Računalo Charlesa Babbagea. Biografija, ideje i izumi Charlesa Babbagea

Charles Babbage je engleski matematičar i izumitelj koji je dizajnirao prvo automatsko digitalno računalo. Osim toga, on je pomogao stvoriti modernu englesku poštanski sustav i bio je prvi pouzdani aktuarske tablice, izmislili neku vrstu brzinomjer i željezničkog puteochistitel.

Biografija Charlesa Babbagea

Rođen je u Londonu 26. prosinca 1791. u banke partnera obitelji Praeds Benjamin Babbage, vlasnik Bitton nekretnina u Teignmouth i tipa Betsy Plumley. U 1808. obitelj odlučila preseliti na Old Road House, koji se nalazi u istočnoj Teignmouth, a njegov je otac bio upravitelj sv susjednom crkve.

Charlesov je otac bio bogat čovjek, pa je mogao studirati u nekoliko elitnih škola. U dobi od osam godina morao je otići u seosku školu da se oporavi od opasne bolesti. Njegovi su roditelji odlučili da mozak djeteta "ne bi trebao biti pretjeran." Prema Babbage, "ta velika besposličnost, možda, dovela je do nekog njegovog djetinjastog razmišljanja".

Zatim je ušao u gimnaziju kralja Edward VI u Totnes, Južna Devon, uspješan srednja škola, koja djeluje do danas, ali je zdravstveno stanje u vrijeme prisiljavaju Charlesa obratiti privatnih učitelja. Konačno, ušao je u zatvorenu akademiju za 30 studenata, predvodio je velečasni Stephen Freeman. Institucija je imala veliku knjižnicu, koju je Babbage koristio za samostalno proučavanje matematike i naučio ga voljeti. Nakon napuštanja akademije, imao je još dva osobna mentora. Jedan od njih je bio svećenik u Cambridgeu, na kojem se nastava Charles odgovorio: „Bojim se da nisam saznao sve prednosti koje bi mogle doći” Drugi je bio profesor Oxforda. Podučavao je Charlesa Babbagea klasicima da bi mogao biti prihvaćen u Cambridge.

Studiranje na sveučilištu

U listopadu 1810., Babbage je stigao u Cambridge i ušao u Trinity College. Imao je sjajan odgoj - znao je Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson i ozbiljno je razočarao dostupnim matematičkim programima. Stoga je zajedno s Johnom Herschelom, Georgeom Peacockom i drugim prijateljima odlučio osnovati Analitičko društvo.

Kada je 1812. godine Babbage preselio u Cambridge Peterhouse, bio je najbolji matematičar, ali nije diplomirao s počastima. Godine 1814. Dobio je počasni stupanj, čak i bez polaganja ispita.

Godine 1814. Charles Babbage oženio se s Georgijom Whitmore. Otac ga iz nekog razloga nikada nije blagoslovio. Obitelj je živjela u miru u Londonu, Devonshire Street, 5. Samo tri od osam djece preživjele su u odrasloj dobi.

Charlesov otac, njegova supruga i jedan od njegovih sinova umrli su u tragediji 1827.

Računalni dizajn

U doba Charlesa Babbagea često su se u izračunu matematičkih tablica pogreške učinile tako da je odlučio pronaći novu metodu koja bi to mehanički učinila, eliminirajući faktor ljudske pogreške. Ova ideja potječe iz njega vrlo rano, još 1812.

Tri su različita čimbenika utjecala na njegovu odluku:

• nije mu se sviđalo netočnost i netočnost;
• Jednostavno su mu dani dnevnički stolovi;
• bio je nadahnut postojećim radom strojevi za brojanje W. Shikard, B. Pascal i G. Leibniz.

Osnovna načela računanja uređaja, razgovarao je u pismu Sir H. Davyu početkom 1822.

Stroj za razliku

Babbage je 14. lipnja 1822. predstavio ono što je nazvao "razlikom strojem" Kraljevskom astronomskom društvu u članku pod naslovom "Napomene o primjeni računalnih proračuna astronomskih i matematičkih tablica". Mogao je izračunati polinoma pomoću numeričke metode pod nazivom razlika metoda.

Društvo je odobrilo tu ideju, a 1823. vlada mu je dodijelila 1500 funti za izgradnju. Babbage je izradio radionicu u jednoj od soba u svojoj kući i angažirao Josepha Clementa da nadgleda konstrukciju uređaja. Svaki dio je morao biti obavljen ručno uz pomoć posebnih alata, od kojih se mnogi razvio. Charles je napravio mnogo izleta u industrijska poduzeća kako bi bolje razumio proizvodne procese. Na temelju tih putovanja i osobnog iskustva stvaranja automobila 1832. godine, Babbage je objavio rad "o ekonomiji strojeva i proizvodnji". Ovo je prvo objavljivanje onoga što se danas zove "znanstvena organizacija proizvodnje".

Osobna tragedija i putovanja po Europi

Smrt grujanske žene, otac Charlesa Babbagea i njegovog mladog sina, prekinula je gradnju 1827. godine. Rad ga je teško opterećivao, i bio je na rubu neuspjeha. John Herschel i nekoliko drugih prijatelja nagovorili su Babbage da putuju u Europu kako bi ponovno dobili snagu. Putovao je kroz Nizozemsku, Belgiju, Njemačku, Italiju, posjetom sveučilištima i proizvodnji.

U Italiji je doznao da je imenovan profesorom matematike Lucasovsky na Sveučilištu Cambridge. U početku je htio odbiti, ali njegovi prijatelji su ga uvjerili u suprotno. Po povratku u Englesku 1828. godine preselio se u Dorset Street, 1.

Ponovno zapošljavanje

Tijekom odsutnosti Babbage, projekt stroja za razliku došao je pod vatru. Razvalili su se glasine da je izgubio državni novac, da stroj ne radi i da ne bi imao nikakvog praktičnog značaja ako je napravljen. John Herschel i Kraljevsko društvo javno su branili projekt. Vlada je nastavila pružati potporu, dajući 1.500 funti 29. travnja 1829., 3.000 funti 3. prosinca, a isto 24. veljače 1830. godine. Rad se nastavio, ali Babbage je stalno imao problema s dobivanjem novca iz riznice.

Odbijanje projekta

Financijski problemi Charlesa Babbagea podudarali su se s pogoršanjem neslaganja s Klementom. Babbage iza svoje kuće sagradio je dvo-priču, 15-metarsku radionicu. Imala je stakleni krov za osvjetljenje, kao i vatrostalnu čistu sobu za pohranu automobila. Clement se odbio preseliti u novu radionicu i zatražio novac za kretanje po gradu kako bi nadgledao rad. Kao odgovor, Babbage je predložio da dobije naknadu izravno iz riznice. Clement je odbio i prestao raditi na projektu.

Osim toga, odbio je prenijeti crteže i alate koji su korišteni za stvaranje stroja za razliku. Nakon ulaganja £ 23.000, uključujući i £ 6000 temeljnog Babbage, radovi na nedovršenoj uređaj zaustavljen u 1834. U 1842, vlada službeno odustao od projekta.

Charles Babbage i njegov analitički stroj

U daljini od stroja za razliku, izumitelj je počeo razmišljati o svojoj poboljšanoj verziji. Između 1833. i 1842. Charles je nastojao izgraditi uređaj koji se može programirati za izradu računanja, a ne samo onih koji se odnose na polinomne jednadžbe. Prvi se proboj dogodio kada je preusmjerio izlaz uređaja na njegov ulaz za rješavanje daljnjih jednadžbi. Opisao ga je kao stroj koji "jede svoj rep". Nije mu trebalo puno vremena za određivanje osnovnih elemenata analitičkog motora.

računalo Charles Babbage za unos podataka i navođenje redoslijeda potrebnih proračuna upotrijebljene su probne kartice posuđene od Jacquarda tkalački tkalački stan. Uređaj se sastojao od dva dijela: mlina i skladišta. Mlin, koji odgovara procesoru suvremenog računala, izvršio je operacije na podacima dobivenim iz spremišta, što se može smatrati memomom. To je bio prvi svjetski računal za opću namjenu.

Računalo Charlesa Babbagea oblikovano je 1835. godine. Ljestvica djela doista je bila nevjerojatna. Babbage i nekoliko pomoćnika stvorili su 500 velikih projektnih crteža, 1000 listova mehaničkih oznaka i 7000 listova opisa. Završeni mlina iznosio je 4,6 m visine i 1,8 m promjera. Trgovina od 100 znamenki rastezala se za 7,6 m. Za svoj novi stroj, Babbage je sagradio samo male dijelove za ispitivanje. Kompletan aparat nikada nije bio dovršen. Godine 1842., nakon ponovljenih neuspješnih pokušaja dobivanja državnih sredstava, okrenuo se Sir Robertu Peelu. Odbio je i umjesto toga ponudio ga vitezu. Babbage je odbio. Nastavio je mijenjati i poboljšati dizajn već dugi niz godina.

Grofica Lovelace

U listopadu 1842. Federico Luigi, talijanski general i matematičar, objavio je članak o analitičkom stroju. Augusta Ada King, grofica Lovelace, dugogodišnji prijatelj Babbagea, prevela je djelo na engleski jezik. Charles je predložio da prenese prijevod bilješkama. Između 1842. i 1843. par je napisao sedam bilješki, čija je ukupna duljina bila tri puta veća od stvarne veličine članaka. U jednoj od njih Ada je pripremio tablicu za izvođenje programa koji je Babbage stvorio za izračun Bernoullijeva broja. U drugoj je pisao o generaliziranom algebarskom stroju koji može obavljati poslove s simbolima na isti način kao i kod brojeva. Možda je Lovelace prvi koji je razumio općenite svrhe uređaja Babbage, a neki smatraju njom prvi računalni programer na svijetu. Počela je raditi na knjizi koja detaljnije opisuje analitički stroj, ali nije imala vremena završiti.

Čudo strojarstva

Od listopada 1846. do ožujka 1849., Babbage je nastavio s projektom drugog stroja za razliku, koristeći znanje koje je stekao tijekom izrade analitičkog. Koristio je samo 8000 dijelova, tri puta manje nego u prvom. Bio je to čudo strojarstva.

Za razliku od analize, koja je stalno praćka i modificirana, drugi diferencijalni stroj nakon završetka početne faze razvoja nepromijenjenu. Nadalje, izumitelj nije nastojao konstruirati uređaj.

U arhivu muzeja znanosti ostalo je 24 crteža, sve dok se ideje Charlesa Babbaga nisu realizirale 1985.-1991. Stvaranjem potpune duljine u povodu 200. obljetnice rođenja. Dimenzije uređaja bile su 3,4 m duljine, 2,1 m visine i dubine 46 cm, a njezina težina - 2,6 tona. Granice točnosti bile su ograničene na vrijednosti koje bi se tada mogle postići.

postignuća

Godine 1824. Babbage je dobio zlatnu medalju Kraljevskog astronomskog društva "za izum strojeva za izračunavanje matematičkih i astronomskih tablica".

Od 1828. do 1839., Babbage je profesor matematike na Sveučilištu Lucas u Cambridgeu. Puno je napisao za niz znanstvenih časopisa, a odigrao je važnu ulogu u stvaranju Astronomskog društva 1820. i Statističkog društva 1834. godine.

U 1837., odgovarajući na 8 službene Bridgewater rasprave „o snazi, mudrosti i dobroti Božjoj što se očituje u stvaranju”, objavio je deveti Bridgewater rasprava iznošenju ideja da je Bog, posjeduje svemoć i dalekovidnost, stvorio božanski zakonodavac, proizvodnju zakone ( ili programi), koji su u odgovarajuće vrijeme stvorili vrste, čime je uklonjena potreba za obavljanjem čuda svaki put kada je bilo potrebno stvoriti novu vrstu. Knjiga sadrži izvode iz autorove korespondencije s Johnom Herschelom o ovoj temi.

Charles Babbage također je postigao značajne rezultate u kriptografiji. Razbio je šifru s auto-ključem, a također i mnogo slabijim šifrom, koji se danas zove Vigenère šifra. Otkrivenje Babbagea koristilo je britanska vojska i objavljeno je tek nekoliko godina kasnije. Kao rezultat toga, pravo na prvenstvo prolazilo je Friedrichu Kasiski, koji je nekoliko godina kasnije došao do istog rezultata.

Godine 1838., Babbage je izumio pročistač, metalni okvir pričvršćen na prednju lokomotivu, čistim put od prepreka. Također je proveo niz studija o Velikoj zapadnoj željeznici Isambard Kingdomea Brunela.

Samo se jednom pokušao baviti politikom, kada je 1832. sudjelovao na izborima u gradu Finsbury. Prema rezultatima glasovanja, Babbage je zauzeo posljednje mjesto.

Matematičar i izumitelj umro je 18. listopada 1871. u dobi od 79 godina.

Dijelovi nedovršenih mehanizama računalnih uređaja koji su mu stvorili dostupni su za posjetu Muzeju znanosti u Londonu. Godine 1991. Charles Babbage je napravio razliku na temelju njegovih originalnih planova i funkcionirao je savršeno.