Prvo računalo: Charles Babbageov analitički motor

Suvremeno računalo nastalo je iz nužde nakon Drugog svjetskog rata kako bi se moglo suočiti s izazovom nacizam kroz inovacije. Ali prva iteracija računala, kako ga sada razumijemo, uslijedila je mnogo ranije kada je 1830-ih, izumitelj Charles Babbage dizajnirao uređaj zvan Analitički motor.

Rođen 1791. godine engleskom bankaru i njegovoj supruzi, Charles Babbage (1791.-1871.) Postao je fasciniran matematikom u ranoj dobi, podučavajući algebru i čitajući široko kontinentalnu matematiku. Kad je 1811. godine otišao na studij u Cambridge, otkrio je da njegovi učitelji nedostaju novi matematički krajolik i da, u stvari, već zna više nego oni. Kao rezultat toga, sam se odvezao i osnovao Analitičko društvo 1812. godine, koje će pomoći transformirati polje matematike u Britaniji. Član Kraljevskog društva postao je 1816. godine i bio je suosnivač nekoliko drugih društava. U jednoj je fazi bio lukazijski profesor matematike na Cambridgeu, iako je to odustao kako bi radio na svojim motorima. Izumitelj, on je bio na čelu britanske tehnologije i pomogao je u stvaranju britanske moderne poštanske usluge, kavanare za vlakove i drugog alata.

Babbage je bio jedan od osnivača britanskog Kraljevskog astronomskog društva i ubrzo je ugledao mogućnosti za inovacije na ovom polju. Astronomi su morali napraviti dugačke, teške i dugotrajne proračune koji bi se mogli otkupiti greškama. Kada su se ove tablice koristile u situacijama s velikim ulogom, kao što su navigacijski logaritmi, pogreške bi se mogle pokazati fatalnim. Kao odgovor, Babbage se nadao da će stvoriti automatski uređaj koji će proizvoditi besprijekorne tablice. 1822. napisao je predsjedniku Društva, gospodine Humphry Davy (1778–1829), izraziti ovu nadu. Slijedio je ovaj rad na temu "Teorijska načela strojeva za izračunavanje tablica", koja je 1823. osvojila prvu zlatnu medalju društva. Babbage je odlučio isprobati i izgraditi "Difference Engine".

Kad se Babbage obratio britanskoj vladi radi financiranja, dali su mu ono što je bio jedan od prvih državnih potpora svijeta za tehnologiju. Babbage je taj novac potrošio da bi zaposlio jednog od najboljih strojara za izradu dijelova: Josepha Clementa (1779-1844). I bilo bi puno dijelova: planirano je 25.000.

1830. Babbage se odlučio preseliti, stvorivši radionicu koja je bila imuna na vatru, u područje koje nije bilo prašine na njegovom posjedu. Izgradnja je prestala 1833. godine, kada je Clement odbio nastaviti bez predujma. Međutim, Babbage nije bio političar; nedostajalo mu je sposobnosti da uglađuje odnose s uzastopnim vladama i, umjesto toga, otuđio je ljude svojim nestrpljivim ponašanjem. Do ovog trenutka vlada je potrošila 17.500 funti, više nije dolazilo, a Babbage je završio samo jednu sedmu računske jedinice. Ali čak i u ovom smanjenom i gotovo beznadnom stanju, stroj je bio na vrhunskom mjestu svjetske tehnologije.

Babbage se neće tako brzo odreći. U svijetu u kojem se izračunavanje obično izvodi na ne više od šest brojki, Babbage je imao namjeru proizvesti više od 20, a za dobiveni Motor 2 trebalo bi samo 8000 dijelova. Njegov mehanizam za razliku koristio je decimalne brojeve (0–9) - drugačije od binarnih „bitova“ koje je njemački Gottfried von Preferirao je Leibniz (1646–1716) - a oni bi bili postavljeni na zupčanike / kotače koji su međusobno povezani da bi se povećali izračuni. No, motor je bio dizajniran tako da oponaša više od abususa: mogao je raditi na složenim problemima koristeći seriju izračuna i mogli bi pohraniti rezultate u sebe za kasniju upotrebu, kao i utisnuti rezultat na metal izlaz. Iako je još uvijek mogao raditi samo jednu operaciju odjednom, to je bilo daleko više od bilo kojeg drugog računalnog uređaja koji je svijet ikada vidio. Nažalost zbog Babbagea, on nikada nije završio Difference Engine. Bez daljnjih državnih potpora, sredstva su mu nestala.

Godine 1854. švedski pisac George Scheutz (1785–1873) koristio je Babbageove ideje za stvaranje funkcionalnog stroja koji je izrađivao tablice velike preciznosti. Izgubili su, međutim, sigurnosne značajke i sklonili su se propasti te, prema tome, stroj nije uspio izvršiti utjecaj. 1991. godine istraživači u londonskom Muzeju znanosti, odakle Babbageovi zapisi i održana suđenja stvorila su Difference Engine 2 prema originalnom dizajnu nakon šest godina rada. DE2 je koristio oko 4.000 dijelova i težio je nešto više od tri tone. Odgovarajući pisač dovršen je 2000. godine, a opet je imao isto toliko dijelova, iako nešto manju težinu od 2,5 tone. Još važnije, uspjelo je.

Tijekom svog života Babbagea su optuživali da ga više zanima teorija i vrhunska inovacija nego što zapravo proizvodi tablice koje mu je vlada plaćala da kreira. To nije bilo baš nepošteno, jer dok je financiranje Difference Enginea isparavalo, Babbage je smislio novu ideju: Analitički motor. Ovo je bio ogroman korak dalje od mehanizma za razliku: to je bio uređaj opće namjene koji je mogao izračunati mnogo različitih problema. To bi trebao biti digitalni, automatski, mehanički i upravljan od strane različitih programa. Ukratko, to bi riješilo bilo koji izračun koji želite. Bilo bi to prvo računalo.

Analitički motor imao je četiri dijela:

• Mlin, koji je bio odjeljak za izračune (u osnovi CPU)
• Trgovina u kojoj su se podaci čuvali (u osnovi memorija)
• Čitač koji bi omogućio unos podataka pomoću probušenih kartica (u osnovi tipkovnice)
• Pisač

Karte za bušenje bile su napravljene po uzoru na one razvijene za Žakardov tkalački stan i omogućili bi stroju veću fleksibilnost od bilo čega što je ikada izumio za izračun. Babbage je imao velike ambicije prema uređaju, a trgovina je trebala imati 1.050-znamenkasti broj. Imala bi ugrađenu sposobnost vaganja podataka i obrađivala upute ako ne treba. Bio bi pogon na paru, izrađen od mesinga, a zahtijevao bi obučenog operatera / vozača.

Babbage je pomogao Ada Lovelace (1815–1852), kći britanskog pjesnika Lord Byron i jedna je od rijetkih žena ere s obrazovanjem matematike. Babbage se silno divio njenom objavljenom prijevodu francuskog članka o Babbageovom djelu, koji je sadržavao i njene opsežne bilješke.

Motor je bio izvan onoga što je Babbage mogao priuštiti, a možda i ono što bi tehnologija tada mogla proizvesti, ali vlada se iznervirala Babbageom i financiranje nije stiglo. Babbage je nastavio raditi na projektu sve dok nije umro 1871. godine, po mnogim računicama ogorčeni čovjek koji je smatrao da bi više javnih sredstava trebalo usmjeriti prema napretku znanosti. Možda nije bio gotov, ali Analitički motor bio je proboj mašte, ako ne i praktičnost. Babbageovi motori bili su zaboravljeni, a navijači su se morali boriti kako bi ga cijenili; nekim članovima tiska bilo je lakše rugati se. Kad su računala izumljena u dvadesetom stoljeću, izumitelji nisu koristili Babbageove planove ili ideje, a tek je sedamdesetih godina njegovo djelo bilo potpuno shvaćeno.

Prošlo je više od jednog stoljeća, ali moderna su računala premašila snagu Analitičkog motora. Sada su stručnjaci stvorili program koji replicira sposobnosti motora, pa možeš pokušajte sami.

• Bromley, A. G. "Charles Babbageov analitički motor, 1838." Anali povijesti računarstva 4.3 (1982): 196–217.
• Kuhar, Simon. "Um, strojevi i gospodarski agenti: Cambridge recepcije boole i babbagea"Studije iz povijesti i filozofije znanosti, dio A 36.2 (2005): 331–50.
• Crowley, Mary L. ""Razlika" u Babbageovom motoru razlike." Učitelj matematike 78.5 (1985): 366–54.
• Hyman, Anthony. "Charles Babbage, pionir računala." Princeton: Princeton University Press, 1982.
• Lindgren, Michael. "Slava i neuspjeh: Motori razlike Johanna Müllera, Charlesa Babbagea i Georga i Edvarda Scheutza." Trans. McKay, Craig G. Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1990.