Ensimmäinen tietokone: Charles Babuggen analyyttinen moottori

Moderni tietokone syntyi toisen maailmansodan jälkeisestä kiireellisestä tarpeesta vastata haasteeseen nazism innovaatioiden kautta. Mutta tietokoneen ensimmäinen iterointi, sellaisena kuin se nyt ymmärretään, tuli paljon aikaisemmin, kun 1830-luvulla keksijä nimeltä Charles Babbage suunnitteli laitteen nimeltä Analytical Engine.

Syntynyt vuonna 1791 englantilaiselle pankkiirille ja hänen vaimonsa, Charles Babbage (1791–1871) kiehtoi matematiikasta jo varhaisessa vaiheessa, opettaen itselleen algebraa ja lukemalla laajalti mannermatematiaa. Kun hän vuonna 1811 meni Cambridgeen opiskelemaan, hän huomasi, että hänen ohjaajansa olivat puutteellisia uudessa matemaattisessa maisemassa ja että itse asiassa hän tiesi jo enemmän kuin he tekivät. Seurauksena hän lähti yksin perustamaan Analytical Society vuonna 1812, joka auttaisi muuttamaan matematiikan alaa Britanniassa. Hänestä tuli kuninkaallisen seuran jäsen vuonna 1816 ja hän oli useiden muiden seurakuntien perustaja. Yhdessä vaiheessa hän oli Lucasian matematiikan professori Cambridgessa, vaikka hän erosi tämän työskennelläkseen moottoreissaan. Keksijä, hän oli brittiläisen tekniikan eturintamassa ja auttoi luomaan Ison-Britannian nykyaikaisen postipalvelun, junien karjasiipin ja muut työkalut.

Babbage oli Britannian kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran perustajajäsen, ja hän näki pian mahdollisuudet innovointiin tällä alalla. Tähtitieteilijöiden piti tehdä pitkiä, vaikeita ja aikaa vieviä laskelmia, jotka voitiin täyttää virheillä. Kun näitä taulukoita käytettiin korkean panoksen tilanteissa, kuten navigointilogaritmeissa, virheet voivat osoittautua kohtalokkaiksi. Vastauksena Babbage toivoi voivansa luoda automaattisen laitteen, joka tuottaa virheetöntä pöytää. Vuonna 1822 hän kirjoitti yhdistyksen presidentille, sir Humphry Davy (1778–1829) ilmaista tämä toivo. Hän seurasi tätä paperilla, jonka aiheena oli taulukkojen laskentakoneiden teoreettiset periaatteet, joka voitti ensimmäisen seuran kultamitalin vuonna 1823. Babbage oli päättänyt yrittää rakentaa "eroeron moottorin".

Kun Babbage kysyi Ison-Britannian hallitukselta rahoitusta, he antoivat hänelle, mikä oli yksi maapallon ensimmäisistä valtion apurahoista teknologialle. Babbage käytti nämä rahat palkatakseen yhden parhaimmista koneistajista, jotka hän löysi osien valmistukseen: Joseph Clement (1779–1844). Ja osia olisi paljon: 25 000 suunniteltiin.

Vuonna 1830 Babbage päätti muuttaa, luomalla tulipalolle vastustuskykyisen alueen, joka oli pölyttömänä omissa kiinteistöissään. Rakentaminen lopetettiin vuonna 1833, kun Clement kieltäytyi jatkamasta ilman ennakkomaksua. Babbage ei kuitenkaan ollut poliitikko; hänellä ei ollut kykyä tasoittaa suhteita peräkkäisiin hallituksiin, ja sen sijaan vieraantunut ihmiset kärsivät kärsimättömästä käytöksestään. Siihen mennessä hallitus oli käyttänyt 17 500 puntaa, enempää ei ollut tulossa, ja Babbageilla oli vain seitsemäsosa laskentayksiköstä valmis. Mutta jopa tässä alentuneessa ja melkein toivottomassa tilassa kone oli maailman tekniikan kärjessä.

Babbage ei aikonut luopua niin nopeasti. Maailmassa, jossa laskelmat tehtiin yleensä korkeintaan kuuteen lukuun, Babbage pyrki tuottamaan yli 20, ja tuloksena saatava Moottori 2 tarvitsisi vain 8000 osaa. Hänen Ero-moottorinsa käytti desimaalilukuja (0–9) - enemmän kuin binaariset bitit, joita saksalainen Gottfried von Leibniz (1646–1716) mieluummin - ja ne asetetaan hampaisiin / pyöriin, jotka liittyvät toisiinsa rakentaakseen laskelmat. Mutta moottori on suunniteltu tekemään enemmän kuin jälkikäteen jäljittelemään: se voisi toimia monimutkaisissa ongelmissa sarjaa käyttämällä laskelmia ja voisi tallentaa tulokset sinänsä myöhempää käyttöä varten sekä leimata tuloksen metalliin ulostulo. Vaikka se pystyi silti suorittamaan vain yhden operaation kerralla, se oli paljon yli minkään muun laskentalaitteen, jota maailma oli koskaan nähnyt. Valitettavasti Babbage, hän ei koskaan valmis Erottelu moottori. Ilman ylimääräisiä valtionapuja hänen rahoituksensa loppui.

Vuonna 1854 ruotsalainen tulostin nimeltään George Scheutz (1785–1873) käytti Babbagen ideoita luoda toimiva kone, joka tuotti erittäin tarkkoja taulukoita. He olivat kuitenkin jättäneet turvaominaisuudet pois ja se pyrki rikkoutumaan, minkä seurauksena kone ei pystynyt antamaan iskua. Vuonna 1991 tutkijat Lontoon tiedemuseossa, missä Babbagen tietueet ja kokeet pidettiin, loi Difference Engine 2 alkuperäiseen malliin kuuden vuoden työn jälkeen. DE2: ta käytettiin noin 4000 osaa ja se painoi hieman yli kolme tonnia. Vastaava tulostin valmistui vuonna 2000, ja siinä oli yhtä monta osaa, vaikkakin hiukan pienempi paino, 2,5 tonnia. Vielä tärkeämpää on, että se toimi.

Elämänsä aikana Babbagea syytettiin enemmän kiinnostuksesta innovaatioiden teoriaan ja kärjessä kuin todellisuudessa taulukkojen tuottamiseen, jotka hallitus maksoi hänelle luomiseksi. Tämä ei ollut aivan epäreilua, koska siihen mennessä, kun Erotusmoottorin rahoitus oli haihtunut, Babbage oli keksinyt uuden idean: Analyyttisen moottorin. Tämä oli valtava askel Ero-moottorin ulkopuolelle: se oli yleiskäyttöinen laite, joka pystyi laskemaan monia erilaisia ​​ongelmia. Sen piti olla digitaalinen, automaattinen, mekaaninen ja muuttuvien ohjelmien ohjaama. Lyhyesti sanottuna se ratkaisee kaikki haluamasi laskelmat. Se olisi ensimmäinen tietokone.

Analyyttisessä moottorissa oli neljä osaa:

• Mylly, joka oli osa laskelmia (lähinnä CPU)
• Kauppa, johon tiedot tallennettiin (lähinnä muisti)
• Lukija, joka mahdollistaisi tietojen syöttämisen rei'itetyillä korteilla (lähinnä näppäimistöllä)
• Tulostin

Lävistyskortit mallittiin niitä varten kehitettyihin Jacquard-kangaspuut ja antaisi koneelle suuremman joustavuuden kuin mikään koskaan keksitty suorittaa laskelmia. Babbageilla oli suuria kunnianhimoja laitteelle, ja myymälässä piti olla 1050 numeroa. Sillä olisi sisäänrakennettu kyky punnita tietoja ja käsitellä ohjeita epäkunnossa tarvittaessa. Se olisi höyrykäyttöinen, valmistettu messingistä ja vaatii koulutetun käyttäjän / kuljettajan.

Babbage auttoi Ada Lovelace (1815–1852), brittiläisen runoilijan tytär Herra Byron ja yksi harvoista aikakauden naisista, joilla on matematiikan koulutus. Babbage ihaili suuresti hänen julkaistua käännöstä ranskalaisesta artikkelista Babbagen teoksesta, joka sisälsi hänen laajoja muistiinpanojaan.

Moottori ylitti sen, mitä Babbageilla oli varaa ja mitä tekniikka voisi sitten tuottaa, mutta hallitus oli kasvanut innostuneeksi Babbageista eikä rahoitusta ollut saatavana. Babbage jatkoi projektin työskentelyä, kunnes hän kuoli vuonna 1871, monien tilien perusteella hämmentynyt mies, joka tunsi enemmän julkisia varoja tulisi suunnata tieteen edistämiseen. Se ei ehkä ole valmis, mutta Analytical Engine oli läpimurto mielikuvituksessa, ellei käytännöllisyys. Babbage: n moottorit unohdettiin, ja kannattajien piti ponnistella pitääkseen hänet hyvin arvossa; joidenkin lehdistön jäsenten on helpompi pilkata. Kun tietokoneita keksittiin 2000-luvulla, keksijät eivät käyttäneet Babbagen suunnitelmia tai ideoita, ja vasta 1970-luvulla hänen työnsä ymmärrettiin täysin.

Se kesti yli vuosisadan, mutta nykyaikaiset tietokoneet ovat ylittäneet analyyttisen moottorin tehon. Nyt asiantuntijat ovat luoneet ohjelman, joka toistaa ohjelman moottorin kyvyt, niin voit kokeile itse.

• Bromley, A. G. "Charles Babuggen analyyttinen moottori, 1838." Tietotekniikan tiedotteet 4.3 (1982): 196–217.
• Cook, Simon. "Mielet, koneet ja taloudelliset asiamiehet: Cambridge'n vastaanotot Boolasta ja Babbageista. "Historia- ja tiedefilosofian opinnot, osa A 36.2 (2005): 331–50.
• Crowley, Mary L. ""Ero" Babbage-erottelukoneessa." Matematiikan opettaja 78.5 (1985): 366–54.
• Hyman, Anthony. "Charles Babbage, tietokoneen edelläkävijä." Princeton: Princeton University Press, 1982.
• Lindgren, Michael. "Kunnia ja epäonnistuminen: Johann Müllerin, Charles Babbagein, Georgin ja Edvard Scheutzin eroerot." Trans. McKay, Craig G. Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1990.