informacija (iš esmės atmintis)
• Skaitytojas, kuris leistų duomenis įvesti naudojant perforuotas korteles (iš esmės klaviatūrą)
• Spausdintuvas

Perforatorių kortelės buvo modeliuojamos pagal tas, kurios buvo sukurtos Žakardo staklės ir tai mašinai suteiktų didesnį lankstumą, nei bet kas, kas kada nors buvo sugalvota, atlikti skaičiavimus. „Babbage“ turėjo didelių ambicijų dėl prietaiso, o parduotuvėje turėjo būti 1050 skaitmenų numeriai. Tai turėtų įmontuotą galimybę pasverti duomenis ir prireikus apdoroti instrukcijas netinkamai. Jis būtų varomas garais, pagamintas iš žalvario, todėl jam reikalingas apmokytas operatorius / vairuotojas.

Babbagui padėjo Ada Lovelace (1815–1852), britų poeto dukra Lordas Baironas ir viena iš nedaugelio to meto moterų, turinčių matematikos išsilavinimą. Babbage labai žavėjosi jos paskelbtu prancūzų straipsnio apie Babbage kūrybą vertimu, kuriame buvo jos gausios pastabos.

Variklis buvo didesnis už tai, ką galėjo leisti „Babbage“, o galbūt ir kokias technologijas tada galėjo gaminti, tačiau vyriausybė labai piktinosi „Babbage“ ir finansavimas nebuvo skirtas. Babbage toliau dirbo prie projekto, kol jis mirė 1871 m., Daugeliu atvejų nusivylusiam vyrui, kuris jautė daugiau valstybinių lėšų, turėtų būti nukreiptas į mokslo pažangą. Galbūt jis nebuvo baigtas, tačiau „Analytical Engine“ buvo vaizduotės proveržis, jei ne praktiškumas. „Babbage“ varikliai buvo pamiršti, o sirgaliai turėjo stengtis, kad jis būtų gerai vertinamas; kai kuriems spaudos nariams buvo lengviau tyčiotis. Kai XX amžiuje buvo išrasti kompiuteriai, išradėjai nesinaudojo Babbage'o planais ar idėjomis ir tik aštuntajame dešimtmetyje jo darbas buvo visiškai suprantamas.

Tai užtruko daugiau nei šimtmetį, tačiau šiuolaikiniai kompiuteriai viršijo analitinio variklio galią. Dabar ekspertai sukūrė programą, kuri pakartoja variklio sugebėjimai, taigi jūs galite išbandyk pats.

• Bromlis, A. G. "Charleso Babsego analitinis variklis, 1838 m." Kompiuterijos istorijos metraščiai 4.3 (1982): 196–217.
• Virėjas, Simonas. "Protai, mašinos ir ekonominiai agentai: Kembridžo „Boole“ ir „Babbage“ priėmimai. “Istorijos ir mokslo filosofijos studijos A dalis 36.2 (2005): 331–50.
• Crowley, Mary L. "„Skirtumas“ „Babbage“ skirtumų variklyje." Matematikos mokytojas 78.5 (1985): 366–54.
• Hymanas, Anthony. „Charlesas Babbage'as, kompiuterio pradininkas“. Prinstonas: Princeton University Press, 1982 m.
• Lindgrenas, Michaelas. "Šlovė ir nesėkmė: Johanno Müllero, Charleso Babbage'o ir Georgo bei Edvardo Scheutzų varikliai". Trans. McKay, Craigas G. Kembridžas, Masačusetsas: „MIT Press“, 1990 m.