Компютърът на Чарлз Бабидж. Биография, идеи и изобретения от Чарлз Бабъдж

Чарлз Бабидж е английски математик и изобретател, който е проектирал първия автоматичен цифров компютър. В допълнение, той помогна за създаването на съвременен английски пощенската система и е първият надеждни статистически таблици, изобретил един вид скоростомер и жп puteochistitel.

Биография на Чарлз Бабидж

Роден в Лондон на 26 декември 1791 г. в семейството на партньора на банката Praeds Benjamin Babbage, собственик на Bitton Estate в Tinmouth и Betsy Plumley Type. През 1808 г. семейството решава да се премести в старата къща "Роудън", разположена в Източен Тиммут, а бащата стана началник на съседната църква "Св. Михаил".

Бащата на Чарлс бил богат човек, за да може да учи в няколко елитни училища. На 8-годишна възраст той трябваше да отиде в селско училище, за да се възстанови от опасна болест. Родителите му решиха, че мозъкът на детето "не трябва да бъде прекалено напрегнат". Според Бабъдж "тази голяма безделие може би е довела до някои от детските си разсъждения."

После влезе в гимназията на краля Едуард VI в Тотън, Южна Девон - процъфтяващо училище за общо образование, което продължава и до днес, но здравословното състояние накара Чарлз да се обърне към частните учители за известно време. И накрая, той влезе в затворена академия за 30 студенти, водена от преподобния Стивън Фрийман. Институцията разполага с богата библиотека, която Babbage използва за самостоятелно изучаване на математиката и се научи да я обича. След като напуснал академията, той имаше още два лични наставника. Един от тях беше духовник от Кеймбридж, отговорен от Чарлз по следния начин: "Страхувам се, че не съм извлекли всички ползи, които мога да получа." Другият беше професор в Оксфорд. Преподавал на Чарлс Баббай на класиците, за да може да бъде приет в Кеймбридж.

Учене в университета

През октомври 1810 г. Babbage пристигна в Кеймбридж и влезе в Тринити Колидж. Той имаше блестящо образование - той познаваше Лаграндж, Лайбниц, Лакроа, Симпсън и беше сериозно разочарован от наличните математически програми. Следователно, заедно с Джон Хершел, Джордж Паукок и други приятели, той решава да създаде аналитично общество.

Когато през 1812 г. Babbage се премества в Кеймбридж Питърхаус, той е най-добрият математик, но не е завършил с почести. Той получава почетна грамота по-късно, дори и без изпити, през 1814 г.

През 1814 г. Чарлс Баббадж се жени за Георгиана Уитмор. Баща му по някаква причина не го благослови. Семейството живеело в мир в Лондон, ул. Devonshire, 5. Само три от осемте им деца са оцелели до зряла възраст.

Бащата на Чарлс, съпругата му и един от синовете му умират в трагедия през 1827 г.

Компютърно проектиране

В дните на Чарлз Бабидж в изчислението на математически таблици често направим грешка, затова той решава да намери нов метод, който ще го направи механично, премахването на човешка грешка. Тази идея произхожда от него много рано, през 1812 г.

Три различни фактора повлияха на решението му:

• не му харесваше неточността и неточността;
• Таблиците с дървени трупи лесно му се давали;
• той беше вдъхновен от съществуващата работа машини за броене W. Shikard, B. Pascal и G. Leibniz.

Основните принципи за изчисляване на устройството, той обсъжда в писмо до сър Х. Дейви в началото на 1822 година.

Разлика машина

Бабидж представя това, което той нарича "разлика двигател", Royal Astronomical Society юни 14, 1822 в документ, озаглавен "Бележки за използването на машина за изчисляване на астрономически и математически таблици." Той можеше да се изчисли полиноми с помощта на числен метод, наречен разликата.

Обществото одобрява идеята, а през 1823 г. правителството му отпуска 1500 паунда за изграждането му. Бабидж направи семинар в една от стаите в къщата си и назначи Джоузеф Клемент, за да наблюдава строителството на устройството. Всяка част трябваше да се направи ръчно с помощта на специални инструменти, много от които се развиваше. Чарлз направи много пътувания до промишлени предприятия, за да разбере по-добре производствените процеси. Въз основа на тези пътувания и личния си опит в създаването на кола през 1832 г. Babbage публикува книга "Относно икономиката на машините и производството". Това е първото издание на това, което днес се нарича "научна организация на производството".

Лична трагедия и пътуване из Европа

Смъртта на съпругата на Георгиана, бащата на Чарлс Баббадж и неговия млад син, прекъсва строежа през 1827 г. Работата му тежко го натовари и той беше на ръба на провала. Джон Хершел и няколко други приятели убеждават Бабъдж да пътува до Европа, за да си възвърне силата. Той пътува през Холандия, Белгия, Германия, Италия, посещава университети и производство.

В Италия той научава, че е назначен за професор по математика в университета в Кеймбридж. Първоначално искаше да откаже, но приятелите му го убедиха по друг начин. След завръщането си в Англия през 1828, той се премества на Dorset Street, 1.

Възобновяване на работата

По време на отсъствието на Babbage, проектът на машината за разлика се появи в огъня. Слуховете се разпространяваха, че той губи парите на правителството, че машината не работи и че няма да има никакво практическо значение, ако бъде направено. Джон Хершел и Кралското общество публично защитават проекта. Правителството продължи подкрепата си, като отпусна 1,500 паунда на 29 април 1829 г., 3000 паунда на 3 декември и същото на 24 февруари 1830 г. Работата беше продължена, но Babbage постоянно изпитваше трудности при получаване на пари от хазната.

Отказ от проекта

Финансовите проблеми на Чарлз Баббадж съвпаднаха с влошаването на разногласията с Клемент. Бабидж зад къщата си построи двуетажна 15-метрова работилница. Имаше стъклен покрив за осветление, както и огнеупорна чиста стая за съхранение на колата. Клемент отказва да се премести в нова работилница и поиска пари да се движат из града, за да наблюдават работата. В отговор Бабидж предложи да получи такса директно от хазната. Клемент отказва и спира да работи по проекта.

Освен това, той отказа да прехвърли чертежите и инструментите, използвани за създаването на различната машина. След като инвестира 23 000 паунда, включително 6 000 паунда от собствени средства на Babbage, работата по недовършеното устройство е прекратена през 1834 г. През 1842 г. правителството официално е изоставило проекта.

Чарлз Бабъдж и неговата аналитична машина

На разстояние от различната машина, изобретателят започна да мисли за подобрената си версия. Между 1833 и 1842 г. Чарлз се опитва да изгради устройство, което може да бъде програмиран да произвежда всички изчисления, а не само по отношение полином уравнения. Първият пробив настъпи, когато той пренасочи изхода на устройството към входа му, за да реши други уравнения. Той го описва като машина, която "яде своя собствена опашка". Не е нужно много време, за да определи основните елементи на аналитичния двигател.

компютър Чарлз Бабъдж, за да въведете данни и да посочи реда на необходимите изчисления, използващи ударни карти, заимствани от Жакард тъкачен стан. Устройството се състои от две части: мелница и склад. Мелницата, която съответства на процесора на съвременен компютър, извършва операции по данни, получени от хранилището, което може да се счита за памет. Това беше първият компютър с общо предназначение в света.

Компютърът на Чарлз Бабъдж е проектиран през 1835 година. Мащабът на работата беше наистина невероятен. Babbage и няколко сътрудници създадоха 500 големи чертежи на проекта, 1000 листа механични обозначения и 7000 листа описания. Изпълнената мелница е с височина 4,6 м и диаметър 1,8 м. Магазинът с 100 цифри се простира на 7.6 м. За своята нова машина Babbage построява само малки тестови части. Напълно апаратът никога не е бил завършен. През 1842 г., след многократни неуспешни опити да получи правителствено финансиране, той се обърна към сър Робърт Пийл. Той отказал и вместо това му предложил рицарство. Бабидж отказа. Той продължи да променя и подобрява дизайна за много години напред.

Графиня Ловесец

През октомври 1842 г. Федерико Луиджи, италиански генерал и математик, публикува статия за аналитична машина. Аугуста Ада Кинг, графиня Лъвалис, дългогодишен приятел на Babbage, превежда произведението на английски. Чарлз предложи да й предостави бележките. Между 1842 и 1843 г. двойката е съставила седем ноти, чиято обща дължина е била три пъти по-голяма от размера на статиите. В една от тях Ада подготви таблица за изпълнението на програмата, която Babbage създаде, за да изчисли номерата на Бернули. В другата тя пише за генерализирана алгебрична машина, която може да изпълнява операции със символи по същия начин, както и с номера. Ловедей може би беше първият, който разбираше по-общите цели на устройството Babbage, а някои смятат, че е първият компютърен програмист в света. Започна да работи върху книга, описваща аналитичната машина по-подробно, но нямаше време да я завърши.

Чудото на машиностроенето

Между октомври 1846 и март 1849 г. Babbage продължава да проектира втората машина за разлики, използвайки познанията, които е придобил, докато създава аналитичната. Той използва само 8000 части, три пъти по-малко, отколкото в първия. Това беше чудо на машиностроенето.

За разлика от аналитичния, който постоянно се отстранява и променя, втората разлика машина на Чарлз Баббадж не преминава през промени след първоначалния стадий на развитие. Освен това изобретателят не прави опит да конструира устройството.

24 от чертежа остава в архива на Музея на науката, докато Бабидж идеи бяха реализирани през 1985-1991 г., създаването на копие в пълен размер по повод 200-та годишнина от рождението му. Размери устройство прави 3.4 m дължина, 2,1 м височина и 46 см дълбочина и неговото тегло - 2,6 т. граници на точност са били ограничени до стойности, които могат да бъдат постигнати по това време.

постиженията

През 1824 г. Babbage получава златен медал на Кралското астрономическо дружество "за своето изобретение на машини за изчисляване на математически и астрономически таблици".

От 1828-1839 Бабидж е лукасов професор в Кеймбридж. Той е написал за редица научни списания, и е инструмент за създаване на астрономическото дружество през 1820 и статистически общество през 1834 година.

През 1837 г. в отговор на 8 официален Bridgewater трактата "За сила, мъдрост и доброта на Бога, което се изразява в създаването", той публикува деветия Bridgewater Трактат внасянето на идеята, че Бог, притежаващ всемогъществото и далновидни, създал божествен законодател, производство закони ( или програми), които след това при създадените подходящо време видове, като по този начин се елиминира необходимостта да се извършват чудеса всеки път, когато е необходимо да се създават нови видове. Книгата съдържа откъси от кореспонденцията на автора с Джон Хершел по този въпрос.

Чарлз Баббадж също постигна забележителни резултати в криптографията. Той счупи шифъра с автоматичен ключ, а също и много по-слаб шифър, който днес се нарича "Вигенре". Наблюдението на Babbage е използвано от британската армия и е публикувано само няколко години по-късно. В резултат на това, правото на превес бе прехвърлено на Фридрих Касиски, който донесе същия резултат няколко години по-късно.

През 1838 Бабидж изобретява puteochistitel, метална рамка, която е прикрепена към предната част на локомотива, прелита над препятствията от пътя. Заемал е редица проучвания на Голямата западна железница Isambard Brunel Kingdoma.

Той само веднъж се опитал да се занимава с политика, когато през 1832 г. участвал в изборите в град Финсбъри. По резултатите от гласуването Babbage зае последното място.

Математикът и изобретателят почина на 18 октомври 1871 г. на 79 години.

Части от недовършените механизми за изчислителни устройства, създадени от него, са на разположение за посещение в Музея на науките в Лондон. През 1991 г. машината за разлика на Чарлс Бабъг е построена на базата на първоначалните му планове и работи перфектно.