Перевірка ком онлайн. n)(s: тут треба розставляти пріоритети і дуже часто доведеться вибирати між формою та читаністю

Чарльз Беббідж, математик та винахідник першого у світі комп'ютера: 224 роки з дня народження

• Історія IT

Чарльз Беббідж у 1860-му році

224 роки тому, 26 грудня 1791 року, за адресою 44 Кросбі Роу, Уолворт Роуд у Лондоні народився хлопчик, якого назвали Чарльзом. Загалом у родині банкіра Бенджаміна Беббіджа було четверо дітей.

Чарльз у дитинстві багато хворів, і у віці восьми років був навіть відправлений вчитися до школи сільскої місцевостіщоб поправити здоров'я після сильної лихоманки, що мало не перервала його життя. І після цього станом здоров'я йому часто доводилося вчитися вдома з приватними викладачами.

Під час навчання Чарльз всерйоз зацікавився математикою. Вступивши в академію Холмвуд, він багато часу проводив у тамтешній бібліотеці за читанням книг з математики, а на його прохання батьки найняли додаткових до інститутської програми вчителів, які допомагали йому осягати цю науку вдома. Один із вчителів підтягнув освіту Чарльза до ступеня, придатного для вступу до Кембриджу.

Вступивши до Кембриджу у жовтні 1810 року, і відучившись там трохи, Чарльз був розчарований місцевим рівнем викладання математики. Чарльз познайомився з іншими обдарованими студентами – Джорджем Пікоком (у майбутньому – відомий математик), Джоном Гершелем (у майбутньому – математик, астроном, хімік, ботанік, винахідник та фотограф-експериментатор) та іншими.

Спільно вони організували у стінах університету т.зв. «Аналітичне суспільство», до заслуг якого можна, серед іншого, віднести пропаганду символіки Лейбниця для роботи з диференціальними рівняннями. До цього спільними зусиллями вони переклали підручник. Наукові засадиінтегрального та диференціального числення» французького математика Сільвестра Лакруа. Почавшись у вигляді жартівливого студентського проекту, до 1830-х років «Аналітичне суспільство» стало вже офіційним підрозділом університету і існує там і досі.

Після Кембриджу Чарльз читав лекції, займався разом із Гершелем науковою роботою, пов'язана з електрикою. Писав книжки та намагався займатися політикою. Його книга «Економіка механізмів і виробництв», присвячена організації промислових виробництв і видана 1832 року, мала основний вплив на математичні методидослідження операцій (розробку та застосування методів знаходження оптимальних рішеньна основі математичного моделювання, статистичного моделюваннята різних евристичних підходів). Зокрема, у книзі активно пропагувався принцип поділу праці, і доводилося, що ця методика призводить до підвищення ефективності виробництва. Тепер цей принцип у Британії називають "Принципом Беббіджа".

Окрім цього, Беббідж цікавився інженерною справою, зокрема роботою поїздів Він винайшов трикутний пристрій «метельник» або «путеочисник», який часто називали «скотобійником» (за аналогією з цим можна згадати «кенгурятники» позашляховиків) – він допомагав оперативно очищати залізничні коліївід сторонніх предметів (і істот). Також йому належить розробка спеціального вагона-динамометра, який вимірює різні критичні параметри залізничного полотна.

Брав участь у створенні Астрономічної спільноти та у створенні єдиного стандартуастрономічних обчислень. Саме робота над виправленням помилок у рахункових таблицях наштовхнула Беббіджа на думку про механізацію рутинної праці за підрахунками.

Цитата з історичної біографії:

У 1812 році він сидів в одній зі своїх кімнат і дивився на повні помилки логарифмічні таблиці. І раптово прийшла ідея автоматичних розрахунків цих чисел за допомогою машин. Французький уряд розробив новий методпідрахунку таблиць. 3-4 математики вирішували питання підрахунків, ще десяток розбивав роботу на простіші частини, а сама рутинна робота, що складалася зі складання та множення, віддавалася на відкуп 80-ти працівникам-лічильникам, які і не розуміли в математиці нічого більше, ніж ці два простих дії. Таким чином, масове виробництво вперше було застосовано для математичних цілей. Беббіджа захопила ідея, що роботу недосвідчених рахівників можна повністю замінити механізмами, які працювали б надійніше і швидше.

Ідея поділу праці обчислювачів належала Гаспару де Проні, який керував бюро перепису Франції з 1790 до 1800 року.

У 1822 році Беббідж опублікував статтю з описом машини, здатної замінити людей-обчислювачів, а незабаром приступив до її практичного створення. Як математику, Беббіджу був відомий метод апроксимації функцій багаточленами та обчисленням кінцевих різниць. З метою автоматизації цього процесу він почав проектувати машину, яка так і називалася – різницева. Ця машина мала вміти обчислювати значення багаточленів до шостого ступеня з точністю до 18-го знака.

На жаль, винахідник не зміг за свого життя побудувати версію задуманої ним машини, що повністю працює. Замість трьох роківвін витратив неї понад 9 років, бюджет її створення зріс удесятеро, але не зміг передбачити всіх труднощів, що з реалізацією своєї ідеї.

Після того, як уряд відмовився виділяти додаткові кошти на фінансування проекту, Беббідж зайнявся більш загальною версією механічного комп'ютера, «аналітичною машиною», яку він назвав «Розносна машина №2».

Після його смерті в другій половині 19-го століття інші винахідники з його креслень зуміли побудувати працюючі версії різницевих машин, одна з яких навіть використовувалася за призначенням, для розрахунку та публікації логарифмічних таблиць.

Одна з різницевих машин, побудована іншим винахідником за кресленнями Беббіджа

У період 1989 по 1991 рік до двохсотріччя від дня народження Чарльза Беббіджа на основі його оригінальних робіт у лондонському Музеї науки було зібрано діючу копію різницевої машини № 2. У 2000 році в тому ж музеї запрацював принтер, також придуманий Беббіджем для своєї машини. Після усунення виявлених у старих кресленнях невеликих конструктивних неточностей обидві конструкції запрацювали бездоганно.

Побудована в наш час за кресленнями винахідника різнизна машина, що знаходиться в лондонському музеї

Аналітична машина, вигадана винахідником, є прямим прообразом сучасного цифрового комп'ютера. У єдину логічну схему Беббідж ув'язав арифметичний пристрій (названий ним «млином»), регістри пам'яті, об'єднані в єдине ціле («склад»), та пристрій введення-виводу, реалізований за допомогою перфокарт трьох типів. Перфокарти операцій перемикали машину між режимами складання, віднімання, поділу та множення. Перфокарти змінних керували передачею даних з пам'яті арифметичне пристрій і назад. Числові перфокарти могли бути використані як для введення даних у машину, так і для збереження результатів обчислень, якщо пам'яті було недостатньо.

Ще одна сучасна копія машини знаходиться у музеї комп'ютерної історіїв Маунтін Вью в Каліфорнії:

Під час роботи над аналітичною машиною Беббідж вів листування з британським математиком Адою Лавлейс. Вони познайомилися з Беббіджем, коли їй було лише 17 років. Згодом вона не лише давала йому ідеї щодо конструкції машини, а й розробила алгоритм її роботи для обчислення чисел Бернуллі. У зв'язку з цим її часто називають першим програмістом історія.

У 2011 році британські шанувальники Беббіджа розробили план будівництва Аналітичної машини повністю у тому вигляді, в якому її задумав автор. Ініціатива отримала назву "Plan 28". Поки що їм не вдалося знайти кілька мільйонів фунтів на фінансування свого проекту, але вони сподіваються завершити його хоча б у 2021 році, до 150-х роковин від дня смерті винахідника. У перекладі на сучасні одиниці, Така машина матиме 675 байт пам'яті і працюватиме з частотою 7 Гц.

Понад 40 років Беббідж жив і працював у будинку №1 по Дорсет Стріт кварталу Мерілебон на півночі Вестмінстера. Помер він там, у віці 79 років, 18 жовтня 1871 року. Зараз на цю адресу можна знайти круглу меморіальну табличку з його ім'ям.

Теги:

• чарльз беббідж
• різницева машина

Чарльз Беббідж (Charles Babbage)

Перший комп'ютер був придуманий у 1834 році: дерев'яний "дисковод", картонні перфокарти, "процесор" на шестерні і важелі.

Щоранку тисячі службовців заповнювали тісні лондонські вулички. початку XIXстоліття. Вони поспішали до своїх контор, щоб поринути у задушливий світ цифр - фінансові прогнози та звіти про збір податків, морехідні астрономічні таблиці та календарі. Могутність "Володарки морів" спиралася в тому числі на армію безвісних обчислювачів, які терпляче перемелювали міріади чисел.

У 1812 р. Чарльз Беббідж дрімав над відкритою таблицею логарифмів. Приятель молодого математика розбудив його вигуком: "Про що мріяв?", на що Беббідж відповів:
"...А всі ці таблиці могли бути обчислені за допомогою машини!"

В епоху, коли пароплави та паровози ще вважалися багатообіцяючою новинкою, Чарльз Беббідж вирішив позбавити людей від гніту рутинних обчислень. Він говорив: "Я усвідомлюю, що мої твердження можуть розглядатися як щось надутопічне і що вони викличуть у пам'яті філософів Лапути..." (Лапута - літаючий острів, придуманий Джонатаном Свіфтом. На Лапуті жили мудреці, примітні своєю відірваністю від реального життяі просторими псевдонаучними міркуваннями.) І точно - у можливості створення автоматичної обчислювальної машини сумнівалися тоді не тільки обивателі, а й багато вчених.

Чарльз народився 1791 року в сім'ї банкіра Бенджаміна Беббіджа. Через неважливе здоров'я він до 11 років навчався вдома. Потім його віддали до однієї з найкращих приватних шкіл Англії, де Чарльза одразу підкорила багата бібліотека. Серед іншого там були прекрасні книгиз математики...

До цієї науки Беббідж ставився з трепетом усю подальше життя. Іноді справа доходила до курйозів.

Щохвилини вмирає людина,
Але щохвилини людина народжується.

Цей фрагмент з віршованої поеми Альфреда Теннісона змусив Беббіджа відправити поетові листа, де математик прискіпливо зауважив: "... Добре відомо, що згадана сума (населення Землі) постійно збільшується. помилкові розрахунки будуть виправлені таким чином:

Кожну мить вмирає людина,
Але 1,16 людини народжується...

Може це був своєрідний гумор Беббіджа? Його ставлення до предмета видає наступне додавання: "Я міг би вказати Вам і більше точну цифру-1,167; але це, звісно, ​​порушило б ритм вірша..."

Також безоглядно він захоплювався винахідництвом. Наприклад, потрапивши в оперу на "Дон Жуана", смертельно занудьгував і вже за п'ять хвилин пішов із зали - подивитися, як влаштований механізм сцени...

Беббідж намагався вдихнути життя в "нагромадження" валів, шестеренок та важелів, назване ним "Розносною машиною" не один рік. Спочатку деякі кошти вченому виділяло Міністерство фінансів її величності. Але дослідження затяглися і пан міністр скучив чекати. Вченому вдалося збудувати лише окремі вузли своєї машини.

Невдача з "Розносною машиною" анітрохи не збентежила Беббіджа. Навпаки, він відразу ж "замахнувся" на новий, незрівнянно складніший агрегат.

У 1834 році конструктор вперше у світі задумав створити механічний пристрій, здатне не просто рахувати, але керувати ходом власної роботи, залежно від закладеної програми та результатів проміжних обчислень! Прародитель ЕОМ був названий ним "Аналітичною машиною". Беббідж вигадав всі основні частини, які сьогодні складають комп'ютер: накопичувач для зберігання чисел, арифметичний пристрій, механізм, що управляє послідовністю операцій, пристрої введення та виведення даних. До нього ще ніхто не намагався створити по-справжньому універсальний обчислювач. Навіть зібраний на кілька років раніше "арифмометр" Блеза Паскаля був, по суті, не більше, ніж ускладненими рахунками.

Хід обчислень у машині Беббіджа визначали перфокарти із програмою. А першим у світі програмістом стала леді Ада Лавлейс. Дочка Джорджа Байрона - вона виявляла незрівнянно більший інтерес до математики, ніж до поезії, і в цьому була схожа на Беббіджа. Пекла була знайома з багатьма вченими свого часу, часто приймала їх у себе вдома, виступаючи не тільки в ролі господині, а й як активна учасниця наукових суперечок.

Беббідж "заразив" Аду ідеєю створення програмованої обчислювальної машини, і вона склала кілька програм для його агрегату. Застосувати їх так і не довелося, натомість леді Лавлейс розробила всі основні принципи програмування, які застосовуються досі. Її ім'ям навіть назвали один із комп'ютерних мов- "Пекла".

ЧАРЛЬЗ БУВ ГОТОВИЙ ПІТИ на найекзотичніші авантюри, щоб видобути кошти на будівництво "Аналітичної машини"" Спочатку математичний талант Ади не допоміг: винахідники програлися і леді Лавлейс довелося продати свої родинні перли.

Безжурний Беббідж вирішив написати роман у трьох томах, розраховуючи виручити за нього 500 фунтів, але швидко охолодів до ідеї. Натомість загорівся новим проектом - гроші йому має принести автомат... для гри в хрестики-нуліки, з яким Беббідж припускав роз'їжджати країною. Знайомий Чарльза відмовив його від цієї витівки, запевняючи, що цим способом не вдасться вибити з манірної англійської публіки необхідну суму. Автомат для хрестиків-нуліків так і не було створено. Як і сама "Аналітична машина", хоч Беббідж продовжував роботу над нею до кінця життя.

Незабаром після смерті Бебіджа журнал "Панч" написав:

Служачи науці, він терпів позбавлення.
Був рок його тривожний і суворий,
Він злою долею був обраний мішенню
Швидше за удари, ніж за дари...
(Переклад І. Липкіна.)
Тоді ж британський комітет з науки відгукнувся про його винахід: "Ми вважаємо, що подібні машини, окрім економії праці, зроблять здійсненним те, що знаходиться надто близько до меж" людських можливостей"Чому це визнання не з'явилося за життя винахідника?"

ТІЛЬКИ ПІСЛЯ СМЕРТІ БЕББІДЖА його син Генрі зумів побудувати за кресленнями батька центральний вузол "Аналітичної машини" - арифметичний пристрій, який у 1888 році обчислив твори числа "пі" на числа натурального ряду від одного до 32 з точністю до 29 знаків! Машина Бебіджа виявилася працездатною, але Чарльз цього вже не побачив.

Чарльз Беббідж – англійський математик та винахідник, який спроектував перший автоматичний цифровий комп'ютер. Крім того, він допоміг створити сучасну англійську поштову систему і склав перші надійні актуарні таблиці, винайшов різновид спідометра та залізничний очисник.

Біографія Чарльза Беббіджа

Народився в Лондоні 26 грудня 1791 року в сім'ї партнера банку Praeds Бенджаміна Беббіджа, власника Біттон-естейт у Тінмуті, та Бетсі Пламлі Тип. В 1808 сім'я вирішила переїхати в старий Роуден-хаус, розташований в Іст-Тінмут, і батько став старостою сусідньої церкви Святого Михайла.

Батько Чарльза був багатою людиною, тому він міг навчатися в кількох елітних школах. У 8 років йому довелося перейти до сільської школи, щоб оговтатися від небезпечної хвороби. Його батьки вирішили, що мозок дитини «не варто було занадто напружувати». За словами Беббіджа, «це велике неробство, можливо, призвело до деяких з його дитячих міркувань».

Потім він вступив до гімназії короля в Тотнесі, Саут-Девон, що процвітає загальноосвітню школу, що діє і донині, але стан здоров'я змусив Чарльза на якийсь час звернутися до приватних викладачів. Нарешті він потрапив до закритої академії на 30 учнів, якою керував преподобний Стівен Фріман. Установа мала в своєму розпорядженні велику бібліотеку, яку Беббідж використовував для самостійного вивчення математики і навчився любити її. Після виходу з академії він мав ще двох особистих наставників. Один із них був кліриком Кембриджа, про викладання якого Чарльз відгукнувся так: «Боюсь, що я не отримав усіх переваг, які міг би отримати». Інший був викладачем Оксфорду. Він навчав Чарльза Беббіджа класиці, щоб той міг бути прийнятий до Кембриджу.

Навчання в університеті

У жовтні 1810 року Беббідж прибув до Кембриджу і вступив до Трініті-коледжу. Він мав блискучу освіту – знав Лагранжа, Лейбніца, Лакруа, Сімпсона і був серйозно розчарований доступними математичними програмами. Тому він разом із Джоном Гершелем, Джорджем Пікоком та іншими друзями вирішив сформувати Аналітичне суспільство.

Коли 1812 року Беббідж перевівся в кембриджський Петерхаус, він був найкращим математиком; але він не закінчив його з відзнакою. Почесний ступіньвін отримав пізніше, навіть не складаючи іспитів, у 1814 році.

1814-го Чарльз Беббідж одружився з Джорджіаною Уітмор. Його батько з якихось причин ніколи і не благословив його. Сім'я жила в спокої в Лондоні, на Девоншир-стріт, 5. Тільки троє з вісім дітей дожили до дорослого віку.

Батько Чарльза, його дружина та один із його синів трагічно загинули у 1827 році.

Проект комп'ютера

За часів Чарльза Беббіджа при розрахунку математичних таблицьчасто припускалися помилки, тому він вирішив знайти новий метод, який би робив це механічно, усуваючи фактор людської помилки. Ця ідея зародилася в нього дуже рано, ще 1812 року.

Три різних факторавплинули на ухвалення ним такого рішення:

• він не любив неакуратності та неточності;
• йому легко давалися логарифмічні таблиці;
• його надихнули існуючі роботи з У. Шикарда, Б. Паскаля та Г. Лейбніца.

Основні принципи розрахунку пристрою він обговорив у листі до сера Х. Деві на початку 1822 року.

Різнисна машина

Беббідж представив те, що він назвав «різницевою машиною», Королівському астрономічному товариству 14 червня 1822 в роботі, під назвою «Зауваження про застосування машинного обчислення астрономічних та математичних таблиць». Він міг обчислювати багаточлени за допомогою чисельного методу, що називається різницевим.

Суспільство схвалило ідею, і в 1823 уряд надав йому 1500 фунтів на її будівництво. Беббідж зробив в одній із кімнат свого будинку майстерню і найняв Джозефа Клемента наглядати за спорудженням пристрою. Кожну частину потрібно було робити вручну за допомогою спеціальних інструментівбагато з яких розробив він сам. Чарльз здійснив безліч поїздок по промисловим підприємствамщоб краще зрозуміти виробничі процеси. На підставі цих подорожей і свого особистого досвідустворення машини в 1832 році Беббідж опублікував роботу «Про економіку машин та виробництва». Це була перша публікація про те, що сьогодні називається наукова організаціявиробництва".

Особиста трагедія та подорож Європою

Смерть дружини Джорджіани, батька Чарльза Беббіджа та його малолітнього сина перервали будівництво у 1827 році. Робота сильно обтяжувала його, і він був на межі зриву. Джон Гершель та кілька інших друзів переконали Беббіджа здійснити поїздку до Європи, щоб відновити сили. Він проїхав через Нідерланди, Бельгію, Німеччину, Італію, відвідуючи університети та виробництва.

В Італії він дізнався, що його призначили Лукасівським професором математики Кембриджського університету. Спочатку він хотів відмовитися, але друзі переконали його у протилежному. Після повернення Англію в 1828 року він переїхав на Дорсет-стрит, 1.

Відновлення роботи

Під час відсутності Беббіджа проект різної машини потрапив під вогонь критики. Поширилися чутки, що він даремно витратив гроші уряду, що машина не працює і що вона не мала б жодного практичного значення, якби було зроблено. Джон Гершель та Королівське суспільство публічно захищали проект. Уряд продовжив свою підтримку, надавши 1500 фунтів 29 квітня 1829, 3000 фунтів 3 грудня і стільки ж 24 лютого 1830 року. Робота була продовжена, але Беббідж постійно відчував труднощі з отриманням грошей із скарбниці.

Відмова від проекту

Фінансові проблеми Чарльза Беббіджа збіглися із загостренням розбіжностей із Клементом. Беббідж за своїм будинком збудував двоповерхову, 15-метрову довжину майстерню. У неї був скляний дах для освітлення, а також негорюча чиста кімната для зберігання машини. Клемент відмовився переїжджати в нову майстерню та зажадав грошей на переїзди містом для спостереження за роботою. У відповідь Беббідж запропонував йому отримувати плату безпосередньо з казни. Клемент відмовився та припинив роботу над проектом.

Більше того, відмовився передати креслення та інструменти, які використовуються для створення різницевої машини. Після інвестування 23 000 фунтів, зокрема 6000 фунтів власні кошти Беббиджа, робота над незавершеним пристроєм припинилася 1834 р. У 1842 року уряд офіційно відмовився від цього проекту.

Чарльз Беббідж та його аналітична машина

На відстані від різницевої машини винахідник почав думати про її покращений варіант. Між 1833 і 1842 роками Чарльз намагався побудувати пристрій, який можна було б запрограмувати на виробництво будь-яких обчислень, а не тільки пов'язаних з поліноміальними рівняннями. Перший прорив стався, коли він перенаправив виведення апарату з його вхід на вирішення подальших рівнянь. Він описав це як машину, яка їсть свій власний хвіст. Йому не знадобилося багато часу визначення основних елементів аналітичного двигуна.

Чарльза Беббіджа для введення даних та вказівки порядку необхідних обчислень використовувала перфокарти, запозичені у жаккардового Пристрій складався з двох частин: млина та сховища. Млин, що відповідає процесору сучасного комп'ютера, виконував операції над даними, отриманими зі сховища, яке можна вважати пам'яттю. Це був перший у світі комп'ютер загального призначення.

Комп'ютер Чарльза Беббіджа було спроектовано 1835 року. Масштаб роботи був справді неймовірним. Беббідж і кілька помічників створили 500 великих проектних креслень, 1000 аркушів механічних позначень та 7000 аркушів описів. Завершений млин був 4,6 м у висоту та 1,8 м у діаметрі. Сховище на 100 цифр сягало 7,6 м. Для своєї нової машиниБеббідж збудував лише невеликі тестові частини. Повністю апарат так і не було завершено. У 1842 році, після неодноразових невдалих спроботримати урядове фінансування, він звернувся до сера Роберта Піля. Той відмовив і натомість запропонував йому лицарське звання. Беббідж відмовився. Він продовжував змінювати та вдосконалювати конструкцію протягом багатьох наступних років.

Графіня Лавлейс

У жовтні 1842 року Федеріко Луїджі, італійський генерал і математик, опублікував статтю про аналітичну машину. Августа Ада Кінг, графиня Лавлейс, давній друг Беббіджа, перевела роботу на англійська мова. Чарльз запропонував їй забезпечити переклад примітками. Між 1842 та 1843 роками пара спільно написала 7 нотаток, сумарна довжина яких утричі перевищила фактичний розмір статей. В одній із них Ада підготувала таблицю виконання програми, яку Беббідж створив для обчислення чисел Бернуллі. В іншій вона писала про узагальнену алгебраїчну машину, яка може виконувати операції із символами так само, як із цифрами. Лавлейс була, мабуть, першою, хто зрозумів більше спільні ціліпристрої Беббіджа, а деякі вважають її першим у світі комп'ютерним програмістом. Вона почала працювати над книгою, що описує аналітичну машину детальніше, але не встигла її закінчити.

Чудо машинобудування

У період між жовтнем 1846-го до березня 1849-го Беббідж розпочав проектування другої різницевої машини, використовуючи знання, отримані ним під час створення аналітичної. У ній використовувалося лише 8000 частин, утричі менше, ніж у першій. Це було диво машинобудування.

На відміну від аналітичної, яку він постійно налагоджував та модифікував, друга різницева машина Чарльза Беббіджа після завершення початкового етапу розробки змін не зазнавала. Надалі винахідник не робив жодних спроб побудувати пристрій.

24 креслення залишалися в архівах музею науки, доки ідеї Чарльза Беббіджа не були реалізовані в 1985-1991 роках створенням повнорозмірної репліки з нагоди 200-х роковин від дня його народження. Розміри пристрою склали 3,4 м у довжину, 2,1 м у висоту та 46 см у глибину, а його вага – 2,6 тонни. Межі точності були обмежені значеннями, яких можна було досягти на той час.

Досягнення

У 1824 році Беббідж отримав Золоту медаль Королівського астрономічного товариства "за його винахід машини для обчислення математичних та астрономічних таблиць".

З 1828 по 1839 р. Беббідж був Лукасівським професором математики в Кембриджі. Він багато писав для низки наукових наук періодичних видань, а також зіграв важливу рольу створенні Астрономічного товариства у 1820 році та Статистичного товариства у 1834 році.

У 1837 році, відповідаючи на 8 офіційних Бриджуотерських трактатів «Про силу, мудрість і доброту Бога, що виявляється в творінні», він опублікував дев'ятий Бриджуотерський трактат, висунувши тезу про те, що Бог, володіючи всемогутністю і далекоглядністю, створив божественного законодавця або програми), які потім у відповідні моменти часу створювали види, тим самим усуваючи необхідність творити чудеса щоразу, коли потрібно було створити новий вид. Книга містить уривки з листування автора з Джоном Гершелем на цю тему.

Чарльз Беббідж також домігся помітних результатіву криптографії. Він зламав шифр з автоключом, а також значно слабший шифр, який сьогодні зветься Відкриття Беббіджа було використане англійськими військовими і було опубліковано лише через кілька років. В результаті право першості перейшло до Фрідріха Касіскі, який прийшов до того ж результату на кілька років пізніше.

У 1838 р. Беббідж винайшов путеочисник, металевий каркас, що прикріплюється до передньої частини локомотивів, що очищає шляхи від перешкод. Він також провів низку досліджень Великої західної залізниціІзамбарда Кінгдома Брюнеля.

Він лише одного разу спробував зайнятися політикою, коли у 1832 році брав участь у виборах у містечку Фінсбері. За результатами голосування Беббідж посів останнє місце.

Частини створених ним незавершених механізмів обчислювальних пристроївдоступні для відвідування музею науки в Лондоні. У 1991 році було побудовано різницеву машину Чарльза Беббіджа на підставі його початкових планів, І вона функціонувала відмінно.

Наприкінці 1791 року в сім'ї Бенджаміна та Елізабет Беббідж народився хлопчик. Під час народження його назвали Чарльз. Після досягнення восьмиліття, Бенджамін Беббідж визначив свого сина в приватну школу в Альфінгтоні. Слабке здоров'я Чарльза не дозволило йому відвідувати звичайний для дітей його віку навчальний заклад. Як вчитель, майбутній знаменитий винахідникотримав священика, який не міг дати повна освіта. Тому коли у 1810 році Чарльз Беббідж вступив до коледжу, він помітно відставав від своїх однолітків.

У дитинстві, Чарльз бавив час, розбираючи механічні іграшки. Звичайно, багато хто з нас любить дізнатися, з чого складається та чи інша іграшка, але не багато хто згодом пов'язує своє життя з механікою. Вже у дитинстві Беббідж, розбираючи іграшки, намагався зрозуміти, що змушує їх рухатися. І майже завжди це йому вдавалося зробити.

До вступу до коледжу, Чарльз відучився в Академії в Енфілді. Завдяки великій математичній бібліотеці в цьому навчальному закладі, Беббідж закохався в цю науку і згодом став на практиці доводити її важливість.

Завдяки надомному навчанню, А саме так навчався майбутній винахідник “Аналітичної машини” у школі Альфінготона та академії в Енфільді, знань Беббіджу явно бракувало. Його батько після академії найняв репетиторів. Один із них зміг дати Чарльзу необхідні для вступу до коледжу знання.

У 1810 році Беббідж вступив до Трініті-коледжу в Кембриджі. Усе вільний часЧарльз присвятив самостійного вивченняматематики. Він вивчав праці Лагранжа, Лейбніца, Ейлера, Ньютона та інших “великих математичних умов”. Крім того, молодий чоловік мав доступ до робіт математиків Паризької, Берлінської та Санкт-Петербурзької академій.

Швидко обігнавши своїх однолітків, Беббідж розчарувався у системі освіти Кембриджа. Він, разом із своїми друзями коледжу Гершелем і Пикоком в 1812 заснували “Аналітичне суспільство”. З його допомогою молоді британці змогли отримати працю відомих математиків того часу англійською мовою. Крім того, на зборах товариства можна було обговорити деякі питання, посперечатися та дізнатися багато того, що не розповідали викладачі у коледжі.

Несподівано, в 1812 році Беббідж залишає Трініті-коледж, пославшись на низький рівеньодержуваних студентами знань. Злі мови, які знали Чарльза, говорили, що він пішов через те, що більшість вчителів та учнів вважали Беббіджа третьою людиною в коледжі після Гершеля та Пікока. Не сміючись з цим, Беббідж вирушив до коледжу св. Петра, де за два роки отримав ступінь бакалавра.

У 1815 році Чарльз з молодою дружиною (у рік закінчення коледжу св. Петра він одружився з Джорджіаною Вітмур) перебралися до столиці Англії, де через рік Беббідж став Членом Королівського товаристваЛондон.

1827 для молодого вченого став чорним. Спочатку він поховав батька, потім дружину та двох дітей. Для того, щоб не зануритися в нескінченну депресію, Беббідж вирушив у подорож по Британським островам, після якого він обійняв посаду професора математичних науку Кембриджі.

Мала різницева машина.

Першим винаходом, який зробив Беббіджа знаменитим, став обчислювальна машина, яку Чарльз назвав "різницева машина" У 1812 році Беббідж був зайнятий вивченням логарифмічних таблиць. Заняття його так стомили, що молодий математик заснув просто за письмовим столом. Коли його розбудив один із запитанням: "Чим зайнятий?", Чарльз відповів, що хоче створити машину, яка зможе проводити складні математичні розрахунки.


Сім років пішло у математика у тому, що він зміг сформувати ідеї та принципи обчислення з допомогою машини. Ще через три роки в 1822 Беббідж почав створювати свою "різницеву машину". Вона складалася з безлічі шестерень і важелів. Різнисна машина оперувала 18-ти розрядними числамиз точністю до восьмого знака після коми. Вона могла порахувати значення багаточленів 7-го ступеня. За свій винахід Чарльз Бебідж отримав медаль Астрономічного товариства.

Велика різницева машина.

У 1822 року зменшення кількості людей зайнятих в астрономічних, навігаційних і математичних розрахунках Беббидж задумав створення великої різницевої машини. Королівське та Астрономічне товариство після запиту винахідника погодилося виділити кошти.

З 1822 по 1834 року на виготовлення великої різницевої машини було виділено 17000 фунтів від держави, і ще 6000 Чарльз витратив зі своєї кишені. Але низька технологічна база на той час не дозволила створити машину за життя винахідника.

Після себе Чарльз Беббідж залишив креслення великої різницевої машини, яка мала складатися з 25 тисяч деталей і важити 14 тонн. Швейцарський винахідник Шойц в 1854 створив за кресленнями Беббіджа кілька різницевих машин.

Аналітична машина – прототип першого комп'ютера

Беббідж не дуже засмутився невдачею з великою різницевою машиною. Вже тоді він розумів, що справа буде за машинами, що програмуються. У 1834 році Чарльз почав розробляти програмовану аналітичну машину, прообраз сучасної ЕОМ.

Аналітична машина Беббіджа мала складатися з кількох частин:
Складу – зберігання результатів операцій та значення змінних. Сучасні пам'ять.
Млини – відповідала за операції зі змінними, зберігання значення змінних у обчисленні в Наразі. Сучасний процесор.
Третього устрою (в кресленнях Беббиджа його назви не називалося) – управління послідовністю операцій, переміщення та вилучення змінних у складі, виведення результатів.

Аналітична машина Беббіджа програмувалася за допомогою двох видів перфокарт: операційних карт та карт змінних.

Чарльз Беббідж помер 1871 року. Після себе він залишив креслення аналітичної машини Перший програміст - Ада Лавлейс та конспекти лекцій, які записав викладач туринської артилерійської академії Луїджі Менабреа. Англійською мовою конспекти переклала друг і соратник Беббіджа – Ада Лавлейс (дочка Джорджа Байрона). Вона забезпечила конспекти своїми коментарями, які за обсягом перевершували основний текст.

Ада Лавлейс у своїх коментарях до лекцій Беббіджа склала і перші інструкції щодо програмування аналітичної машини. Після цих інструкцій Аду Лавлейс почали вважати першим програмістом.

У 1888 році син Чарльза - Генрі Бебідж, створив за кресленнями батька основний вузол аналітичної машини. Повністю машину Беббіджа вдалося створити лише 1906 року зусиллями компанії Монро.

Особистість Чарльза Беббіджа та його заслуги.

Як ми вже писали вище, технологічна база того часу значно поступалася ходу думок Чарльза Беббіджа. Для виготовлення своїх машин винахідник сконструював поперечно-стругальний та токарно-револьверний верстат, відкрив новий метод виготовлення зубчастих коліс та сконструював ще безліч різних пристроїв.


Крім того, розум Беббіджа був використаний у винаході спідометра та тахометра. Також вчений винайшов вагон-лабораторію обладнану самописцями, пристосування для скидання предметів з рейок.

Взяв участь наш герой і у реформуванні поштової системи Англії, займався питаннями шифрування та електромагнетизму.

Чарльз Беббідж був дуже різнобічною людиною. Серед його друзів були Жан Фуко, Чарльз Дарвін, Юнг, Фур'є і П'єр Лаплас. В історії талановитий винахідник та математик залишив величезний слід, недаремно Беббіджа називають винахідником першого комп'ютера.

Історія знає чимало людей, які народилися явно раніше, ніж слід. І, відповідно, випередили свій час. У сенсі вийшли за межі рівня науково- технічного розвиткусвоєї епохи. У дев'ятнадцятому столітті одним із таких талантів був Чарльз Беббідж, англійський вчений, математик, винахідник... комп'ютера. Так, саме обчислювальної машини, нехай і механічної.

Як все починалося

Чарльз Бебідж (Charles Babbage) народився 26 грудня 1791-го року в Лондоні. Саме тоді, коли людство ледве дозріло для підкорення електрики і почало конструювати перші джерела струму.

Син успішного банкіра, Чарльз навчався спочатку у приватній школі, а потім в Енфілдській академії та в Кембриджі. Про автоматизацію обчислень юнак задумався ще 1812-го. Однак будувати механізм взявся лише через сім років, попередньо вивчивши лічильний пристрій Блеза Паскаля («Паскаліну») та механічний калькулятор Готфріда Лейбніца.

Три роки наполегливої ​​праці - і в 1822-му здивоване Королівське Астрономічне співтовариство слухає доповідь молодого конструктора про новий апарат, який отримав назву «різноманітний механізм» (Difference Engine).

Чому таке дивне найменування? Насправді, в ньому немає нічого дивного, адже використовувався так званий метод кінцевих різниць.

Загалом, валики з шестеренками почали рухатися, трошки покрутилися - через кілька хвилин був готовий результат. І астрономи, і математики зраділи: більше не потрібно витрачати довгий годинник на розрахунки, корпіти над папірцями у світлі свічок і потім шукати помилки, допущені через втому.

Велика різницева машина

"Ух ти!" - дружно вигукнула вищезгадана Королівська Астрономічна спільнота. - "Ось це так! Тримайте золоту медаль!» Чарльз Беббідж відповів приблизно так: «Хочу побудувати таку саму штуковину, але велику. Ця - лише мала. Але потрібне фінансування...» Спільнота заспокоїла: «Гроші потрібні? Дамо! Як же не дати, адже прогрес! І робота закипіла.

Перший у світі механічний комп'ютер планувався величезним, висотою з одноповерхового будинку. Він мав утримувати 25 тисяч елементів та важити півтора десятки тонн. З оперативною пам'яттюу тисячу осередків місткістю п'ятдесят розрядів кожна.

Втім, будівництво великої різницевої машини затяглося на довгі роки. То здоров'я підводило, то в особистого життятрагедії сипалися одна за одною. Ну а основна причина, звісно, ​​полягала у рівні технічного розвитку тієї доби. У першій половині дев'ятнадцятого століття було не так легко виготовити тисячі деталей.

Бачачи таку справу, 1842-го можновладці махнули на проект рукою і припинили фінансування.

Аналітична машина

Містер Беббідж так просто не здався і вирішив зробити інший комп'ютер – «аналітичну машину». Причому, з архітектурою, схожою принципові блок-схеми сучасних комп'ютерів. З оперативною пам'яттю та кешем (він назвав це store, "склад"), з процесором ("млином", mill), контролерами (control) і навіть пристроями введення-виведення. Загалом описав все те, що через сто років надав світові Фон Нейман, якому пощастило народитися вчасно.

Перші в історії людства комп'ютерні програми створила дочка поета Джорджа Байрона Ада Августа Лавлейс, з якою здружився містер Беббідж. Це були інструкції щодо здійснення обчислень на аналітичній машині. Вона ж запровадила поняття «цикл».

Проте 1851-го у містера Беббіджа банально закінчилися гроші. Роботу завершив його син, Генрі Бебідж, і то лише 1906-го, коли було запущено діючий екземпляр. Сам винахідник до цього щасливого дняне дожив, помер 18 жовтня 1871 року.

Інші винаходи

Загалом, як би не складалися обставини, обдарованість завжди приносить хоч якісь плоди, навіть якщо головну мріювсього життя побачити на власні очі не вдається. Неповний, але досить наочний список корисних речей, створених Чарльзом Беббіджем, можна оформити приблизно так:

1. "мала різницева машина", механічний калькулятор, попередник арифмометрів;
2. спідометр (винайшов, коли працював над підвищенням безпеки залізничного транспорту);
3. поперечно-стругальний верстат;
4. револьверний токарний верстат;
5. сейсмограф;
6. офтальмоскоп для використання лікарями-окулістами.

Послідовники

1854-го швед Георг Шутц (Georg Scheutz) доопрацював калькулятор Беббіджа і теж отримав золоту медаль за свою модифікацію. Але не в Англії, а на виставці у Парижі. І, за іронією долі, 1859-го продав один екземпляр англійським чиновникам з канцелярії уряду, які відмовилися допомагати співвітчизнику.

Інший швед, Мартін Віберг (Martin Wiberg), подивився на варіант Шутца і продовжив модернізацію у бік зручнішої роботи з логарифмами.

Ну, а там уже і до електромеханічних варіантів було недалеко. Такий створив 1890-го американець Герман Холлеріт. Його шафи з залізцями всередині, які вміють рахувати, називалися табуляторами. Тоді виникла ідея застосування перфокарти. Так з'явилася фірма IBM.

Висновок

Чи можна вважати Чарльза Беббіджа винахідником комп'ютера? Так можна. Причому, навіть за найприскіпливішими сучасними мірками. По-перше, 1822-го вчений пред'явив діючий прототип. По-друге, самостійно розробив проект потужнішого обчислювального пристрою, яке за його кресленнями було побудовано на початку ХХ століття.

Користь від інших винаходів, «побічних дрібниць» на кшталт верстатів та приладів, мабуть, жодних сумнівів не викликає. Ну а відтворену 1991-го початкову «різницеву машину» виставили в лондонському Музеї науки, щоб кожен бажаючий міг побачити матеріальне свідчення обдарованості по-справжньому талановитої людини.

Попередні публікації: