Pirmasis kompiuteris

Charleso Babbage'o analitinis variklis

Mrjohncummings / Wikimedia Commons / CC ASA 2.0G

Šiuolaikinis kompiuteris gimė iš neatidėliotinos būtinybės po Antrojo pasaulinio karo susidoroti su iššūkiu nacizmas per naujoves. Tačiau pirmoji kompiuterio iteracija, kaip mes dabar suprantame, įvyko daug anksčiau, kai 1830-aisiais išradėjas Charlesas Babbage'as sukūrė įrenginį, pavadintą Analitiniu varikliu.

Kas buvo Charlesas Babbage'as?

Gimė 1791 m. anglų bankininko ir jo žmonos šeimoje. Charlesas Babbage'as (1791–1871) anksti susižavėjo matematika, mokydamasis algebros ir plačiai skaitydamas žemyninę matematiką. Kai 1811 m. jis išvyko mokytis į Kembridžą, jis atrado, kad jo mokytojams trūksta naujojo matematinio kraštovaizdžio ir kad iš tikrųjų jis jau žinojo daugiau nei jie. Dėl to jis pats 1812 m. įkūrė Analitinę draugiją, kuri padėtų pakeisti matematikos sritį Britanijoje. Jis tapo Karališkosios draugijos nariu 1816 m. ir buvo kelių kitų draugijų įkūrėjas. Vienu etapu jis buvo Lucasian matematikos profesorius Kembridže, nors atsistatydino, kad dirbtų su savo varikliais. Išradėjas, jis buvo Didžiosios Britanijos technologijų priešakyje ir padėjo sukurti modernią Didžiosios Britanijos pašto paslaugą, traukinių karvių gaudyklę ir kitus įrankius.

Skirtumų variklis

Babbage'as buvo Didžiosios Britanijos karališkosios astronomijos draugijos steigėjas ir netrukus pamatė naujovių galimybes šioje srityje. Astronomai turėjo atlikti ilgus, sudėtingus ir daug laiko reikalaujančius skaičiavimus, kuriuose galėjo būti klaidų. Kai šios lentelės buvo naudojamos didelėse situacijose, pavyzdžiui, navigacijos logaritmams, klaidos gali būti mirtinos. Reaguodama į tai, Babbage'as tikėjosi sukurti automatinį įrenginį, kuris gamintų nepriekaištingas lenteles. 1822 m. jis parašė draugijos prezidentui ponui Hamfris Deivis (1778–1829), išreikšti šią viltį. Po to jis paskelbė pranešimą „Teoriniai lentelių skaičiavimo mechanizmų principai“, kuris 1823 m. laimėjo pirmąjį Draugijos aukso medalį. Babbage'as nusprendė pabandyti sukurti „Skirčių variklį“.

Kai Babbage'as kreipėsi į Didžiosios Britanijos vyriausybę dėl finansavimo, ji suteikė jam vieną iš pirmųjų pasaulyje vyriausybės dotacijų technologijoms. Babbage'as išleido šiuos pinigus, kad pasamdytų vieną geriausių mašinistų, kuriuos tik galėjo rasti, kad pagamintų dalis: Joseph Clement (1779–1844). O dalių būtų daug: planuota 25 tūkst.

1830 m. Babbage'as nusprendė persikelti į kitą vietą ir sukūrė dirbtuves, kurios buvo apsaugotos nuo gaisro jo nuosavame plote, kuriame nebuvo dulkių. Statybos nutrūko 1833 m., kai Klemensas atsisakė tęsti be išankstinio mokėjimo. Tačiau Babbage'as nebuvo politikas; jam trūko sugebėjimo sklandžiai palaikyti santykius su viena po kitos einančiomis vyriausybėmis, o užtat savo nekantria elgesiu atitolino žmones. Iki to laiko vyriausybė buvo išleidusi 17 500 svarų sterlingų, daugiau nebeatėjo, o Babbage'as turėjo tik septintąją skaičiuojamojo vieneto dalį. Tačiau net ir tokioje sumažėjusioje ir beveik beviltiškoje būsenoje mašina buvo pasaulio technologijų pažanga.

Skirtumo variklis Nr. 2

Babbage'as neketino taip greitai pasiduoti. Pasaulyje, kuriame skaičiavimai paprastai buvo atliekami ne daugiau kaip šešių skaitmenų, Babbage'as siekė pagaminti daugiau nei 20, o gautam varikliui 2 užtektų tik 8000 dalių. Jo skirtumų variklis naudojo dešimtainius skaičius (0–9), o ne dvejetainius „bitus“, kuriems pirmenybę teikė vokietis Gottfriedas von Leibnizas (1646–1716), ir jie buvo išdėstyti ant krumpliaračių / ratų, kurie susiejo, kad būtų galima atlikti skaičiavimus. Tačiau variklis buvo sukurtas ne tik imituoti abakusą: jis galėjo išspręsti sudėtingas problemas, naudodamas daugybę skaičiavimų, ir galėjo saugoti rezultatus savyje vėlesniam naudojimui, taip pat antspauduoti rezultatą metalinėje išvestyje. Nors jis vis tiek galėjo atlikti tik vieną operaciją vienu metu, jis gerokai pranoko bet kurį kitą pasaulyje matytą skaičiavimo įrenginį. Deja, Babbage'ui jis niekada nebaigė skirtumo variklio. Be jokių papildomų valstybės dotacijų jo finansavimas baigėsi.

1854 m. švedų spaustuvininkas George'as Scheutzas (1785–1873) panaudojo Babbage'o idėjas, kad sukurtų veikiančią mašiną, kuri pagamintų labai tikslias lenteles. Tačiau jie praleido saugos funkcijas, todėl ji buvo linkusi sugesti, todėl mašina nepadarė poveikio. 1991 metais Londono mokslo muziejaus mokslininkai, kur Babbage'o įrašai ir bandymai išlaikyti, po šešerių metų darbo sukūrė originalų dizainą Difference Engine 2. DE2 naudojo apie 4000 dalių ir svėrė kiek daugiau nei tris tonas. Atitinkamas spausdintuvas buvo baigtas 2000 m. ir vėl turėjo tiek pat dalių, nors ir šiek tiek mažesnio svorio – 2,5 tonos. Dar svarbiau, kad pavyko.

Analitinis variklis

Per savo gyvenimą Babbage'as buvo apkaltintas tuo, kad jis labiau domėjosi teorija ir pažangiausiomis inovacijomis, nei iš tikrųjų gamino lenteles, už kurias jam mokėjo vyriausybė. Tai nebuvo visiškai nesąžininga, nes tuo metu, kai finansavimas skirtumo varikliui išgaravo, Babbage'as sugalvojo naują idėją: analitinį variklį. Tai buvo didžiulis žingsnis už skirtumų variklio: tai buvo bendros paskirties įrenginys, galintis apskaičiuoti daugybę skirtingų problemų. Jis turėjo būti skaitmeninis, automatinis, mechaninis ir valdomas kintamomis programomis. Trumpai tariant, tai išspręstų bet kokį norimą skaičiavimą. Tai būtų pirmasis kompiuteris.

Analitinį variklį sudarė keturios dalys:

• Malūnas, kuris buvo skyrius, kuriame buvo atliekami skaičiavimai (iš esmės CPU)
• Parduotuvė, kurioje buvo įrašyta informacija (iš esmės atmintis)
• Skaitytuvas, kuris leistų duomenis įvesti naudojant perforuotas korteles (iš esmės klaviatūra)
• Spausdintuvas

Perfokortos buvo sukurtos pagal sukurtas Žakardo staklės ir suteiktų mašinai daugiau lankstumo nei bet kas išrastas skaičiavimams atlikti. Babbage'as turėjo didelių ambicijų dėl įrenginio, o parduotuvėje turėjo būti 1050 skaitmenų. Jame būtų integruota galimybė pasverti duomenis ir prireikus apdoroti instrukcijas netvarkingai. Jis būtų varomas garais, pagamintas iš žalvario ir jam reikės apmokyto operatoriaus / vairuotojo.

Babbagei padėjo Yra Lovelace'as (1815–1852), britų poeto dukra Lordas Baironas ir viena iš nedaugelio to meto moterų, turinčių matematikos išsilavinimą. Babbage labai žavėjosi jos paskelbtu prancūziško straipsnio apie Babbage kūrybą vertimu, kuriame buvo jos gausūs užrašai.

Variklis buvo didesnis nei Babbage'as galėjo sau leisti ir galbūt tos technologijos, kurias tada galėjo pagaminti, tačiau vyriausybė susierzino dėl Babbage, o finansavimas nebuvo gautas. Babbage'as toliau dirbo prie projekto, kol mirė 1871 m., daugeliu atvejų susijaudinęs žmogus, manantis, kad daugiau viešųjų lėšų turėtų būti skirta mokslo pažangai. Galbūt jis nebuvo baigtas, bet analitinis variklis buvo vaizduotės proveržis, jei ne praktiškumas. Babbage'o varikliai buvo pamiršti, o rėmėjai turėjo stengtis, kad jis būtų gerai vertinamas; kai kuriems spaudos atstovams buvo lengviau tyčiotis. Kai XX amžiuje buvo išrasti kompiuteriai, išradėjai nesinaudojo Babbage'o planais ar idėjomis, ir tik aštuntajame dešimtmetyje jo darbai buvo visiškai suprasti.

Kompiuteriai šiandien

Tai užtruko daugiau nei šimtmetį, tačiau šiuolaikiniai kompiuteriai viršijo analitinės variklio galią. Dabar ekspertai sukūrė programą, kuri atkartoja variklio gebėjimus , todėl galite pabandyk pats .

Šaltiniai ir tolesnis skaitymas

• Bromley, A. G. Charleso Babbage'o analitinis variklis, 1838 m .' Kompiuterijos istorijos metraštis 4.3 (1982): 196–217.
• Virkite, Simonai. “ Protai, mašinos ir ekonomikos agentai: Kembridžo Boole ir Babbage priėmimai .' Mokslo istorijos ir filosofijos studijos A dalis 36.2 (2005): 331–50.
• Crowley, Mary L. „Skirtumas“ Babbage's Difference Engine .' Matematikos mokytojas 78,5 (1985): 366–54.
• Hymanas, Anthony. 'Charles'as Babbage'as, kompiuterių pradininkas. Prinstonas: Prinstono universiteto leidykla, 1982 m.
• Lindgren, Michaelas. 'Šlovė ir nesėkmė: Johanno Müllerio, Charleso Babbage'o ir Georgo bei Edvardo Scheutzų skirtumų varikliai'. Trans. McKay, Craig G. Cambridge, Masačusetsas: MIT Press, 1990 m.