Computerul lui Charles Babbage. Biografie, idei și invenții de Charles Babbage

Charles Babbage este un matematician și inventator englez care a proiectat primul computer digital digital. În plus, el a ajutat la crearea sistemului modern de limba engleză poștale și a fost primele tabele actuariale de încredere, a inventat un fel de vitezometru și puteochistitel de cale ferată.

Biografia lui Charles Babbage

Născut la Londra la 26 decembrie 1791 în familia partener al băncii Praeds Benjamin Babbage, proprietarul Bitton Estate în Teignmouth și tipul Betsy Plumley. În 1808 familia a decis să se mute la Old Road House, situat în East Teignmouth, iar tatăl său a fost director al Sf. Mihail bisericii vecine.

Tatăl lui Charles era un om bogat, astfel încât putea să studieze în mai multe școli de elită. La vârsta de 8 ani a trebuit să meargă la o școală rurală pentru a se recupera dintr-o boală periculoasă. Părinții lui au decis că creierul copilului "nu ar trebui să fie prea tensionat". Potrivit lui Babbage, "această mare nenorocire, poate, a condus la o parte din raționamentul său copilăresc".

Apoi a intrat în sala de gimnaziu a regelui Edward VI în Totnes, Devon de Sud, o școală înfloritoare cuprinzătoare, care operează până astăzi, dar starea de sănătate la momentul forțând Charles să apeleze la profesori particulari. În cele din urmă, a intrat într-o academie închisă pentru 30 de studenți, condusă de reverendul Stephen Freeman. Instituția avea o vastă bibliotecă, pe care Babbage o folosea pentru studiul independent al matematicii și a învățat să o iubească. După ce a părăsit academia, a avut doi mentori personali. Unul dintre ei a fost clericul din Cambridge, pe care învățătura lui Charles a răspuns după cum urmează: „Mă tem că nu am învățat toate avantajele pe care le-ar putea obține“ Celălalt a fost profesor de la Oxford. El a învățat clasice ale lui Charles Babbage, că el ar putea fi acceptat la Cambridge.

Studiază la universitate

În octombrie 1810, Babbage a sosit la Cambridge și a intrat în Trinity College. Avea o educație strălucită - el cunoștea Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson și a fost serios dezamăgit de programele matematice disponibile. Prin urmare, împreună cu John Herschel, George Peacock și alți prieteni, el a decis să formeze o societate analitică.

Când în 1812 Babbage sa mutat la Cambridge Peterhouse, el a fost cel mai bun matematician, dar el nu a absolvit cu onoruri. A primit un grad de onoare mai târziu, chiar și fără a lua examene, în 1814.

În 1814, Charles Babbage sa căsătorit cu Georgiana Whitmore. Tatăl său, din anumite motive, nu la binecuvântat niciodată. Familia a trăit în pace în Londra, strada Devonshire, 5. Doar trei dintre cei opt copii ai lor au supraviețuit până la maturitate.

Tatăl lui Charles, soția sa și unul dintre fiii lui au murit în tragedie în 1827.

Computer Design

În zilele lui Charles Babbage în calculul tabelelor matematice de multe ori am face o greșeală, așa că a decis să găsească o nouă metodă care ar face mecanic, eliminarea erorilor umane. Această idee a provenit cu el foarte devreme, înapoi în 1812.

Trei factori diferiți au influențat decizia sa:

• nu i-a plăcut inexactitatea și inexactitatea;
• Au fost ușor de dat mese de jurnal;
• el a fost inspirat de lucrările existente mașini de numărare W. Shikard, B. Pascal și G. Leibniz.

Principiile de bază ale calculului dispozitivului, el a discutat într-o scrisoare către Sir H. Davy la începutul anului 1822.

Mașină de diferență

Babbage a prezentat ceea ce el a numit un „motor de diferență“, Royal Society Astronomic 14 iunie, 1822 într-o lucrare intitulată „Note cu privire la utilizarea mașinii de calcul a tabelelor astronomice și matematice.“ El putea să calculeze polinoame folosind o metodă numerică numită metoda diferenței.

Societatea a aprobat ideea, iar în 1823 guvernul ia acordat £ 1500 pentru construcția sa. Babbage a făcut un atelier într-una din camerele din casă și la angajat pe Joseph Clement să supravegheze construcția dispozitivului. Fiecare parte trebuia făcută manual cu ajutorul unor unelte speciale, dintre care multe se dezvolta. Charles a făcut multe călătorii în întreprinderile industriale pentru a înțelege mai bine procesele de producție. Pe baza acestor călătorii și a experienței sale personale de creare a unei mașini în 1832, Babbage a publicat o lucrare "Despre economia mașinilor și a producției". Aceasta a fost prima publicație a ceea ce se numește astăzi "organizarea științifică a producției".

Tragedie personală și călătorii în Europa

Moartea soției lui Georgiana, tatăl lui Charles Babbage și fiului său mic, a întrerupt construcția în 1827. Lucrarea ia împovărat foarte tare și el era pe punctul de a cădea. John Herschel și câțiva alți prieteni i-au convins pe Babbage să călătorească în Europa pentru a-și recâștiga puterea. A călătorit prin Olanda, Belgia, Germania, Italia, vizitând universități și fabrică.

În Italia, el a aflat că a fost numit profesor de matematică Lucasovsky la Universitatea Cambridge. Inițial, a vrut să refuze, dar prietenii lui l-au convins altfel. La întoarcerea sa în Anglia în 1828, sa mutat pe Dorset Street, 1.

Reluarea muncii

În timpul absenței Babbage, proiectul mașinii diferențiate a intrat în incendiu. Zvonurile s-au răspândit că a risipit banii guvernului, că mașina nu funcționează și că nu ar avea nici o semnificație practică dacă ar fi fost făcută. John Herschel și Societatea Regală au apărat public proiectul. Guvernul și-a continuat sprijinul, oferind 1.500 de lire pe 29 aprilie 1829, 3.000 de lire sterline pe 3 decembrie și același lucru la 24 februarie 1830. Munca a fost continuată, dar Babbage avea în mod constant probleme în a obține bani din trezorerie.

Refuzarea proiectului

Problemele financiare ale lui Charles Babbage au coincis cu agravarea dezacordurilor cu Clement. Babbage în spatele casei sale a construit un atelier cu două etaje, de 15 metri lungime. Avea un acoperiș de sticlă pentru iluminat, precum și o cameră curată, ignifugă, pentru a stoca mașina. Clement a refuzat să se mute la un nou atelier și a cerut bani pentru a se deplasa în jurul orașului pentru a monitoriza munca. Drept răspuns, Babbage a sugerat că primește o taxă direct de la trezorerie. Clement a refuzat și a încetat să lucreze la proiect.

Mai mult, el a refuzat să transfere desenele și uneltele folosite pentru a crea mașina diferențială. După ce a investit £ 23,000, inclusiv £ 6.000 de Babbage de capital, lucru pe dispozitivul neterminat sa oprit în 1834. În 1842, guvernul a abandonat oficial proiectul.

Charles Babbage și mașina lui analitică

În depărtare de mașina diferențială, inventatorul a început să se gândească la versiunea sa îmbunătățită. Intre 1833 si 1842, Charles a fost încercarea de a construi un dispozitiv care poate fi programat pentru a produce orice calcul, nu numai cu privire la ecuații polinomiale. Prima descoperire a apărut atunci când a redirecționat ieșirea dispozitivului la intrare pentru a rezolva ecuații suplimentare. El a descris-o ca o mașină care "își mănâncă propria coadă". Nu avea nevoie de mult timp pentru a determina elementele de bază ale motorului analitic.

calculator Charles Babbage să introducă date și să indice ordinea calculelor necesare folosite de cartelele de pumn împrumutate de la Jacquard țesut de țesut. Dispozitivul a constat din două părți: o moară și un depozit. Moara, care corespunde procesorului unui computer modern, a efectuat operații asupra datelor primite de la depozit, care pot fi considerate memorie. A fost primul computer de uz general din lume.

Calculatorul lui Charles Babbage a fost proiectat în 1835. Scara lucrării a fost cu adevărat incredibilă. Babbage și câțiva asistenți au creat 500 de desene mari de proiect, 1000 de foi de desemnări mecanice și 7000 de foi de descrieri. Moara completă a fost de 4,6 m înălțime și 1,8 m în diametru. Magazinul de 100 de cifre sa întins la 7,6 m. Pentru noua sa mașină, Babbage a construit doar mici piese de testare. Complet aparatul nu a fost niciodată finalizat. În 1842, după încercări repetate de a obține fonduri guvernamentale, sa adresat domnului Sir Robert Peel. El a refuzat și în schimb ia oferit un cavaler. Babbage a refuzat. El a continuat să modifice și să îmbunătățească designul pentru mulți ani care vor veni.

Contesa Lovelace

În octombrie 1842, Federico Luigi, un general italian și matematician, a publicat un articol despre o mașină analitică. Augusta Ada King, contesa Lovelace, veche prietenă a lui Babbage, a tradus lucrarea în limba engleză. Charles a sugerat să furnizeze traducerea cu note. Între 1842 și 1843, cuplul co-a scris șapte note, a căror lungime totală a fost de trei ori mărimea reală a articolelor. Într-una dintre ele, Ada a pregătit o masă pentru executarea programului pe care Babbage la creat pentru a calcula numerele Bernoulli. În cealaltă a scris despre o mașină algebrică generalizată care poate efectua operații cu simboluri în același mod ca și cu numerele. Lovelace a fost probabil prima care a înțeles scopurile mai generale ale dispozitivului Babbage, iar unii o consideră drept primul programator de calculator din lume. A început să lucreze la o carte care descriea mai detaliat mașina analitică, dar nu avea timp să o termine.

Miracol de inginerie mecanică

Între octombrie 1846 și martie 1849, Babbage a procedat la proiectarea celei de a doua mașini diferențiale, folosind cunoștințele pe care le-a câștigat în timp ce a creat-o pe cea analitică. A folosit numai 8000 de piese, de trei ori mai puțin decât în ​​primul. A fost un miracol de inginerie mecanică.

Spre deosebire de analiza, care este în mod constant optimizat și modificat, al doilea motor Diferența după finalizarea fazei de dezvoltare inițială nemodificată. Mai mult, inventatorul nu a încercat să construiască dispozitivul.

24 din desen a rămas în arhivele Muzeului de Științe, până la idei Charles Babbage au fost puse în aplicare în 1985-1991, crearea unei reproduceri de dimensiuni normale cu ocazia celei de a 200 de ani de la nașterea sa. Dispozitiv Dimensiuni făcut 3,4 m lungime, 2,1 m în înălțime și 46 cm adâncime, iar greutatea sa - 2,6 tone. Limitele de acuratețe s-au limitat la valori care ar putea fi obținute la acel moment.

realizări

În 1824, Babbage a primit medalia de aur a Societății Astronomice Regale "pentru invenția sa de mașini pentru calculul meselor matematice și astronomice".

Din 1828 până în 1839, Babbage a fost profesor de matematică la Universitatea Lucas din Cambridge. A scris foarte mult pentru o serie de periodice științifice și, de asemenea, a jucat un rol important în crearea Societății Astronomice în 1820 și a Societății de Statistică în 1834.

În 1837, răspunzând la 8 oficial Bridgewater tratatul „Cu privire la puterea, înțelepciunea și bunătatea lui Dumnezeu, așa cum se manifestă în Creație“, a publicat al nouălea Bridgewater Tratat care a propus ideea că Dumnezeu, care posedă omnipotența și previziune, a creat un legiuitor divin, producând legi ( sau programe), care apoi la speciile de timp corespunzătoare create, eliminând astfel nevoia de a face minuni de fiecare dată când este necesar pentru a crea noi specii. Cartea conține extrase din corespondența autorului cu John Herschel pe această temă.

Charles Babbage a obținut, de asemenea, rezultate notabile în criptografie. El a rupt cifrul cu un auto-cheie, și un cifru mult mai slab, care astăzi este numit cifrul Vigenère. Descoperirea lui Babbage a fost folosită de armata britanică și a fost publicată doar câțiva ani mai târziu. Drept urmare, dreptul de a primi prioritate a trecut la Friedrich Kasiski, care a ajuns la același rezultat câțiva ani mai târziu.

În 1838, Babbage a inventat un purificator, un cadru metalic atașat la partea frontală a locomotivei, curățând calea de la bariere. El a efectuat, de asemenea, o serie de studii despre Marea Calea Ferată de Vest a lui Isambard Kingdome Brunel.

Doar o dată a încercat să se angajeze în politică, când în 1832 a participat la alegerile din orașul Finsbury. După rezultatele votării, Babbage a luat ultimul loc.

Matematicianul și inventatorul au murit 18 octombrie 1871 la vârsta de 79 de ani.

Părți ale mecanismelor neterminate ale dispozitivelor computerizate create de el sunt disponibile pentru vizitarea Muzeului Științelor din Londra. În 1991, mașina de diferențiere a lui Charles Babbage a fost construită pe baza planurilor sale inițiale și a funcționat perfect.