Motori i Diferencës së Charles Babbage. Motori i Diferencës së Babbage

Megjithë dështimin me motorin e diferencës, në 1834 Babbage mendoi të krijonte një kompjuter të programueshëm, të cilin ai e quajti analitik (prototipi i kompjuterit modern). Ndryshe nga makina e diferencës, motor analitik bëri të mundur zgjidhjen e një game më të gjerë problemesh. Ishte kjo makinë që u bë vepra e jetës së tij dhe solli famë pas vdekjes. Ai supozoi se ndërtimi i një makinerie të re do të kërkonte më pak kohë dhe para sesa përsosja e një makinerie diferenciale, pasi ajo duhej të përbëhej nga më e thjeshtë elementet mekanike. Nga viti 1834, Babbage filloi të projektonte Motorin Analitik.

Arkitektura e një kompjuteri modern është në shumë mënyra e ngjashme me arkitekturën e një motori analitik. Në motorin analitik, Babbage siguroi pjesët e mëposhtme: magazinë (dyqan), fabrikë ose mulli (mulli), element kontrolli (kontroll) dhe pajisje hyrëse-dalëse informacioni.

Magazina është krijuar për të ruajtur si vlerat e variablave me të cilët kryhen operacionet, ashtu edhe rezultatet e operacioneve. Në terminologjinë moderne, kjo quhet memorie.

Mulliri (një njësi logjike aritmetike, pjesë e një procesori modern) duhej të kryente operacione mbi variabla dhe gjithashtu të ruante në regjistra vlerën e ndryshoreve me të cilat ky moment kryen operacionin.

Pajisja e tretë, të cilën Babbage nuk e emëroi, trajtoi sekuencën e operacioneve, vendosjen e variablave brenda dhe jashtë ruajtjes dhe nxjerrjen e rezultateve. Ai lexonte sekuencën e operacioneve dhe variablave nga letrat me grushta. Kartat me grushta ishin dy llojesh: karta operacionale dhe karta të ndryshueshme. Nga kartat operative ishte e mundur të krijohej një bibliotekë funksionesh. Përveç kësaj, sipas planit të Babbage, Motori Analitik duhej të përmbante një pajisje printimi dhe një pajisje për nxjerrjen e rezultateve në kartat me grushta për përdorim të mëvonshëm.

Për të krijuar një kompjuter në kuptimin modern, mbeti vetëm për të dalë me një skemë me një program të ruajtur, e cila u bë 100 vjet më vonë nga Eckert, Mauchly dhe Von Neumann.

Babbage zhvilloi vetëm dizajnin e motorit analitik. Ai vizitonte shpesh ekspozita industriale, ku prezantoheshin risi të ndryshme të shkencës dhe teknologjisë. Aty u takua me Ada Augusta Lovelace (vajza e Xhorxh Bajronit), e cila u bë shoqja e tij shumë e ngushtë, asistentja dhe e vetmja me të njëjtin mendim. Në 1840, Babbage udhëtoi për në Torino me ftesë të matematikanëve italianë, ku ai dha leksione në makinën e tij. Luigi Menabrea, pedagog në Akademinë e Artilerisë së Torinos, krijoi dhe botoi shënime leksionesh në frëngjisht. Ada Lovelace më vonë i përktheu këto leksione në gjuhe angleze, duke i plotësuar me komente në vëllim që tejkalojnë tekstin origjinal. Në komente, Ada bëri një përshkrim të kompjuterit dixhital dhe udhëzimet e programimit për të. Këto ishin programet e para në botë. Kjo është arsyeja pse Ada Lovelace quhet me të drejtë programuesja e parë. Sidoqoftë, motori analitik nuk u përfundua kurrë. Ja çfarë shkruante Babbage në 1851: “Të gjitha zhvillimet në lidhje me Motorin Analitik u kryen me shpenzimet e mia. kam shpenzuar linjë e tërë eksperimente dhe arrita në vijën përtej së cilës aftësitë e mia nuk mjaftojnë. Si rezultat, më duhet të heq dorë punë të mëtejshme". Përkundër faktit se Babbage përshkroi në detaje dizajnin e Motorit Analitik dhe parimet e funksionimit të tij, ai nuk u ndërtua kurrë gjatë jetës së tij. Kishte shumë arsye për këtë. Por kryesoret ishin mungesa e plotë e fondeve për projektin për të krijuar një motor analitik dhe nivel i ulët teknologjitë e asaj kohe. Babbage këtë herë nuk i kërkoi ndihmë qeverisë, sepse e kuptoi që pas dështimit me motorin e diferencës, sërish do të refuzohej.

Vetëm pas vdekjes së Charles Babbage, djali i tij, Henry Babbage, vazhdoi punën e filluar nga babai i tij. Në 1888, Henri arriti të ndërtojë nyjen qendrore të motorit analitik sipas vizatimeve të babait të tij. Dhe në 1906, Henry, së bashku me firmën Monroe, ndërtuan një model pune të një motori analitik, duke përfshirë një njësi aritmetike dhe një pajisje për printimin e rezultateve. Makina e Babbage ishte funksionale, por Charles nuk jetoi për të parë këto ditë.

Në 1864, Charles Babbage shkroi: «Ndoshta do të kalojë gjysmë shekulli para se njerëzit të binden se fondet që lë pas nuk mund të shpërndahen.» Sipas supozimit të tij, ai kishte gabuar për 30 vjet. Vetëm 80 vjet pasi u ndërtua kjo deklaratë makinë MARK-I, e cila u quajt "Ëndrra e Babbage u bë realitet". Arkitektura MARK-I ishte shumë e ngjashme me arkitekturën e Motorit Analitik. Howard Aiken me të vërtetë studioi seriozisht botimet e Babbage dhe Ada Lovelace përpara se të ndërtonte makinën e tij, dhe makina e tij ishte ideologjikisht pak më përpara se motori analitik i papërfunduar. Performanca e MARK-I doli të jetë vetëm dhjetë herë më e lartë se shpejtësia e llogaritur e motorit analitik.

Siç kam shkruar tashmë në artikull, ajo nuk është ndërtuar nga krijuesi i saj. Sidoqoftë, gjatë punës së tij, Babbage kishte idenë e krijimit të një makine kompjuterike universale, e cila supozohej të punonte sipas programit pa ndërhyrjen njerëzore.

Ai e quajti një makinë të tillë analitike. Më shumë se 100 vjet më vonë, kjo ide ishte baza për krijimin e kompjuterëve elektronikë.

Në 1834 Charles Babbage e përshkroi të tijën motor analitik(Motor analitik). Ishte një projekt kompjuterik Qëllimi i përgjithshëm duke përdorur letra me grushta dhe motorr me avull si burim energjie.

Kartelë

Kartat e shpuara ishin copa kartoni të shpuar. Ato u përdorën për herë të parë në 1804 nga francezi Jacquard për një vegjë mekanike të kontrolluar nga sekuenca letrash me grushta. Në përputhje me pozicionet e vrimave në hartë, anija bënte lëvizje të caktuara, duke i dhënë pëlhurës strukturën e duhur.

Nga rruga, në fillim të viteve 1980, të gjithë përdoruesit-programuesit e asaj kohe i mbushnin programet e tyre në karta të grushta.

Kartat me grushta ishin të nevojshme për të automatizuar punën e motorit analitik, i cili arrihet duke punuar në një para-përbërje nga një person program. Charles Babbage është themeluesi i idesë makinë mekanike me kontrollin e softuerit.

Në të vërtetë, pa automatik kontrollin e programit procesi i llogaritjes, çdo operacion pasues duhet të "nxitet" në makinë nga një person duke shtypur butonat e duhur. Një person kuptimplotë në vetvete rasti më i mirë mund ta bëjë këtë 1-2 herë në sekondë për shkak të inercisë së sistemit të tij nervor.

Prandaj, pavarësisht se sa shpejt funksionojnë blloqet e makinës, ajo, duke kryer çdo operacion në drejtimin e një personi, do të funksionojë ngadalë - me ritmin e pronarit të saj. Dhe vetëm duke futur paraprakisht një program për zgjidhjen e një problemi në makinë, duke e "mësuar" atë të zgjidhë këtë apo atë problem më vete, mund ta bëni atë të numërohet "pa shikuar prapa te personi", me shpejtësinë karakteristike të tij. , Makineria.

Sipas projektit të vitit 1834, të zhvilluar nga Babbage në letër, motori analitik përfshinte 4 blloqe:

1. regjistrat e memories (sipas dyqanit të terminologjisë së Babbage - ruajtje, depo) - ky është një analog i një pajisjeje moderne ruajtjeje (memorie) për ruajtjen e të dhënave dhe rezultateve fillestare;
2. blloku aritmetik (në terminologjinë e Babbage - mulli) është një analog pajisje moderne për informatikë;
3. një daulle që kontrollon funksionimin e makinës (fuçi kontrolli) - një prototip i një pajisjeje moderne të kontrollit (CU);
4. kartat me grushta - një prototip i hyrjes / daljes së informacionit.

A ju kujton ndonjë gjë ky model? Në fund të fundit, kjo është praktikisht arkitektura e kompjuterëve elektronikë (kompjuterëve). Mbetet vetëm për të dalë me një skemë për ruajtjen e përbashkët të programeve dhe të dhënave në kujtesën e kompjuterit. Kjo u bë 100 vjet më vonë nga një ekip shkencëtarësh të udhëhequr nga matematikani amerikan John von Neumann.

Le të kthehemi në vitin 1834. Fotografia dhe energjia elektrike ende nuk janë shpikur, nuk ka telefon dhe radio. Vetëm anijet me vela lundrojnë në dete, dhe në tokë një kal është miku më i mirë i njeriut. Dhe befas - një motor analitik, d.m.th. pajisje mekanike me idetë e kontrollit automatik të programit! Njerëzimi ishte në gjendje ta kuptonte këtë më shumë se 100 vjet më vonë falë ardhjes së elektronikës.

Deri në vitin 1834, makina shtesë ishte shpikur tashmë. Motori Analitik ndryshonte prej tij në praninë e regjistrave, gjë që e lejonte atë të punonte sipas një programi të përpiluar më parë nga një person. Rezultati i ndërmjetëm i llogaritjes u ruajt në regjistra dhe me ndihmën e tyre u kryen veprimet e përcaktuara nga "programi".

Shpikja e regjistrave siguroi aftësi llogaritëse që mahnitën Babbage në krahasim me motorin e tij të parë të diferencës: “Për gjashtë muaj po projektoja një makinë që ishte më e avancuar se e para. Unë vetë jam i habitur me fuqinë përpunuese që do të ketë; një vit më parë, nuk do ta kisha besuar."

Siç u përmend tashmë, Babbage lidhi një njësi aritmetike ("mulli"), regjistrat e memories të kombinuara në një tërësi të vetme ("magazinë") dhe një pajisje të tretë, së cilës autori nuk i dha një emër, në një qark të vetëm logjik. Ai u zbatua duke përdorur letra me grushta. tre lloje:

1. kartat e funksionimit ( anglisht kartela e funksionimit) shërbeu për të ndërruar makinën midis mënyrave të mbledhjes, zbritjes, pjesëtimit dhe shumëzimit;
2. harta të ndryshueshme ( anglisht kartë e ndryshueshme) kontrollonte transferimin e informacionit nga "magazina" në "mulli" dhe mbrapa;
3. kartat numerike me grushta mund të përdoren për të futur të dhëna në makinë, si dhe për të ruajtur rezultate të ndërmjetme llogaritjet, nëse vendi në "magazinë" ishte i kufizuar.

Përveç kësaj, një bibliotekë funksionesh mund të përpilohet nga kartat e funksionimit. Siç është konceptuar nga autori, motori analitik supozohej të përmbajë një pajisje printimi dhe një pajisje për nxjerrjen e rezultateve në kartat me grushta për përdorim të mëvonshëm. Kështu, ishte Babbage që lindi me idenë e I/O.

Motori Analitik nuk u ndërtua. Shpikësi shkroi në 1851: "Të gjitha zhvillimet që lidhen me Motorin Analitik bëhen me shpenzimet e mia. Kam kryer një sërë eksperimentesh dhe kam arritur në pikën përtej së cilës aftësitë e mia nuk janë të mjaftueshme. Në këtë drejtim, unë jam i detyruar të refuzoj punën e mëtejshme.

Në 1822, anglezi Charles Babbage ndërtoi një pajisje llogaritëse, të cilën ai e quajti një motor diferenci. Informacioni mbi kartat u fut në këtë makinë. Për të kryer një sërë veprimesh matematikore në makinë, u përdorën rrota dixhitale me dhëmbë. Dhjetë vjet më vonë, Babbage krijoi një pajisje tjetër llogaritëse, shumë më të avancuar, të cilën ai e quajti Motori Analitik. Në gjysmën e parë të shekullit të 19-të, matematikani anglez Charles Babbage u përpoq të ndërtonte një pajisje kompjuterike universale - Motorin Analitik, i cili supozohej të kryente llogaritjet pa ndërhyrjen njerëzore. Për ta bërë këtë, ajo duhej të ishte në gjendje të ekzekutonte programet e futura duke përdorur karta me grushta (kartat e bëra prej letre të trashë me informacion të aplikuar duke përdorur vrima, si në tezgjah), dhe të kishte një "magazinë" për ruajtjen e të dhënave dhe rezultateve të ndërmjetme (në terminologjinë moderne - memorie). Babbage nuk ishte në gjendje ta përfundonte punën - doli të ishte shumë e ndërlikuar për teknikët e asaj kohe. Miku i Babbage, kontesha Ada Augusta Lovelace, tregoi se si mund të përdoret motori analitik për të kryer një sërë llogaritjesh specifike. Charles Babbage konsiderohet shpikësi i kompjuterit dhe Ada Lovelace quhet programuesja e parë kompjuterike. Edhe një nga gjuhët kompjuterike u emërua zyrtarisht pas konteshës - ADA. Në vitin 1985, stafi i Muzeut të Shkencës në Londër vendosi të zbulonte më në fund nëse ishte vërtet e mundur të ndërtohej kompjuteri i Babbage. Pas disa vitesh punë të palodhur, përpjekjet u kurorëzuan me sukses. Në nëntor 1991, pak para dyqindvjetorit të lindjes së shpikësit të famshëm, motori i diferencës bëri për herë të parë llogaritjet serioze. Pas vdekjes së Babbage, vdiq edhe djali i tij, por para kësaj ai arriti të ndërtojë disa mini-kopje të Babbage's Difference Engine dhe t'i dërgojë ato nëpër botë për të përjetësuar këtë makinë. Në tetor 1995, një nga ato kopje u shit në një ankand në Londër në Muzeun Australian të Energjisë Elektrike në Sidnei për 200,000 dollarë.

1.2.5. Herman Hollerith

Në fund të shekullit XIX. u krijuan pajisje mekanike më komplekse. Më e rëndësishmja prej tyre ishte një pajisje e projektuar nga amerikani Herman Hollerith. Ekskluziviteti i tij qëndronte në faktin se ideja e kartave me grushta u përdor për herë të parë në të dhe llogaritjet u kryen duke përdorur rrymë elektrike. Ky kombinim e bëri makinën aq efikase sa u përdor gjerësisht në kohën e saj. Për shembull, në Regjistrimin e 1890 në SHBA, Hollerith, me ndihmën e makinerive të tij, ishte në gjendje të bënte në tre vjet atë që do të ishte bërë me dorë në shtatë vjet, dhe nga një numër shumë më i madh njerëzish.

1.2.6. Konrad Zuse

Vetëm 100 vjet më vonë makina e Babage tërhoqi vëmendjen e inxhinierëve. Në fund të viteve 30 të shekullit të 20-të, inxhinieri gjerman Konrad Zuse zhvilloi makinën e parë dixhitale binare Z1. Ai përdori gjerësisht reletë elektromekanike, domethënë çelsat mekanikë të aktivizuar goditje elektrike. Në vitin 1941, Konrad Zuse krijoi makinën Z3, plotësisht të kontrolluar nga programi.

1.2.7. Howard Aiken

Një shtysë e madhe zhvillimit të teknologjisë kompjuterike i dha i dyti Lufte boterore: Ushtria amerikane kishte nevojë për një kompjuter. Në vitin 1944, amerikani Howard Aiken, në një nga ndërmarrjet e kompanisë IBM, ndërtoi një kompjuter mjaft të fuqishëm Mark-1 për ato kohë. Në këtë makinë, elementët mekanikë - rrotat e numërimit - u përdorën për të paraqitur numrat, dhe reletë elektromekanike u përdorën për kontroll. Programi i përpunimit të të dhënave është futur nga një shirit me grusht. Përmasat: 15 X 2.5 m., 750.000 pjesë. "Mark-1" mund të shumëzojë dy numra 23-bit në 4 s.

2. Periudha e llogaritjes elektronike

Ideja e parë për një motor diferencial u parashtrua nga inxhinieri gjerman Johann Müller në një libër të botuar në 1788.

Midis 1989 dhe 1991, në dyqindvjetorin e lindjes së Charles Babbage, bazuar në vepra origjinale një kopje e punës u mblodh në Muzeun e Shkencës në Londër Diferenca motori nr. 2. Në vitin 2000, një printer, i shpikur gjithashtu nga Babbage për makinën e tij, filloi të punojë në të njëjtin muze. Pas eliminimit të pasaktësive të vogla të dizajnit të gjetura në vizatimet e vjetra, të dy dizajnet funksionuan në mënyrë të përsosur. Këto eksperimente i dhanë fund një debati të gjatë në lidhje me funksionueshmërinë themelore të modeleve të Charles Babbage (disa studiues besojnë se Babbage paraqiste qëllimisht pasaktësi në vizatimet e tij, duke u përpjekur kështu të mbronte krijimet e tij nga kopjimi i paautorizuar).

Motori analitik

edhe pse motor diferencial nuk u ndërtua nga shpikësi i saj, gjëja kryesore për zhvillimin e ardhshëm të teknologjisë kompjuterike ishte diçka tjetër: gjatë punës, Babbage kishte idenë për të krijuar një kompjuter universal, të cilin ai e quajti analitike dhe që u bë prototipi i kompjuterit dixhital modern. Në një qark të vetëm logjik, Babbage lidhi një pajisje aritmetike (të quajtur prej tij "mulli"), regjistrat e memories të kombinuara në një tërësi të vetme ("magazinë") dhe një pajisje hyrje-dalje të zbatuar duke përdorur tre lloje kartash me grushta. Kartat e punimit të operimit e ndërruan makinën midis mënyrave të mbledhjes, zbritjes, pjesëtimit dhe shumëzimit. Kartat me grusht të ndryshueshëm kontrollonin transferimin e të dhënave nga memoria në njësinë aritmetike dhe mbrapa. Kartat me grushta numerike mund të përdoren si për të futur të dhëna në makinë ashtu edhe për të ruajtur rezultatet e llogaritjeve nëse nuk kishte memorie të mjaftueshme.

Ndikimi në kulturë

Në vitin 1972, Harry Harrison në tregimin "Një tunel transatlantik, Hurrah!", i shkruar në zhanrin steampunk, u përmend " makinë kompjuterike Babbage, i cili zinte pothuajse një të katërtën e vëllimit të nëndetëses, "përdoret për të analizuar gjendjen e kabllove dhe për të rregulluar tensionin e tyre gjatë transportit të seksioneve të ndërtimit të tunelit Transatlantik, si dhe për të kalibruar rrjedhën e Nautilus II. .

Në vitin 1990, Michael Flynn shkroi një roman fantastiko-shkencor të quajtur In the Land of the Blind. Në vendin e të verbërve). Një organizatë sekrete me ndihmën e makinave analitike të avancuara të Charles Babbage llogarit matematikisht zhvillimin e mundshëm të ngjarjeve dhe kështu merr mundësinë për të ndikuar në rrjedhën e historisë.

Në vitin 1990, Bruce Sterling dhe William Gibson shkruan romanin fantastiko-shkencor The Difference Engine. Motori i Diferencës). Romani është projektuar në stilin e steampunk dhe gjithashtu përshkruan motor diferencial.

Në vitin 2005, John Crowley botoi romanin e Lord Bajronit. Ky është një histori imagjinar për zbulimin dhe deshifrimin e dorëshkrimit të veprës së vetme në prozë të Bajronit, romanit Toka e mbrëmjes. Për të shpëtuar romanin nga shkatërrimi, vajza e Bajronit, Ada Lovelace e kodoi atë në mënyrë që vetëm pasardhësit të mund ta lexonin tekstin duke përdorur makina llogaritëse që datojnë që nga motori i ndryshimit të Babbage.

Projekti online “Hand of Orion” përshkruan ato krejtësisht inteligjente dhe autonome, të krijuara mbi bazën e ideve të Babbage, me madhësinë e një asteroidi të madh.

Kartelë

Kartat RM ndahen në tre lloje

1. Kartat e programueshme.
2. Kartat numerike
3. Operatorët

Shiko gjithashtu

Shkruani një përmbledhje për artikullin "Motori i ndryshimit të Charles Babbage"

Letërsia

• Per. nga anglishtja. K. G. Bataev, e kuqe. V. M. Kurochkin. Takoni: kompjuter = Kuptimi i kompjuterëve. - M .: Mir, 1989. - 240 f. - (Hyrje në kompjuter). - ISBN 5-03-001147-1.
• Doron Swade. Motori i ndryshimit: Charles Babbage dhe kërkimi për të ndërtuar kompjuterin e parë. - ISBN 0-670-91020-1.

Lidhjet

• Gjergj Dalakov.(anglisht) . Marrë më 25 janar 2012. .
• (anglisht)
• (anglisht)
• (anglisht)

Një fragment që karakterizon Motorin e Diferencës së Charles Babbage

MINISTRIA E ARSIMIT TË REPUBLIKËS SË Bjellorusisë

UNIVERSITETI SHTETËROR Bjellorusian

DEPARTAMENTI I HISTORISË

DEPARTAMENTI I STUDIMEVE BURIMORE

ESE MBI TEMËN:

KOMPJUTERI ANALITIK I CHARLES BABBAGE.

PREZANTIMI:

Motori Analitik, i projektuar nga matematikani dhe shpikësi i shquar anglez Charles Babbage, është një moment historik i rëndësishëm në historinë e zhvillimit të teknologjisë kompjuterike. Kur e projektoi atë në 1836-1848, Babbage në fakt vendosi drejtimin për të gjithë zhvillimin e mëvonshëm të kompjuterëve elektronikë (në tekstin e mëtejmë të referuar si kompjuterë). Në fund të fundit, projekti për të krijuar një motor analitik parashikonte një sërë mekanizmash të natyrshëm në kompjuterët e sotëm. Së pari, u supozua prania e pesë pajisjeve të njëjta (aritmetikë, memorie, kontroll, pajisje hyrëse dhe dalëse). Së dyti, numri i operacioneve, përveç katër atyre aritmetike, përfshinte një operacion të degës së kushtëzuar dhe operacione me kode instruksioni. Për më tepër, duhet të theksohet se të gjitha programet e llogaritjes në motorin analitik të Babbage u regjistruan në kartat me grushta.

Në esenë time, do të përpiqem të shqyrtoj arsyet që e shtynë Babbage të përpiqet të krijojë një kompjuter, të identifikojë idetë që ndikuan procesi krijues Shpikësi britanik, për të shpjeguar arsyet pse Babbage nuk arriti kurrë të krijonte një motor analitik, pavarësisht kostove të mëdha morale dhe fizike të shkencëtarit.

Megjithëse vetë Babbage nuk i pa frytet e punës së tij, ndikimi i tij i padyshimtë në më shumë se një shekull të krijimit të kompjuterit të njohur për ne dëshmohet nga faktet e mëposhtme: në 1854, shpikësi suedez Scheutz ndërtoi një motor diferencial vetëm në një formë paksa e modifikuar, dhe në vitin 1991, në dyqindvjetorin e Babbage, shkencëtarët britanikë bazuar në vizatimet e tij rikrijuan Difference Engine Nr. 2, si dhe një printer 3.5 ton. Të dy pajisjet po punojnë në mënyrë perfekte tani - vetëm dy gabime u gjetën në vizatimet e Babbage.

1. RINIA E CHARLES BABBAGE

Charles Babbage lindi më 26 dhjetor 1791 në jugperëndim të Anglisë në qytetin Totnes, Devonshire, në familjen e një bankieri. Babai i tij, Benjamin Babbage, një bankier në Praed, Mankworth dhe Babbage, më pas i la djalit të tij një pasuri mjaft të madhe. Charles ishte një fëmijë shumë i dobët, i sëmurë, dhe për këtë arsye prindërit e tij nuk nxitonin ta dërgonin në shkollë. Që nga fëmijëria, ai studioi individualisht me një mësues të algjebrës dhe nuk është për t'u habitur që shpejt u bë shkenca e tij e preferuar. Në kohën kur ai hyri në Kolegjin Trinity, Universiteti i Oksfordit, në 1811, tetëmbëdhjetë vjeçari Babbage i tejkaloi të gjithë bashkëmoshatarët e tij në njohuritë e tij matematikore. Ka prova që pyetjet e të riut Babbage kanë habitur vazhdimisht vetë mësuesit e kolegjit.

Pavarësisht nga shëndeti i tij i keq, Babbage i ri ishte një i ri shumë i gjithanshëm dhe i shoqërueshëm. Miqtë e tij më të ngushtë në kolegj ishin John Herschel, nipi i astronomit të madh W. Herschel dhe George Peacock. Miqtë njëherë madje hynë në një marrëveshje kurioze: "të largohen nga kjo botë më e mençur se sa u gjet nga ata".

Një vit pas hyrjes në kolegj, Babbage dhe miqtë e tij morën pjesë në krijimin e Shoqërisë Analitike, që synonte reformimin e postulateve të caktuara të matematikës së Njutonit të mësuar në universitet dhe studimin e arritjeve të avancuara të shkencës evropiane. "Shoqëria Analitike" filloi të mbante mbledhje të rregullta, në të cilat anëtarët e saj bënin raporte shkencore, zhvilloi një veprimtari të fuqishme botuese. Kështu, Babbage, Herschel dhe Peacock në 1816 përkthyen traktatin matematikor të profesor Lacroix nga frëngjishtja dhe e plotësuan atë me dy vëllime të shembujve të tyre.

Babbage ishte një student i talentuar, por ai besonte se miqtë e tij - Herschel dhe Peacock - kishin arritur sukses shumë më të madh në matematikë sesa ai. Duke mos dashur të ishte i treti në listën e studentëve më të mirë në fund të kolegjit, Charles u transferua në Kolegjin St. Në të vërtetë, atje ai u bë studenti i parë dhe në 1814 mori një diplomë bachelor. Tre vjet më vonë, Babbage mori një diplomë master.

2. INTERESAT SHKENCORE. FILLIMI I PUNËS NË KOMPJUTER.

Mjeshtri i sapoformuar ishte një natyrë jashtëzakonisht aktive, zotëruese gamën më të gjerë interesat shkencore. Në moshën e tij të re, ai filloi të shkruante një fjalor dhe gramatikë të gjuhës universale botërore, por kjo punë mbeti e papërfunduar. Në të njëjtën kohë, Babbage u interesua për mundësinë e krijimit të një kompjuteri që eliminoi mundësinë e llogaritjeve të pasakta dhe gabimeve matematikore në llogaritjen e tabelave logaritmike. Ekzistojnë dy legjenda të bukura se si Babbage më në fund formuloi për vete detyrën e krijimit të një makinerie të aftë për të krijuar në mënyrë të pavarur tabela pa gabime. Sipas versionit të parë të paraqitur nga Babbage, një ditë Herschel i solli atij llogaritjet e bëra nga kalkulatorët e Shoqërisë Astronomike. Megjithatë, Babbage dhe Herschel kishin dyshime për cilësinë e kalkulatorëve. Ata filluan një kontroll të lodhshëm dhe gjetën një numër të madh gabimesh. Babbage tha: "Unë do të doja që këto llogaritje të kryheshin duke përdorur një burim energjie", për të cilën Herschel u përgjigj: "Është shumë e mundur". Sipas Babbage, kjo bisedë lindi një ide që ai e ndoqi gjatë gjithë jetës së tij.

Sipas versionit të dytë të Babbage, gjërat ishin disi të ndryshme. Një mbrëmje, Babbage u ul në dhomën e Shoqërisë Analitike dhe mendoi për vështirësinë e llogaritjes së tabelave logaritmike. Në këtë kohë, një nga miqtë e tij hyri në dhomë dhe e pyeti: "Epo, Charles, për çfarë po ëndërron?" Duke treguar një tabelë logaritmesh, Babbage u përgjigj: "Unë mendoj se të gjitha këto tabela mund të llogariten me makinë." Babbage shkruan se "kjo ngjarje duhet të ketë ndodhur në 1812 ose 1813".

Krijimi i një kompjuteri u bë një çështje jete për matematikanin e ri pasi u transferua në Francë për të vazhduar studimet. Atje Babbage takoi të mëdhenjtë Pierre Laplace dhe Jean-Baptiste Fourier, por Baroni Gaspard de Prony i la përshtypjen më të madhe. Ishte në shkrimet e de Prony që Babbage mori idenë e krijimit të teknologjisë kompjuterike.

Për të kuptuar shkëputjen me të cilën shpikësi britanik filloi krijimin e makinës, unë do të citoj faktin e mëposhtëm. Në 1828, Babbage u zgjodh profesor i matematikës në Kolegjin Lucas, Universiteti i Kembrixhit (vite më vonë ai do të thoshte se ky ishte i vetmi nder që mori në vendin e tij). Pra: për 11 vjet profesor, shkencëtari nuk lexoi asnjë leksion të vetëm në universitet, duke i kushtuar gjithë kohën llogaritjeve të makinerive.

Megjithatë, departamenti mori ende një sasi të caktuar kohe, dhe më pas në 1839 Babbage la postin e tij profesor. Që tani e deri në fund, jeta e tij do t'i kushtohet tërësisht krijimit të kompjuterëve.

3. MAKINA E DIFERENCAVE TË BABBAGE.

Për të kuptuar më mirë idetë e së ardhmes së Babbage, le të hedhim një vështrim më të afërt në momentet kryesore shkencore në jetën e de Prony. Qeveria e Francës, e rinovuar pas periudhës ne të perandorisë, vendosi të krijojë tabela të reja logaritmike dhe trigonometrike. Kjo punë iu besua Baron de Prony, i cili në atë kohë ishte në krye të Byrosë së Regjistrimit.

De Prony transferoi idenë e ndarjes së punës në procesin llogaritës. Ai i ndau interpretuesit në tre nivele të kualifikimit: nivelin më të lartë e zunë disa matematikanë të shquar, ndër të cilët ishin Lezhandre dhe Lazar Nicola Carnot - ata përgatitën softuer matematikor. Në nivelin e dytë u arsimuan "teknologë" të cilët organizuan procesin rutinë të punës llogaritëse. Të fundit në këtë strukturë ishin kalkulatorët - kompjuterët (përdorimi i parë i kësaj fjale): maksimumi i kualifikimit të tyre është aftësia për të shtuar dhe zbritur (zakonisht kalkulatorët rekrutoheshin nga vajzat e mushkërive sjellje që pas revolucionit vendosën të ndryshojnë profesion).

Merita e de Prony është se ai gjeti qasje algoritmike dhe teknologjike për të reduktuar llogaritjet komplekse në operacione rutinë që nuk kërkojnë një qasje krijuese nga shumica e interpretuesve. Në parim, de Prony krijoi kompjuterin e parë, ku kalkulatorët u përdorën si procesor. Kjo qasje është përdorur me sukses për 150 vjet në llogaritjet komplekse dhe madje shumë komplekse - nga zhvillimi i modeleve të anijeve deri te krijimi i bombave të para atomike.

Shpërndarja e punës llogaritëse nga De Prony e çon Babbage në idenë e zëvendësimit të një kalkulatori njerëzor (i cili në mënyrë të pashmangshme bën gabime) me një makinë - e cila, siç besonte Babbage, nuk njeh gabime.

Shkencëtari britanik hidhet me kokë në një hipostazë të re të shkencës matematikore. Në 1819, Babbage përshkroi një makinë të aftë për të llogaritur dhe printuar tabela të mëdha matematikore dhe krijoi një makinë tabelimi që përbëhej nga rula dhe ingranazhe të rrotulluara nga një levë. Makina mund të kryente disa llogaritje matematikore deri në tetë shifra dhjetore. Mbi të, Babbage, në veçanti, llogariti tabelën e katrorëve. Pas përfundimit të kësaj makinerie, Babbage ishte plot entuziazëm krijues, duke besuar se vështirësitë kryesore tashmë ishin kapërcyer. Planet e ardhshme të shpikësit ishin shumë optimiste.

Në 1822, Babbage i shkroi Presidentit të Shoqërisë Mbretërore, Davy, në të cilin ai propozoi ndërtimin e një motori diferencial shumë më të madh se ai i mëparshmi, për llogaritjen, para së gjithash, tabelat astronomike dhe të lundrimit. Charles Babbage filloi punën për ndërtimin e një ndryshimi motor në 1823, menjëherë pasi mori një bursë qeveritare për të vazhduar punën në krijimin e kompjuterëve. motor diferencial duhej të kryente llogaritjet me një saktësi të numrit të njëzetë dhjetore. Ndërtimi i mekanizmit mori Babbage dhjetë vjet, dizajni i tij u bë gjithnjë e më i ndërlikuar, i rëndë dhe i shtrenjtë. Pikërisht për shkak të paaftësisë paguese financiare të projektit, puna për krijimin e një motori diferencial duhej të ndalohej pa arritur një rezultat të prekshëm. Vërtetë, motori i ndryshimit do të ndërtohet ende, por vetëm pas gati 200 vjetësh (shih hyrjen) ...

Vlera e motorit të ndryshimit të Charles Babbage është se ai fillimisht propozoi një makinë që, ndryshe nga të gjitha të mëparshmet, jo vetëm që mund të kryente një veprim të caktuar një herë, por edhe të kryente një program të tërë llogaritjesh. Së bashku me tabelimin e polinomeve me metodën e diferencave të fundme, makina mund të llogariste vlerat e funksioneve që nuk kanë dallime konstante, duke përdorur formula empirike të zgjedhura me mjeshtëri.

Vetë Babbage ishte mjaft i qartë për qëllimin e makinës së tij. Ai promovoi përdorimin e metodave matematikore në fusha të ndryshme të shkencës dhe në të njëjtën kohë parashikoi përdorimin e gjerë të kompjuterëve.

4. MOTORI ANALITIK I BABBAGE

Në kohën e përfundimit të punës për krijimin e një motori ndryshimi, truri aktiv i Babbage ishte i zënë me zgjidhjen e një detyre tjetër, më të vështirë. Babbage dëshironte të krijonte pajisje e re– Motori analitik. Dallimi kryesor i tij nga motori i diferencës ishte fakti se ai ishte i programueshëm dhe mund të kryente çdo llogaritje që i jepej.

Nga makina shtuese makinë e re dallohen nga prania e regjistrave. Ata ruajtën rezultatin e ndërmjetëm të llogaritjes dhe me ndihmën e tyre u kryen veprimet e përshkruara nga programi. Mundësitë llogaritëse që u hapën pas shpikjes së regjistrave e mahnitën vetë Babbage. Për këtë arsye, është ruajtur edhe vërejtja e shpikësit: “Për gjashtë muaj kam hartuar një makinë që është më e përsosur se e para. Unë vetë jam absolutisht i habitur me fuqinë përpunuese që do të ketë. Një vit më parë, nuk do ta kisha besuar këtë!”

Arkitektura e motorit analitik të Charles Babbage tashmë praktikisht korrespondon me kompjuterët modernë. Ai përmban të tre komponentët klasikë të një kompjuteri:

Controlbarrel - tambur kontrolli (pajisja e kontrollit - CU), -magazin - ruajtje (tani e quajmë memorie - memorie) - mulli - mulli (pajisja aritmetike - AU).

Kujtesa e regjistrit të makinës së Babbage ishte e aftë të ruante të paktën njëqind numra dhjetorë me 40 karaktere secili, por teorikisht mund të zgjerohej në një mijë numra 50-bitësh (për krahasim, theksojmë se pajisja e memories së një prej të parëve Kompjuterët Eniac në 1945 ruanin vetëm 20 numra dhjetëshifrorë). Njësia aritmetike kishte, siç do të thoshim tani, mbështetje harduerike për të katër operacionet aritmetike. Makina kryente mbledhje në 3 sekonda, shumëzim dhe pjesëtim në 2 minuta. Ky "mulli" përbëhej nga tre regjistra kryesorë: dy për operandët dhe i treti për rezultatet e operacioneve që lidhen me shumëzimin. Kishte gjithashtu një tabelë për ruajtjen e rezultateve të ndërmjetme dhe një numërues për numrin e përsëritjeve. Programi kryesor u regjistrua në daulle ( pajisje kontrolli), përveç tij, kartat me grushta, të propozuara nga Joseph Marie Jacquard qysh në vitin 1801, mund të përdoren për një kalim të shpejtë nga modeli në model në tezgjah.

Ada Lovelace (i mbiemri Bajron) pati një ndihmë të madhe në zhvillimin e makinës për Babbage. Lovelace ishte e bija e poetit të famshëm anglez Lord Bajron, por ajo nuk e pa kurrë, sepse pak para lindjes së saj u nis për në Greqi, ku vdiq si pjesë e një detashmenti rebel. Lovelace vizitoi Babbage me shoqen e saj Mary Somerville. Babbage i trajtonte gjithmonë me dashamirësi dhe u shpjegonte gjerësisht qëllimin e të gjitha pajisjeve të makinës. Dhe së shpejti ai zbuloi aftësitë e jashtëzakonshme matematikore të Ada Lovelace. Ishte ajo që më pas do të krijonte themelet e para teorike në botë të programimit, do të shkruante librin e parë të programimit dhe do të hynte në histori si "programuesi i parë".

Ishte Lovelace që lindi me idenë e përdorimit të dy rrymave të kartave me grushta për të ushqyer makinën, të cilat quheshin karta operacionale dhe karta të ndryshueshme: e para kontrollonte procesin e përpunimit të të dhënave që regjistrohej në të dytën.

Informacioni u regjistrua në kartat e grushtuara me vrima. Nga kartat operative ishte e mundur të krijohej një bibliotekë funksionesh. Për më tepër, AnalyticalEngine, siç u konceptua nga autori, supozohej të përmbante një pajisje printimi dhe një pajisje për nxjerrjen e rezultateve në kartat me grushta për përdorim të mëvonshëm. Kështu që Babbage filloi idenë e I/O.

Babbage sugjeroi gjithashtu krijimin e një mekanizmi për goditjen e rezultateve dixhitale në një bosh ose pllaka metalike. Për të ruajtur informacionin në memorie, shkencëtari do të përdorte jo vetëm karta me grushta, por edhe disqe metalikë që do të rrotulloheshin në një bosht. Pllakat metalike dhe disqet metalikë tani mund të konsiderohen nga ne si prototipe të largëta të kartave magnetike dhe disqeve magnetike.

Në vetëm një aspekt motori analitik nuk ishte automatik. Funksionet e regjistruara në tabelë duhej të shënoheshin paraprakisht. Duke parashikuar të ardhmen e informatikës, Babbage shkroi: "Duket shumë e mundshme që ajo llogarit shumë më shpejt në formulat e duhura sesa duke përdorur tabelat e saj." Në të vërtetë, në moderne kompjuterët ekziston një bibliotekë e gjerë e nënprogrameve standarde, me ndihmën e të cilave llogariten funksione me shkallë të ndryshme kompleksiteti. Interesante, termi "bibliotekë" për këtë aplikacion u përdor gjithashtu për herë të parë nga Charles Babbage!

5. ARSYET E DËSHTIMIT TË BABBAGE

E megjithatë, përkundër një sërë njohurish të shkëlqyera dhe shpikjeve novatore që ishin një shekull përpara kohës së tyre, Charles Babbage nuk arriti kurrë të përfundojë Motorin Analitik. Arsyeja kryesore e dështimit është avantazhi kryesor i makinës: Babbage me të vërtetë e kaloi shumë kohën e tij (nuk është rastësi që në fund të jetës së tij ai do të thotë: "Unë jam gati të jap vitet e fundit jetën time për të jetuar tre ditë në 150 vjet, dhe për mua të shpjegohet në detaje parimi i funksionimit të makinave të ardhshme”). Siç mund ta shihni, Babbage nuk dyshoi më në zhvillimin e ardhshëm të teknologjisë kompjuterike. Fakti është se një nga dy arsyet kryesore të punës së papërfunduar është pamundësia në atë kohë për të përpunuar metalin me një shkallë të lartë saktësinë (ndërsa vetëm për zbatimin e projektit të Motorit Analitik rrota ingranazhesh do të duheshin disa mijëra!) Dhe sot, teknologët do të mendonin shumë për mundësinë e ndërtimit të një makine të tillë, dhe në ato ditë vetë Babbage shpesh duhej të shpikte teknologji për prodhimin e pjesëve, duke shpërqendruar drejtim të përgjithshëm projekti.

Problemi i dytë ishte financiar. Nëse në fillim shoqëritë e ndryshme shkencore e mbështetën me entuziazëm Babbage, atëherë shumë shpejt ata u ftohën në një projekt të kushtueshëm me qëllime të paqarta. Në 1851, Babbage deklaroi me hidhërim se ai kishte bërë gjithçka që lidhej me makinën me paratë e tij. Dihet se shkencëtari shkroi një roman për të nxjerrë burime materiale, u përpoq të zgjidhej në Parlamentin e Perandorisë Britanike, madje luajti llotarinë në një kohë!

Fati i Babbage është fati tragjik një shkencëtar që nuk i pa kurrë frytet e punës së tij. Deri në fund ai deklaroi se e urrente jetën, njerëzit dhe qeverinë angleze. Kur u ndje keq më 14 dhjetor 1871, tha vetëm një gjë: "Po vjen koha e shumëpritur!" Ai vdiq në të njëjtën ditë, në mbrëmje, në krahët e djalit të tij, vetëm pak ditë para ditëlindjes së tij të tetëdhjetë. Vetëm disa miq të ngushtë morën pjesë në funeralin e njeriut që paralajmëroi zhvillimin e teknologjisë kompjuterike për qindra vjet.

PËRFUNDIM

Shkencëtari i madh anglez Charles Babbage u përpoq bazë mekanike krijoni një makinë që i përket periudhës elektronike. Prandaj, ndërmarrja e tij thjesht nuk mund të kishte sukses. Sidoqoftë, kjo mospërputhje nënvizon gjenialitetin e Babbage: shumë kohë përpara ardhjes së kompjuterëve elektronikë, ai zhvilloi parimet e ndërtimit të makinave, përbërësit e tyre kryesorë, vendosi aftësitë e kompjuterëve dhe parashikoi shtigjet për zhvillimin e tyre të mëtejshëm.

Gjatë studimit të veprës së Babbage, bie në sy edhe një numërim i thjeshtë i problemeve që ai shtroi dhe u përpoq të zgjidhte, disa më me sukses, të tjerë më pak, në motorin analitik: 1) zhvillimi i përbërjes kryesore të blloqeve; 2) planifikimi i një sasie të madhe memorie; 3) ndarja e pajisjeve aritmetike dhe ruajtjes; 4) aplikimi i një programi të llogaritjes së variablave; 5) transferimi i kontrollit duke përdorur një tranzicion të kushtëzuar; 6) punë me adresat dhe kodet komanduese; 7) kontroll me lexim; 8) prania e një biblioteke të nënprogrameve; 9) përdorimi i kartave me grushta, shtypja e të dhënave hyrëse dhe dalëse dhe disa të tjera. Shumica dërrmuese e ideve të Babbage u zbatuan më shumë se njëqind vjet më vonë.

Çdo zbulim i ri shkenca moderne ju bën të shikoni arritjet e shekujve të kaluar në një mënyrë të re. Nëse në fund të shekullit të kaluar dhe në fillim të shekullit tonë emri i Babbage pothuajse u harrua, dhe puna e tij nuk u vlerësua dhe nuk u kuptua, atëherë me zhvillimin e kompjuterëve, interesi për punën dhe personalitetin e tij u rrit.

Babbage shfaqet para nesh si një shkencëtar i shkëlqyer, i cili në shumë aspekte parashikoi zhvillimin e teknologjisë kompjuterike, e cila është bërë manifestimi më i rëndësishëm i revolucionit modern shkencor dhe teknologjik.

BIBLIOGRAFI

1. Dorofeeva A. V. Charles Babbage dhe motori i tij analitik: Razrab. llogaritja e projektit. makina me pro-gr. psh. anglisht matematikan në mesin e viteve 1940. //Metodat dhe mjetet e reja mësimore - Në kap. autor: Dorofeeva V.V. - M. - 1993. - S. 65-69.

2. Dorofeeva A. V. Charles Babbage dhe motori i tij analitik: [Për jetën dhe veprën e anglezëve. matematikë, 1791-1871] // Matematika në shkollë. - 1995. - Nr. 2. - S. 78-80.

3. I.A. Apokin, L.E. Maistrov, I.S. Edlin "Charles Babbage".

4. Enciklopedia e Madhe Cyril dhe Methodius - 2004. Artikujt "Charles Babbage" dhe "Ada Lovelace".

5. Faqja e internetit: http://joinbiz.ru. Artikulli: Charles Babbage. Një njeri përpara kohës së tij”.

6. Faqja e internetit: http://eakolesnikov.ru. artikull " Histori e shkurtër letra me grusht”.