Az első számítógép: Charles Babbage elemző motorja

A modern számítógép a második világháború utáni sürgős szükségletből született, hogy szembenézzen a következő kihívással fasizmus az innováción keresztül. A számítógép első iterációja, amint azt most értjük, jóval korábban jött, amikor az 1830-as években egy feltaláló Charles Babbage nevű elemző tervezte az Analytical Engine nevű eszközt.

1791-ben született angol bankár és felesége számára, Charles Babbage (1791–1871) már korán lenyűgözte a matematikát, algebrát tanított és széles körben elolvasta a kontinentális matematikát. Amikor 1811-ben Cambridge-be ment tanulmányozni, rájött, hogy oktatóinak hiányosságai vannak az új matematikai tájban, és valójában már többet tud, mint ők. Ennek eredményeként egyedül indult, hogy 1812-ben megalapítsa az Analytical Society-t, amely elősegítené a matematika területének átalakítását Nagy-Britanniában. 1816-ban királyi társaság tagja lett, és számos más társaság társalapítója. Az egyik szakaszban Cambridge-ben volt Lucasian matematikai professzor, bár lemondott erről, hogy motorjaival dolgozzon. A feltaláló élen jár a brit technológia élvonalában, és segített létrehozni Nagy-Britannia modern postai szolgáltatását, a vonatok elkapóját és más eszközöket.

Babbage az Egyesült Királyság Királyi Csillagászati ​​Társaságának alapító tagja volt, és hamarosan új lehetőségeket látott ezen a téren. A csillagászoknak hosszadalmas, nehéz és időigényes számításokat kellett elvégezniük, amelyek hibákat okozhatnak. Amikor ezeket a táblákat magas tétű helyzetekben használták, például navigációs logaritmusokhoz, a hibák végzetesnek bizonyulhatnak. Válaszul Babbage reménykedett egy automatikus eszköz létrehozásáról, amely hibátlan táblákat készít. 1822-ben írta a Társaság elnökének, uram Humphry Davy (1778–1829), hogy kifejezze ezt a reményt. Ezt követte egy "A táblák kiszámításának gépeinek elméleti alapelvei" című, egy 1823-ban elnyert első társaság aranyérmet nyert papírral. Babbage úgy döntött, hogy kipróbál egy "Különbségmotort".

Amikor Babbage finanszírozáshoz fordult a brit kormányhoz, ők adták neki, mi volt a világ első technológiai állami támogatása. Babbage ezt a pénzt arra kötötte, hogy az egyik legjobb gépészét, akit megtalálhatott alkatrészek készítésére, béreljen: Joseph Clement (1779–1844). És sok rész lenne: 25 000-et terveztek.

1830-ban Babbage úgy döntött, hogy költözik, és egy olyan műhelyt hozott létre, amely tűzálló volt egy olyan helyen, amely pormentes volt a saját tulajdonában. Az építkezés 1833-ban befejeződött, amikor Clement visszautasította a folytatást előleg fizetése nélkül. Babbage azonban nem volt politikus; nem volt képes lezárni a kapcsolatokat az egymást követő kormányokkal, ehelyett elidegenítette az embereket türelmetlen viselkedésével. Addigra a kormány 17 500 fontot költött el, nem érkezett több, Babbab csak a hetedikét készítette el a számolóegységből. De még ebben a csökkentett és szinte reménytelen állapotban is a gép a világtechnika élvonalában volt.

Babbage nem akarta ilyen gyorsan feladni. Egy olyan világban, ahol a számításokat általában legfeljebb hat számjegyre végezték, a Babbage 20-nál többet kívánt előállítani, és a kapott 2. motornak csak 8000 alkatrészre lenne szüksége. Különbségmotorja tizedes számjegyeket (0–9) használt - nagyobb, mint a német Gottfried von bináris „bitjei”. Leibniz (1646–1716) részesítette előnyben - és azokat a fogaskerekekre / kerekekre helyezik, amelyek összekapcsolódtak az építés érdekében számításokat. A motort azonban úgy fejlesztették ki, hogy nem csupán az abakuszt utánozzák: egy sorozat felhasználásával képes bonyolult problémákra működni a számításokat, és az eredményeket önmagában tárolhatja későbbi felhasználás céljából, valamint az eredményt egy fémre bélyegzheti Kimenet. Bár csak egyszerre csak egy műveletet tudott futtatni, messze meghaladta a többi számítógépes eszközt, amelyet a világ valaha látott. Sajnos Babbage soha nem fejezte be a Difference Engine-t. További állami támogatások nélkül finanszírozása elfogyott.

1854-ben egy George Scheutz (1785–1873) nevű svéd nyomtató felhasználta Babbage ötleteit egy működőképes gép létrehozására, amely nagy pontosságú táblákat készített. Ugyanakkor elhagyták a biztonsági elemeket, és hajlamosak voltak a bontásra, és ennek következtében a gép nem tudott ütni. 1991-ben a londoni Tudományos Múzeum kutatói Babbage nyilvántartása és a megtartott kísérletek hat év munka után elkészítették a Difference Engine 2-et az eredeti kialakításhoz. A DE2 körülbelül 4000 alkatrészt használt, és alig több mint három tonnát sújtott. A megfelelő nyomtatót 2000-ben készítették el, és ugyanolyan sok alkatrész volt, bár kissé kisebb, 2,5 tonnás súlyú. Ennél is fontosabb, hogy működött.

Élete során Babbage-t azzal vádolták, hogy jobban érdekli az innováció elmélete és élvonalbeli területe, mint hogy valójában elkészítette azokat a táblákat, amelyeket a kormány fizetett neki. Ez nem volt igazán tisztességtelen, mert mire a Differencia Motor finanszírozása megszűnt, Babbage új ötlettel állt elő: az Analytical Engine-rel. Ez hatalmas lépés volt a különbségmotoron túl: ez egy általános célú eszköz volt, amely számos különféle problémát képes kiszámítani. Ennek digitálisnak, automatikusnak, mechanikusnak és változó programok által vezéreltnek kell lennie. Röviden: megoldja a kívánt számításokat. Ez lenne az első számítógép.

Az elemző motor négy részből áll:

• A malom, amely az a szakasz volt, amely elvégezte a számításokat (alapvetően a CPU)
• Az áruház, ahol az információkat rögzítették (alapvetően a memória)
• Az olvasó, amely lehetővé tenné az adatok bevitelét lyukasztott kártyák (alapvetően a billentyűzet) segítségével
• A nyomtató

A lyukasztó kártyákat a Jacquard szövőszék és lehetővé tenné a gép számára nagyobb rugalmasságot, mint bármi más, amit valaha feltaláltak a számítások elvégzésére. Babbage nagy ambíciói voltak az eszköz iránt, és az üzletnek 1050 számjegyű számot kellett tartania. Beépített képessége lenne az adatok mérlegelésére és az utasítások rendellenes feldolgozására, ha szükséges. Gőzhajtású, sárgarézből készül, és képzett kezelőre / sofőrre van szükség.

Babbage segített Ada Lovelace (1815–1852), a brit költő lánya Lord Byron és a korszak azon kevés nőinek egyike, akik matematikai végzettséggel bírtak. Babbage nagyszerűen csodálta a francia cikknek a Babbage munkájáról kiadott fordítását, amely magában foglalta nagyszabású jegyzeteit.

A motor meghaladta azt, amit Babbage megengedhetett magának, és talán azt is, hogy milyen technológiát tudna előállítani, ám a kormány elbűvölte Babbage-t, és a finanszírozás nem született. Babbage 1871-es haláláig folytatta a munkát a projekten, sok beszámoló szerint egy megbántott ember, aki úgy érezte, hogy több állami pénzt kell a tudomány fejlődéséhez irányítani. Lehet, hogy még nem fejeződött be, de az Analytical Engine áttörést ábrázolt a képzeletben, ha nem a gyakorlatiaságban. A Babbage motorjait elfelejtették, és a szurkolóknak meg kellett küzdeniük annak érdekében, hogy őt jól figyelembe vegyék; a sajtó néhány tagja könnyebben gúnyolódott. Amikor számítógépeket fedeztek fel a huszadik században, a feltalálók nem használják Babbage terveit és ötleteit, és csak a hetvenes években értették meg teljes mértékben a munkáját.

Volt egy évszázad, de a modern számítógépek meghaladták az Analytical Engine teljesítményét. A szakértők most létrehoztak egy programot, amely a a motor képességei, Szóval te meg tudod próbáld ki magad.

• Bromley, A. G. "Charles Babbage elemző motorja, 1838." A számítástechnika története évjárat 4.3 (1982): 196–217.
• Cook, Simon. "Elmék, gépek és gazdasági ügynökök: A Boole és a Babbage Cambridge-i fogadásai"A történelem és a tudományfilozófia tanulmányai, A rész, 36.2 (2005): 331–50.
• Crowley, Mary L. "A "különbség" Babbage különbségmotorjában." A matematika tanár 78.5 (1985): 366–54.
• Hyman, Anthony. "Charles Babbage, a számítógép úttörője." Princeton: Princeton University Press, 1982.
• Lindgren, Michael. "Dicsőség és kudarc: Johann Müller, Charles Babbage, valamint Georg és Edvard Scheutz motorok különbsége." Trans. McKay, Craig G. Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1990.