Charles Babbage (1791-1871) - pelopor penciptaan teknologi komputer, yang mengembangkan 2 kelas komputer - perbedaan dan analitis. Yang pertama mendapat namanya karena prinsip matematika yang mendasarinya - metode beda hingga. Keindahannya terletak pada penggunaan penjumlahan aritmatika yang luar biasa tanpa harus menggunakan perkalian dan pembagian, yang sulit diterapkan secara mekanis.

Lebih dari sekedar kalkulator

Mesin pembeda Babbage adalah alat penghitung. Dia memanipulasi angka satu-satunya cara yang dia tahu caranya, terus-menerus menjumlahkannya sesuai dengan metode beda hingga. Ini tidak dapat digunakan untuk perhitungan aritmatika umum. Mesin Analitik Babbage lebih dari sekedar kalkulator. Ini menandai transisi dari aritmatika mekanis ke komputasi tujuan umum skala penuh. Pada berbagai tahap evolusi ide Babbage, setidaknya ada 3 proyek. Oleh karena itu, lebih baik merujuk pada mesin analitisnya dalam bentuk jamak.

Kenyamanan dan efisiensi teknik

Perangkat Babbage adalah perangkat desimal dalam arti menggunakan 10 digit dari 0 hingga 9, dan digital karena hanya beroperasi pada bilangan bulat. Nilainya diwakili oleh roda gigi, dan setiap digit memiliki rodanya sendiri. Jika berhenti di posisi tengah antara nilai integer, maka hasilnya dianggap tidak dapat ditentukan dan mesin diblokir untuk menunjukkan pelanggaran integritas perhitungan. Ini adalah bentuk deteksi kesalahan.

Babbage juga mempertimbangkan penggunaan sistem bilangan selain basis 10, termasuk biner dan basis 3, 4, 5, 12, 16, dan 100. Dia memilih basis 10 karena keakrabannya dan efisiensi teknik karena secara signifikan mengurangi jumlah perpindahan. bagian.

Mesin perbedaan No.1

Pada tahun 1821, Babbage memulai pengembangan dengan mekanisme yang dirancang untuk menghitung dan mentabulasi fungsi polinomial. Penulis menggambarkannya sebagai alat untuk menghitung urutan nilai secara otomatis dengan hasil pencetakan otomatis dalam bentuk tabel. Bagian integral dari desain adalah printer, yang terhubung secara mekanis ke bagian perhitungan. Perbedaan mesin No. 1 adalah desain lengkap pertama untuk perhitungan otomatis.

Dari waktu ke waktu Babbage mengubah fungsi perangkat. Desain tahun 1830 menunjukkan mesin yang mampu menghasilkan 16 digit dan selisih 6 orde. Modelnya terdiri dari 25 ribu bagian, dibagi rata antara bagian komputasi dan printer. Jika perangkat itu dibuat, beratnya diperkirakan 4 ton dan tingginya 2,4 m. Pekerjaan pada mesin perbedaan Babbage dihentikan pada tahun 1832 setelah perselisihan dengan insinyur Joseph Clement. Pendanaan pemerintah akhirnya dihentikan pada tahun 1842.

Mesin Analitik

Ketika pengerjaan peralatan perbedaan terhenti, Babbage menyusun perangkat yang lebih ambisius pada tahun 1834, yang kemudian disebut mesin komputasi analitis universal yang dapat diprogram. Sifat struktural mesin Babbage sebagian besar sesuai dengan blok dasar komputer digital modern. Pemrograman dilakukan dengan menggunakan kartu berlubang. Ide ini dipinjam dari alat tenun jacquard, yang digunakan untuk membuat pola tekstil yang rumit.

Struktur logis Mesin Analitik Babbage sebagian besar mengikuti desain dominan komputer di era elektronik, yang melibatkan memori (“majalah”) yang terpisah dari unit pemrosesan pusat (“pabrik”), eksekusi operasi berurutan, dan sarana untuk input. dan keluaran data dan instruksi. Oleh karena itu, penulis pengembangannya pantas mendapat gelar pelopor teknologi komputer.

Memori dan CPU

Mesin Babbage memiliki "majalah" tempat menyimpan angka dan "pabrik" terpisah tempat pemrosesan aritmatika dilakukan. Ia memiliki seperangkat 4 fungsi aritmatika dan dapat melakukan perkalian dan pembagian langsung. Selain itu, perangkat ini mampu melakukan operasi yang sekarang disebut percabangan bersyarat, loop (iterasi), pemrograman mikro, pemrosesan paralel, fiksasi, pembangkitan pulsa, dll. Penulis sendiri tidak menggunakan terminologi tersebut.

CPU Analytical Engine, yang disebutnya “pabrik”, menyediakan:

• menyimpan nomor, operasi yang dilakukan segera, dalam register;
• memiliki perangkat keras untuk melakukan operasi aritmatika dasar;
• mentransfer instruksi eksternal yang berorientasi pengguna ke pengendalian internal yang terperinci;
• sistem sinkronisasi (jam) untuk menjalankan instruksi dalam urutan yang dipilih dengan cermat.

Mekanisme kontrol mesin analitik melakukan operasi secara otomatis dan terdiri dari dua bagian: tingkat rendah yang dikendalikan oleh drum besar yang disebut barel, dan tingkat tinggi menggunakan kartu berlubang yang dikembangkan oleh Jacquard untuk alat tenun yang biasa digunakan pada awal tahun 1800-an.

Perangkat keluaran

Hasil perhitungannya adalah keluaran dalam berbagai cara, antara lain pencetakan, kartu berlubang, grafik, dan pembuatan stereotip secara otomatis - baki dari bahan lembut tempat hasilnya dicetak, yang mampu berfungsi sebagai cetakan untuk pengecoran pelat untuk pencetakan. .

Desain baru

Babbage sebagian besar telah menyelesaikan pekerjaan perintisnya pada Analytical Engine pada tahun 1840 dan mulai mengembangkan perangkat baru. Antara tahun 1847 dan 1849 ia menyelesaikan pengembangan Difference Engine No.2, yang merupakan versi perbaikan dari aslinya. Modifikasi ini dirancang untuk operasi dengan angka 31-bit dan dapat membawa polinomial orde 7 ke dalam bentuk tabel. Desainnya sederhana dan elegan dan hanya membutuhkan sepertiga bagian dari model aslinya, sekaligus memberikan kekuatan pemrosesan yang setara.

Mesin Perbedaan dan Mesin Analitik Charles Babbage menggunakan desain perangkat keluaran yang sama, yang tidak hanya membuat cetakan di atas kertas, tetapi juga secara otomatis membuat stereotip dan secara mandiri menghasilkan format sesuai dengan tata letak halaman yang ditentukan oleh operator. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk menyesuaikan tinggi baris, jumlah kolom, lebar bidang, dan menyediakan penciutan baris atau kolom secara otomatis dan penempatan baris kosong untuk kemudahan membaca.

Warisan

Terlepas dari beberapa rakitan mekanis yang telah selesai sebagian dan model uji bagian kerja kecil, tidak ada satu pun desain yang sepenuhnya terealisasi selama masa hidup Babbage. Model utama yang dirakit pada tahun 1832 adalah 1/7 dari mesin pembeda No. 1, yang terdiri dari kurang lebih 2 ribu bagian. Ia bekerja dengan sempurna hingga hari ini dan merupakan perangkat komputasi otomatis pertama yang berhasil mengimplementasikan perhitungan matematis dalam suatu mekanisme. Babbage meninggal ketika bagian eksperimental kecil dari Mesin Analitik sedang dirakit. Banyak detail desain yang dipertahankan, begitu pula arsip lengkap gambar dan catatan.

Rancangan Babbage untuk mesin penghitung mekanis berukuran besar dianggap sebagai salah satu pencapaian intelektual menakjubkan pada abad ke-19. Baru dalam beberapa dekade terakhir karyanya dipelajari secara mendetail, dan pentingnya pencapaiannya menjadi semakin jelas.

Polimatik Inggris, matematikawan, filsuf, penemu dan insinyur mesin, yang pada abad ke-19 mengembangkan konsep komputer digital universal, yang dianggap sebagai prototipe komputer modern.

Faktanya, Charles Babbage dianggap sebagai penemu komputer mekanis pertama, yang akhirnya menghasilkan desain yang lebih kompleks. Selain itu, ia juga memiliki banyak karya luar biasa di bidang lain. Beberapa mekanisme Babbage yang belum selesai dipajang di Museum Sains London. Pada tahun 1991, menurut gambar penemunya, mesin perbedaan Charles Babbage yang berfungsi sempurna telah dibuat. Babbage sering disebutkan dalam novel steampunk. Pada tahun 2008, sebuah film pendek "Babbage" dibuat tentang dia, ditayangkan di Festival Film Cannes.

Penemu masa depan lahir pada tanggal 26 Desember 1791 di London. Dia adalah salah satu dari empat anak bankir Benjamin Babbage dan istrinya Betsy Plumleigh Teape. Ketika anak laki-laki itu berusia delapan tahun, dia dikirim ke sekolah berasrama di pedesaan untuk mendapatkan kekuatan setelah demam yang mengancam nyawa. Untuk beberapa waktu ia belajar di King Edward VI Grammar School, namun kesehatan yang buruk memaksa orang tuanya untuk beralih ke jasa tutor. Babbage kemudian menjadi mahasiswa di Akademi Holmwood di Middlesex, yang memiliki perpustakaan ilmiah yang kaya - di sanalah kecintaannya pada matematika terbangun.

Dengan satu atau lain cara, para guru dan tutor mampu mempersiapkan Charles muda untuk ujian di Universitas Cambridge, dan pada bulan Oktober 1810 ia menjadi mahasiswa di Trinity College. Sayangnya, tingkat matematika di Cambridge mengecewakan Babbage, yang pada saat itu telah mempelajari secara mandiri banyak karya ahli matematika terkemuka pada masanya. Pada tahun 1812, bersama beberapa temannya, ia mendirikan Analytical Society di universitas tersebut, dan pada tahun 1814 ia menerima gelarnya tanpa ujian. Dia dengan cepat mencapai beberapa keberhasilan - setahun kemudian, Babbage muda memberi kuliah tentang astronomi di Royal Institution, pada tahun 1816 ia menjadi anggota Royal Society of London, dan pada tahun 1819 ia mengunjungi Paris, di mana ia bertemu dengan ahli matematika dan fisikawan Prancis terkemuka. Di sisi lain, dia tidak terlalu beruntung dalam karirnya - meskipun kemampuannya tidak diragukan lagi dan rekomendasi yang sangat baik, posisi mengajar yang menguntungkan dan bergengsi selalu jatuh ke tangan orang lain, dan Charles terpaksa mengandalkan dukungan ayahnya. Pada tahun 1827, setelah kematiannya, Babbage mewarisi kekayaan besar pada masa itu, sekitar 100.000 pound, yang membuatnya mandiri dalam penelitiannya.

Ia menikah dini, pada tahun 1814, ia dan istrinya memiliki delapan anak (walaupun hanya empat di antaranya yang selamat), dan setelah kematian istrinya, yang meninggal pada tahun 1827, ia sering bepergian. Dia berada di Roma ketika dia mengetahui bahwa dia akhirnya menerima jabatan profesor di Cambridge, yang sebelumnya telah ditolaknya sebanyak tiga kali.

Gairah utama Babbage adalah penciptaan komputer, tetapi sepanjang hidupnya ia tetap menjadi orang yang memiliki minat luas. Babbage berperan penting dalam pendirian Astronomical Society pada tahun 1820, mengembangkan persyaratan untuk sistem pos modern, mengajar di Universitas Cambridge dari tahun 1828 hingga 1939 dan menerbitkan tiga karya ilmiah penting selama periode ini, dan terpilih sebagai orang asing kehormatan pada tahun 1832. Anggota dari Astronomical Society Akademi Seni dan Sains Amerika. Dia memiliki ketertarikan pada ekonomi politik, mencoba terlibat dalam politik (tidak berhasil) dan tertarik pada teologi, kriptografi, pengerjaan logam pada khususnya dan teknologi pada umumnya, dan juga berpartisipasi dalam kampanye publik. Rekan-rekannya tidak menyukainya, karena Babbage selalu lebih tertarik pada penelitiannya sendiri daripada mengajar, namun mereka selalu memberinya penghargaan sebagai ilmuwan dan penemu. Penemuan terkenal Babbage lainnya mencakup barang-barang penting dalam kehidupan modern seperti seismograf, speedometer, dan oftalmoskop.

Suatu ketika ia dianggap jenius, lalu ia hampir terlilit hutang.
Memang jumlah yang dikeluarkan sangat fantastis untuk awal abad ke-19.
Namun mesin yang dijanjikan tidak pernah berfungsi. Dan dia sudah memimpikan hal berikutnya.
Dalam perjalanannya, dia menemukan takometer. Dia mendaki dengan ekspedisi ke Vesuvius,
menyelam ke dasar danau dengan lonceng menyelam, berpartisipasi dalam arkeologi
penggalian, mempelajari keberadaan bijih, turun ke tambang.

Selama hampir satu tahun ia terlibat dalam keselamatan lalu lintas kereta api dan dibuat
banyak peralatan khusus. Termasuk membuat speedometer.
Selain itu, ia mengembangkan banyak peralatan untuk pengolahan logam.

Charles Babbage lahir pada tanggal 26 Desember 1791 di London. Ayahnya, Benjamin Babbage, adalah seorang bankir. Nama ibu adalah Elizabeth Babbage. Nama gadisnya adalah Teape. Sebagai seorang anak, kesehatan Charles sangat buruk. Pada usia 8 tahun, dia dikirim ke sekolah swasta di Alphington untuk dibesarkan oleh seorang pendeta. Saat itu, ayahnya sudah cukup kaya untuk mengizinkan Charles bersekolah di sekolah swasta. Benjamin Babbage meminta pendeta tersebut untuk tidak memberikan pekerjaan akademis yang berat kepada Charles karena kesehatannya yang buruk.
Sepulang sekolah di Alphington, Charles dikirim ke akademi di Enfield, tempat pelatihan sebenarnya dimulai. Di sanalah Babbage mulai menunjukkan minatnya terhadap matematika, didorong oleh perpustakaan besar di akademi.

Setelah belajar di akademi, Babbage belajar dengan dua orang tutor. Yang pertama adalah seorang pendeta yang tinggal dekat Cambridge. Menurut Charles, sang pendeta tidak akan memberinya ilmu yang bisa diperolehnya dari belajar dengan tutor yang lebih berpengalaman. Setelah pendeta, Babbage mempunyai guru dari Oxford. Ia mampu memberikan Babbage pengetahuan dasar klasik yang cukup untuk masuk perguruan tinggi.

Pada tahun 1810 Babbage masuk Trinity College, Cambridge. Namun, ia belajar sendiri dasar-dasar matematika dari buku. Dia dengan cermat mempelajari karya Newton, Leibniz, Lagrange, Lacroix, Euler dan ahli matematika lainnya dari akademi St. Petersburg, Berlin dan Paris. Babbage dengan cepat menyalip gurunya dalam hal pengetahuan dan sangat kecewa dengan tingkat pengajaran matematika di Cambridge. Selain itu, ia memperhatikan bahwa Inggris secara keseluruhan jauh tertinggal dari negara-negara kontinental dalam hal tingkat pelatihan matematika.

Dalam hal ini, ia memutuskan untuk menciptakan sebuah masyarakat yang tujuannya adalah untuk membawa matematika Eropa modern ke Universitas Cambridge. Pada tahun 1812, Charles Babbage, teman-temannya John Herschel dan George Peacock serta beberapa matematikawan muda lainnya mendirikan Analytical Society. Mereka mulai mengadakan pertemuan. Membahas berbagai pertanyaan yang berhubungan dengan matematika. Kami mulai menerbitkan karya kami. Misalnya, pada tahun 1816 mereka menerbitkan Risalah tentang Kalkulus Diferensial dan Integral karya ahli matematika Prancis Lacroix, yang diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris, dan pada tahun 1820 mereka menerbitkan dua jilid contoh yang melengkapi risalah ini. Melalui aktivitasnya, Analytical Society memprakarsai reformasi pendidikan matematika, pertama di Cambridge dan kemudian di universitas lain di Inggris.

Pada tahun 1812 Babbage pindah ke Universitas St. Peter (Peterhouse). Dan pada tahun 1814 ia menerima gelar sarjana. Pada tahun yang sama, Charles Babbage menikah dengan Georgiana Whitmore, dan pada tahun 1815 mereka pindah dari Cambridge ke London. Selama tiga belas tahun pernikahan mereka, mereka dikaruniai delapan anak, namun lima di antaranya meninggal saat masih kanak-kanak. Pada tahun 1816 ia menjadi anggota Royal Society of London. Saat itu, ia telah menulis beberapa artikel ilmiah besar di berbagai disiplin ilmu matematika. Pada tahun 1820 ia menjadi anggota Royal Society of Edinburgh dan Royal Astronomical Society. Pada tahun 1827 ia menguburkan ayah, istri dan dua anaknya. Pada tahun 1827 ia menjadi profesor ilmu matematika di Cambridge, jabatan yang dipegangnya selama 12 tahun. Setelah dia meninggalkan jabatan ini, dia mengabdikan sebagian besar waktunya untuk pekerjaan hidupnya - pengembangan komputer.

Bagian perbedaan Mesin Charles Babbage, dirakit setelah kematian seorang ilmuwan oleh putranya dari bagian-bagian yang ditemukan di laboratorium ayahnya.

Mesin perbedaan kecil

Babbage pertama kali berpikir untuk menciptakan mekanisme yang memungkinkan perhitungan rumit dilakukan secara otomatis dengan akurasi tinggi pada tahun 1812. Pemikiran ini dipicu oleh studinya tentang tabel logaritma, yang perhitungan ulangnya mengungkapkan banyak kesalahan dalam perhitungan karena faktor manusia. Meski begitu, ia mulai memahami kemungkinan melakukan perhitungan matematis yang rumit dengan menggunakan perangkat mekanis.

Namun Babbage tidak serta merta mengembangkan ide membangun mekanisme komputasi. Baru pada tahun 1819, ketika ia tertarik pada astronomi, ia lebih tepat mendefinisikan gagasannya dan merumuskan prinsip penghitungan tabel dengan metode selisih menggunakan mesin yang kemudian disebutnya mesin selisih. Mesin ini seharusnya melakukan perhitungan yang rumit hanya dengan menggunakan operasi penjumlahan. Pada tahun 1819, Charles Babbage mulai membuat mesin perbedaan kecil, dan pada tahun 1822 ia menyelesaikan konstruksinya dan memberikan presentasi kepada Royal Astronomical Society tentang penggunaan mekanisme mesin untuk menghitung tabel astronomi dan matematika. Dia mendemonstrasikan pengoperasian mesin dengan menghitung suku-suku suatu barisan. Pengoperasian mesin beda didasarkan pada metode beda hingga. Mesin kecil itu sepenuhnya mekanis dan terdiri dari banyak roda gigi dan tuas. Itu menggunakan sistem angka desimal. Ini beroperasi dengan angka 18-bit yang akurat hingga desimal kedelapan dan memberikan kecepatan perhitungan 12 suku urutan per menit. Mesin selisih kecil dapat menghitung nilai polinomial derajat ke-7.

Untuk penciptaan mesin pembeda, Babbage dianugerahi medali emas pertama dari Astronomical Society. Namun, mesin perbedaan kecil ini bersifat eksperimental karena memiliki memori kecil dan tidak dapat digunakan untuk perhitungan besar.

Saat mengembangkan mesin tersebut, Babbage tidak membayangkan semua kesulitan yang terkait dengan implementasinya, dan tidak hanya tidak memenuhi janjinya selama tiga tahun, tetapi sembilan tahun kemudian ia terpaksa menghentikan pekerjaannya. Namun, sebagian dari mesin tersebut mulai berfungsi dan melakukan perhitungan dengan akurasi yang lebih besar dari yang diharapkan.

Perancangan mesin pembeda didasarkan pada penggunaan sistem bilangan desimal. Mekanismenya digerakkan oleh pegangan khusus. Ketika pendanaan untuk Difference Engine berhenti, Babbage mulai merancang sesuatu yang lebih umum mesin analitis, namun kemudian tetap kembali ke perkembangan semula. Proyek perbaikan yang dia kerjakan antara tahun 1847 dan 1849 disebut "Mesin Beda No. 2"(Bahasa inggris) Perbedaan Mesin No. 2).

Berdasarkan karya dan saran Babbage, penerbit, penemu dan penerjemah Swedia Georg Schutz (Swedia. Georg Scheutz) mulai tahun 1854, berhasil membuat beberapa mesin pembeda bahkan berhasil menjual salah satunya ke kantor pemerintah Inggris pada tahun 1859. Pada tahun 1855 Mesin pembeda Schutz menerima medali emas di Pameran Dunia di Paris. Beberapa waktu kemudian, penemu lain, Martin Wiberg (Swedia. Martin Wiberg), memperbaiki desain mesin Schutz dan menggunakannya untuk menghitung dan menerbitkan tabel logaritmik tercetak.

Kalkulator perbedaan Schutz

Mesin Analitik Babbage:

Terlepas dari kenyataan itu perbedaan mesin tidak dibangun oleh penemunya, hal utama untuk perkembangan teknologi komputasi di masa depan adalah sesuatu yang lain: dalam perjalanan karyanya, Babbage memiliki ide untuk menciptakan mesin komputasi universal, yang disebutnya analitis dan yang menjadi prototipe komputer digital modern. Ke dalam satu rangkaian logis, Babbage menghubungkan perangkat aritmatika (yang disebutnya “pabrik”), register memori digabungkan menjadi satu kesatuan (“gudang”), dan perangkat input/output yang diimplementasikan menggunakan tiga jenis kartu berlubang. Kartu operasi berlubang mengalihkan mesin antara mode penjumlahan, pengurangan, pembagian, dan perkalian. Kartu punch variabel mengontrol transfer data dari memori ke unit aritmatika dan sebaliknya. Kartu punch numerik dapat digunakan untuk memasukkan data ke dalam mesin dan untuk menyimpan hasil perhitungan jika memori tidak mencukupi.

Selanjutnya, selama hampir satu abad, tidak ada yang serupa dengan Analytical Engine yang muncul, tetapi gagasan menggunakan kartu berlubang untuk pemrosesan data segera diuji. 20 tahun setelah kematian Babbage, penemu Amerika Herman Hollerith menciptakan mesin penghitung elektromekanis - tabulator, di mana kartu berlubang digunakan untuk memproses hasil sensus penduduk yang dilakukan di Amerika Serikat pada tahun 1890.

Pencetak! untuk mesin Babbage:

Babbage mengabdikan tahun-tahun terakhir hidupnya pada filsafat dan ekonomi politik.
Charles Babbage meninggal pada usia 79 pada tanggal 18 Oktober 1871.

Mesin Perbedaan Babbage:

PS.

Banyak hal yang diketahui tentang mesin ini datang kepada kita berkat karya ilmiah matematikawan amatir berbakat Augusta Ada Byron (Countess Lovelace), putri penyair Lord Byron. Pada tahun 1843, ia menerjemahkan sebuah artikel tentang Mesin Analitik yang ditulis oleh seorang matematikawan Italia, memberikan komentar rinci mengenai potensi kemampuan mesin tersebut.

Universitas Pedagogis Negeri Zhytomyr dinamai Ivan Franko

“Charles Babbage adalah pria yang mendahului zamannya”

siswa 52 kelompok

Fakultas Fisika dan Matematika

Kulish O.I.

Rencana

1. Perkembangan teknologi komputer sebelum Ch. 3

2. Masa muda Babbage. 5

3. Mesin pembeda Babbage. 9

4. Nasib mesin pembeda.. 12

5. Mesin Analitik Babbage. 15

6. Kemampuan teoritis mesin.. 18

7. Penelitian Babbage dalam berbagai bidang ilmu. 26

8. Kesimpulan. 33

9. Sastra. 36

Perkembangan teknologi komputer sebelum Ch

Dengan berkembangnya masyarakat, penghitungan menjadi semakin penting; angka-angka besar muncul dalam kehidupan sehari-hari, yang perhitungannya menjadi semakin rumit. Tentu saja, ada kebutuhan akan perangkat yang memudahkan penghitungan. "Perangkat" yang paling sederhana selalu ada pada seseorang - ini adalah 10 jari tangannya. Selain itu, mereka menghitung dengan menggunakan takik pada tongkat, tulang dan batu, simpul pada tali dan alat primitif lainnya. Namun di zaman kuno, alat hitung, yang disatukan oleh satu nama umum - sempoa, tersebar luas. Sempoa dipahami sebagai alat penghitung apa pun yang menandai lokasi masing-masing digit, dan angka-angka tersebut diwakili oleh jumlah berbagai benda kecil (kerikil, biji-bijian, dll.).

Orang Yunani, Slavia, dan bangsa lain menggunakan huruf alfabet untuk menulis angka. Namun, operasi aritmatika tidak dilakukan dalam penomoran berdasarkan abjad; operasi ini terutama digunakan untuk mencatat tanggal dan hasil perhitungan. Perhitungannya sendiri dilakukan di papan hitung. Aritmatika diwujudkan dalam sempoa, atau lebih tepatnya, papan hitung dengan kemampuannya mewakili aritmatika; Hal ini berlanjut hingga tersebarnya bilangan yang mudah dihitung dan sistem bilangan posisi.

Pada abad X-XII. Di Eropa banyak muncul karya tentang perhitungan sempoa. Namun sehubungan dengan penyebaran sistem bilangan posisi desimal, perpindahan perhitungan secara bertahap pada sempoa ke perhitungan tertulis dimulai. Proses ini terjadi dalam pergulatan yang tajam, seperti yang diyakini saat itu, antara dua ilmu: matematika dengan sempoa dan matematika tanpa sempoa, di atas kertas.

Dengan berkembangnya matematika dan bertambahnya volume perhitungan, timbullah keinginan untuk menyederhanakan dan memudahkan pekerjaan komputasi. Untuk tujuan ini, tidak hanya perangkat komputasi yang dibuat, tetapi juga tabel.

Pada awal abad ke-17. Matematikawan Skotlandia D. Napier (1550-1617), dengan menggunakan salah satu metode perkalian yang umum pada waktu itu (perkalian kisi), mengusulkan suatu alat penghitung, yaitu tabel perkalian yang ditulis khusus, yang disebutnya tongkat hitung. Operasi perkalian dan pembagian dilakukan dengan cara meletakkan tongkat menurut aturan tertentu dan membaca hasilnya.

Pencipta komputer mekanik pertama adalah Profesor Universitas Tübingen W. Schickard (1592-1635).

Mesin Schickard terdiri dari tiga bagian: alat penjumlah, alat pengganda, dan mekanisme untuk mencatat hasil antara. Alat penambah (mesin enam digit) adalah seperangkat roda gigi. Pada setiap sumbu terdapat satu roda gigi dengan sepuluh gigi dan roda pin bergigi tunggal tambahan. Jari berfungsi untuk secara diam-diam memindahkan sepuluh ke digit berikutnya setelah mengumpulkan sepuluh unit pada digit sebelumnya.

Penjumlahan pada mesin dilakukan dengan cara memutar roda dial setiap angka sebanyak yang diperlukan, pengurangan dengan memutar roda gigi berlawanan arah. Di jendela mesin (membaca jendela) nomor yang dihubungi terlihat, serta semua hasil selanjutnya. Menghitung jumlah dan selisihnya hanya tinggal mengetik angka dan membaca hasilnya. Pembagian digantikan dengan pengurangan berurutan dari pembagi dari dividen. Alat perkalian mesin ini terdiri dari tabel perkalian yang ditulis di atas kertas, yang dililitkan pada enam rol paralel. Saat mengalikan, perlu memutar roller sesuai dan membaca hasilnya sesuai aturan tertentu.

Perangkat ketiga mesin itu terdiri dari enam sumbu dengan angka tercetak di atasnya dan panel dengan enam jendela. Dengan memutar sumbu di jendela, dimungkinkan untuk memasukkan nomor yang perlu diingat, misalnya, beberapa hasil antara. Jadi, pada mesin Schickard, hanya bagian penambah yang bersifat mekanis, dan sisanya berupa meja yang dapat dipindahkan.

Mesin penjumlahan B. Pascal (1623-1662) menjadi sangat terkenal. Itu tidak berbeda secara mendasar dari bagian penjumlahan mesin Schickard. Model mesin pertama, yang dibuat pada tahun 1641, memiliki banyak kekurangan, dan setelah selesai Pascal mulai membuat mesin baru, yang diselesaikannya tiga tahun kemudian. Model kedua ini menjadi model dasar: semua mobil berikutnya yang dibuat Pascal hanya sedikit berbeda darinya, meskipun beberapa perubahan dilakukan pada masing-masing mobil. Pascal membuat sekitar 50 mobil. Beberapa di antaranya masih bertahan hingga saat ini.

Mesin pertama yang cocok untuk komputasi, yang dapat melakukan empat operasi aritmatika, diciptakan oleh penduduk asli Alsace, Carl Thomas de Colmar. Ia juga melakukan produksi massal mobilnya untuk pertama kalinya. Pada tahun 1818, Thomas merancang dan pada tahun 1820 membangun mesin hitung, yang disebutnya mesin penjumlah. Pada tahun 1821, Thomas menyerahkan mesinnya ke Akademi Paris.

Jadi, pada pertengahan abad ke-19. hanya ada satu aritmometer yang cukup memuaskan untuk latihan - mesin penjumlahan Thomas. Semua komputer lain hanya cocok untuk penjumlahan dan pengurangan, atau secara signifikan lebih rendah daripada mesin penjumlahan Thomas. Hanya Babbage di abad ke-19 yang sama. mampu mengambil pendekatan yang benar-benar baru terhadap desain komputer, mengembangkan prinsip-prinsip dasar pengoperasiannya, terutama dalam ciptaan utamanya - mesin analitik, dan meletakkan dasar untuk memecahkan masalah utama teknologi komputer modern, yang memungkinkannya untuk disebut sebagai “bapak komputer” seratus tahun kemudian.

masa muda Babbage

Charles Babbage lahir pada tanggal 26 Desember 1791 di barat daya Inggris di kota kecil Totnes, di Devonshire. Ayahnya Benjamin Babbage, seorang bankir di Praed, Mackworth dan Babbage, kemudian mewariskan kekayaan yang cukup besar kepada putranya. Charles adalah anak yang lemah dan orang tuanya tidak terburu-buru menyekolahkannya. Hingga usia 11 tahun, ia diajar oleh ibunya (née Elizabeth Tip), yang selalu dibicarakan dengan penuh hormat oleh Charles. Karena sudah menjadi ilmuwan terkenal, ia sering berkonsultasi dengannya tentang berbagai masalah.

Sejak usia 11 tahun, Babbage belajar di sekolah swasta, pertama di Alphington, sebuah kota kecil di Devonshire, dan kemudian di dekat London di kota Enfield. Di sekolah, Charles menjadi tertarik pada matematika, banyak mempelajarinya dan dengan kesenangan tertentu, sebagai hasilnya ia menerima pelatihan matematika yang menyeluruh. Pada saat ini, ia mempelajari secara rinci buku Ward "A Guide for Young Mathematicians", serta sejumlah karya matematika yang lebih mendasar: "Principles of Analytical Computation" karya Wadhouse, "Fluxions" karya Deaton, dan bahkan "Theory of Functions" karya Lagrange. .

Sejak masa kanak-kanak, Babbage menunjukkan minat pada berbagai automata mekanis, yang tersebar luas pada abad ke-18 dan awal abad ke-19. Ketika dia menerima setiap mainan baru, dia selalu bertanya: “Apa isinya?” Charles sendiri sejak dini mulai mencoba membuat mainan mekanis, yang, omong-omong, tidak selalu berhasil dengan baik.

Pada tahun 1810, Babbage yang berusia sembilan belas tahun masuk Trinity College, Universitas Cambridge. Di perguruan tinggi, secara mengejutkan, C. Babbage menemukan bahwa dia mengetahui matematika lebih baik daripada rekan-rekannya. Kadang-kadang dia bahkan membingungkan para guru dengan pertanyaannya.

Charles adalah orang yang mudah bergaul dan memiliki banyak kenalan, di antaranya adalah anak-anak muda dengan minat yang cukup beragam: pecinta matematika, catur, berkuda, dll. Teman terdekatnya adalah John Herschel (1792-1871), putra dari astronom terkenal W. Herschel, dan George Peacock (1791-1858). Teman-teman tersebut membuat kesepakatan untuk "melakukan segala upaya untuk meninggalkan dunia dengan lebih bijaksana daripada saat mereka menemukannya".

Pada tahun 1812, tiga orang sahabat (Babbage, Herschel dan Peacock), bersama dengan matematikawan muda Cambridge lainnya, mendirikan Analytical Society, organisasi yang merupakan titik balik bagi semua matematikawan Inggris.

Analytical Society mulai mengadakan pertemuan rutin di mana para anggotanya memberikan laporan ilmiah dan mendiskusikan karya-karya yang muncul di media. Analytical Society mengembangkan aktivitas penerbitan yang cukup besar, khususnya mulai menerbitkan karya-karyanya. Babbage, Herschel dan Peacock pada tahun 1816 menerjemahkan dari bahasa Prancis “Risalah tentang Kalkulus Diferensial dan Integral” oleh profesor Sekolah Politeknik di Paris S.F. Lacroix (1765 - 1843), melengkapinya pada tahun 1820 dengan dua jilid contoh. Ketiga temannya sedang mengerjakan banyak matematika saat ini.

Babbage adalah siswa yang cerdas dan berprestasi dalam studinya, tetapi dia percaya bahwa teman-temannya Herschel dan Peacock mencapai kesuksesan yang lebih besar dalam matematika daripada dia. Karena tidak ingin menjadi siswa terbaik ketiga di Trinity College setelah lulus, dia pindah ke St. Peter's College pada tahun 1813. Memang, ia menjadi mahasiswa pertama di sana dan, setelah lulus kuliah, menerima gelar sarjana pada tahun 1814.

Pada tahun 1815, pada usia 24 tahun, Babbage menikah dengan Georgia Whitmur yang berusia 23 tahun dan pindah ke London.

Charles Babbage, ahli matematika dan penemu komputer pertama di dunia: ulang tahun ke 224

• Sejarah TI

Charles Babbage pada tahun 1860

224 tahun yang lalu, pada tanggal 26 Desember 1791, di 44 Crosby Row, Walworth Road di London, lahirlah seorang anak laki-laki yang diberi nama Charles. Secara total, keluarga bankir Benjamin Babbage memiliki empat orang anak.

Charles sering sakit-sakitan saat kecil, dan pada usia delapan tahun ia bahkan dikirim ke sekolah di pedesaan untuk meningkatkan kesehatannya setelah demam parah yang hampir merenggut nyawanya. Dan setelah itu, karena alasan kesehatan, ia sering harus belajar di rumah bersama guru swasta.

Selama studinya, Charles menjadi sangat tertarik pada matematika. Setelah memasuki Akademi Holmwood, dia menghabiskan banyak waktu di perpustakaan di sana membaca buku-buku matematika, dan atas permintaannya, orang tuanya mempekerjakan guru tambahan untuk program institut yang membantunya memahami ilmu ini di rumah. Salah satu guru meningkatkan pendidikan Charles ke tingkat yang sesuai untuk masuk ke Cambridge.

Setelah memasuki Cambridge pada bulan Oktober 1810, dan belajar di sana untuk waktu yang singkat, Charles kecewa dengan pengajaran matematika tingkat lokal. Charles bertemu dengan siswa berbakat lainnya - George Peacock (matematikawan terkenal masa depan), John Herschel (matematikawan masa depan, astronom, ahli kimia, ahli botani, penemu dan fotografer eksperimental), dan lainnya.

Bersama-sama mereka mengorganisir apa yang disebut. “Analytical Society”, yang manfaatnya mencakup, antara lain, promosi simbolisme Leibniz untuk bekerja dengan persamaan diferensial. Sebelumnya, mereka bersama-sama menerjemahkan buku teks “Landasan Ilmiah Kalkulus Integral dan Diferensial” oleh matematikawan Perancis Sylvester Lacroix. Dimulai sebagai proyek komik mahasiswa, pada tahun 1830-an Analytical Society telah menjadi departemen resmi universitas, dan tetap ada hingga hari ini.

Setelah Cambridge, Charles memberi kuliah dan bekerja dengan Herschel pada karya ilmiah yang berkaitan dengan kelistrikan. Dia menulis buku dan mencoba terlibat dalam politik. Bukunya “The Economics of Mechanisms and Production,” yang didedikasikan untuk organisasi produksi industri dan diterbitkan pada tahun 1832, memiliki pengaruh mendasar pada metode matematika riset operasi (pengembangan dan penerapan metode untuk menemukan solusi optimal berdasarkan pemodelan matematika, pemodelan statistik dan berbagai pendekatan heuristik). Secara khusus, buku tersebut secara aktif mempromosikan prinsip pembagian kerja, dan membuktikan bahwa teknik ini mengarah pada peningkatan efisiensi produksi. Prinsip ini sekarang disebut Prinsip Babbage di Inggris.

Selain itu, Babbage juga tertarik pada bidang teknik, khususnya pengoperasian kereta api. Dia menemukan perangkat berbentuk segitiga yang disebut "badai salju" atau "pembersih jalur", yang sering disebut "rumah jagal" (dengan analogi, kita dapat mengingat "penjaga sapu" SUV) - perangkat ini membantu membersihkan rel kereta api dengan cepat dari benda asing. (dan makhluk). Ia juga mengembangkan mobil dinamometer khusus yang mengukur berbagai parameter kritis jalur kereta api.

Berpartisipasi dalam pembentukan Masyarakat Astronomi dan dalam penciptaan standar terpadu untuk perhitungan astronomi. Pekerjaan memperbaiki kesalahan dalam tabel hitunglah yang memberi Babbage ide untuk memekanisasi pekerjaan rutin penghitungan.

Kutipan dari biografi sejarah:

Pada tahun 1812, dia duduk di salah satu kamarnya dan melihat tabel logaritma yang penuh kesalahan. Dan tiba-tiba dia mendapat ide untuk menghitung angka-angka tersebut secara otomatis menggunakan mesin. Pemerintah Perancis telah mengembangkan metode baru dalam menghitung tabel. 3-4 ahli matematika memecahkan masalah perhitungan, selusin lagi membagi pekerjaan menjadi bagian-bagian yang lebih sederhana, dan pekerjaan rutin itu sendiri, yang terdiri dari penjumlahan dan perkalian, diserahkan kepada 80 pekerja counter yang tidak mengerti apa-apa lagi tentang matematika selain dua sederhana ini. tindakan. Jadi produksi massal pertama kali digunakan untuk tujuan matematika. Babbage terpikat oleh gagasan bahwa pekerjaan akuntan yang tidak berpengalaman dapat sepenuhnya digantikan oleh mekanisme yang bekerja lebih andal dan lebih cepat.

Gagasan membagi kerja kalkulator adalah milik Gaspard de Prony, yang mengepalai biro sensus Prancis dari tahun 1790 hingga 1800.

Pada tahun 1822, Babbage menerbitkan sebuah artikel yang menggambarkan sebuah mesin yang dapat menggantikan kalkulator manusia, dan segera memulai pembuatan praktisnya. Sebagai seorang ahli matematika, Babbage akrab dengan metode perkiraan fungsi dengan polinomial dan menghitung perbedaan hingga. Untuk mengotomatisasi proses ini, ia mulai merancang sebuah mesin, yang disebut mesin pembeda. Mesin ini harus mampu menghitung nilai polinomial hingga pangkat enam dengan akurasi hingga digit ke-18.

Sayangnya, sang penemu tidak dapat membuat versi mesin yang berfungsi penuh seperti yang ia impikan semasa hidupnya. Alih-alih tiga tahun, ia menghabiskan lebih dari 9 tahun untuk itu, anggaran untuk pembuatannya meningkat 10 kali lipat, namun ia tidak dapat meramalkan semua kesulitan yang terkait dengan implementasi idenya.

Setelah pemerintah menolak memberikan dana tambahan untuk membiayai proyek yang gagal tersebut, Babbage mulai mengerjakan versi yang lebih umum dari komputer mekanis, sebuah "mesin analitik", yang disebutnya Mesin Perbedaan No.2.

Setelah kematiannya pada paruh kedua abad ke-19, penemu lain, berdasarkan gambarnya, mampu membuat versi mesin diferensial yang berfungsi, salah satunya bahkan digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan, untuk menghitung dan menerbitkan tabel logaritma.

Salah satu mesin yang membedakan, dibuat oleh penemu lain menurut gambar Babbage

Pada periode 1989 hingga 1991, dalam rangka peringatan dua abad kelahiran Charles Babbage, berdasarkan karya aslinya, copy pekerjaan Difference Engine No. 2 dirakit di Museum Sains London. Pada tahun 2000, sebuah printer, juga ditemukan oleh Babbage untuk mesinnya, mulai beroperasi di museum yang sama. Setelah menghilangkan ketidakakuratan desain kecil yang ditemukan pada gambar lama, kedua desain bekerja dengan sempurna.

Mesin pembeda yang dibuat pada zaman kita sesuai dengan gambar penemunya, terletak di Museum London

Mesin Analitik, yang ditemukan oleh penemunya, adalah prototipe langsung dari komputer digital modern. Ke dalam satu rangkaian logis, Babbage menghubungkan perangkat aritmatika (yang disebutnya “pabrik”), register memori digabungkan menjadi satu kesatuan (“gudang”), dan perangkat input/output yang diimplementasikan menggunakan tiga jenis kartu berlubang. Kartu operasi berlubang mengalihkan mesin antara mode penjumlahan, pengurangan, pembagian, dan perkalian. Kartu punch variabel mengontrol transfer data dari memori ke unit aritmatika dan sebaliknya. Kartu punch numerik dapat digunakan untuk memasukkan data ke dalam mesin dan untuk menyimpan hasil perhitungan jika memori tidak mencukupi.

Salinan modern lainnya dari mesin ini ada di Museum Sejarah Komputer di Mountain View di California:

Saat mengerjakan Analytical Engine, Babbage berkorespondensi dengan ahli matematika Inggris Ada Lovelace. Mereka bertemu Babbage ketika dia baru berusia 17 tahun. Selanjutnya, dia tidak hanya memberinya ide untuk desain mesin, tetapi juga mengembangkan algoritma pengoperasiannya untuk menghitung bilangan Bernoulli. Dalam hal ini, dia sering disebut sebagai programmer pertama dalam sejarah.

Pada tahun 2011, pengagum Babbage dari Inggris mengembangkan rencana untuk membangun Mesin Analitik sepenuhnya sesuai dengan keinginan penulis. Inisiatif ini disebut "Rencana 28". Sejauh ini mereka belum dapat menemukan dana beberapa juta pound untuk proyek mereka, namun mereka berharap dapat menyelesaikannya setidaknya pada tahun 2021, tepat pada peringatan 150 tahun meninggalnya penemunya. Diterjemahkan ke dalam unit modern, mesin seperti itu akan memiliki memori 675 byte dan beroperasi pada frekuensi 7 Hz.

Selama lebih dari 40 tahun, Babbage tinggal dan bekerja di 1 Dorset Street di Marylebone, utara Westminster. Dia meninggal di sana, pada usia 79 tahun, pada tanggal 18 Oktober 1871. Sekarang di alamat ini Anda dapat menemukan sebuah plakat peringatan berbentuk bulat dengan namanya.

Tag:

• Charles Babbage
• perbedaan mesin