Charles Babbage (1791-1871) - bilgisayar teknolojisinin yaratılmasında öncü, 2 sınıf bilgisayar geliştirdi - fark ve analitik. Bunlardan ilki, dayandığı matematiksel prensip olan sonlu farklar yöntemi nedeniyle adını almıştır. Güzelliği, mekanik olarak uygulanması zor olan çarpma ve bölme işlemlerine başvurmak zorunda kalmadan aritmetik toplama işlemlerini olağanüstü kullanmasıdır.

Bir hesap makinesinden daha fazlası

Babbage'ın fark motoru bir hesaplama cihazıdır. Sayıları bildiği tek yöntemle kullanıyor ve onları sürekli olarak sonlu farklar yöntemine göre topluyor. Genel aritmetik hesaplamalar için kullanılamaz. Babbage'ın Analitik Motoru bir hesap makinesinden çok daha fazlasıdır. Mekanize aritmetikten tam ölçekli genel amaçlı hesaplamaya geçişi işaret ediyor. Babbage'nin fikirlerinin gelişiminin farklı aşamalarında en az 3 proje vardı. Bu nedenle analitik motorlarına çoğul olarak atıfta bulunmak daha iyidir.

Kolaylık ve mühendislik verimliliği

Babbage cihazları, 0'dan 9'a kadar olan 10 rakamı kullanması anlamında ondalık cihazlardır ve yalnızca tam sayılar üzerinde çalıştıkları için dijitaldir. Değerler dişlilerle temsil edilir ve her rakamın kendi çarkı vardır. Tamsayı değerleri arasında bir ara pozisyonda durursa, sonuç belirsiz kabul edilir ve hesaplamaların bütünlüğünün ihlal edildiğini belirtmek için makine bloke edilir. Bu bir tür hata tespitidir.

Babbage aynı zamanda ikili ve 3, 4, 5, 12, 16 ve 100 tabanlı olmak üzere 10 tabanı dışındaki sayı sistemlerinin kullanımını da değerlendirdi. Bilinirliği ve mühendislik verimliliği nedeniyle 10 tabanına karar verdi çünkü bu sistem hareket sayısını önemli ölçüde azaltıyor. parçalar.

Fark makinesi No. 1

1821'de Babbage, polinom fonksiyonlarını hesaplamak ve tablolamak için tasarlanmış bir mekanizmayı geliştirmeye başladı. Yazar bunu, sonuçların bir tablo biçiminde otomatik olarak yazdırılmasıyla bir dizi değerin otomatik olarak hesaplanması için bir cihaz olarak tanımlamaktadır. Tasarımın ayrılmaz bir parçası, hesaplama bölümüne mekanik olarak bağlanan yazıcıdır. 1 numaralı fark motoru, otomatik hesaplamalar için ilk tam teşekküllü tasarımdır.

Babbage zaman zaman cihazın işlevselliğini değiştirdi. 1830 tasarımı, 16 haneli ve 6 sıralı fark kapasitesine sahip bir makineyi göstermektedir. Model, bilgi işlem bölümü ile yazıcı arasında eşit olarak bölünmüş 25 bin parçadan oluşuyordu. Cihaz yapılmış olsaydı, tahmini olarak 4 ton ağırlığında ve 2,4 m yüksekliğinde olacaktı. Babbage'ın diferansiyel motoru üzerindeki çalışmalar, mühendis Joseph Clement ile yaşanan bir anlaşmazlığın ardından 1832'de durduruldu. Hükümet finansmanı nihayet 1842'de sona erdi.

Analitik Motor

Fark aparatı üzerindeki çalışmalar durduğunda, Babbage 1834'te daha sonra analitik evrensel programlanabilir hesaplama motoru olarak adlandırılan daha iddialı bir cihaz tasarladı. Babbage'nin makinesinin yapısal özellikleri büyük ölçüde modern bir dijital bilgisayarın temel bloklarına karşılık geliyor. Programlama delikli kartlar kullanılarak yapılır. Bu fikir, karmaşık tekstil desenleri oluşturmak için kullanılan jakar tezgahından ödünç alındı.

Babbage Analitik Motorunun mantıksal yapısı, büyük ölçüde, merkezi bir işlem biriminden ("değirmen") ayrı bir bellek ("dergi"), işlemlerin sıralı yürütülmesi ve bir girdi aracı içeren elektronik çağdaki bilgisayarların baskın tasarımını takip eder. ve veri ve talimatların çıktısı. Bu nedenle, geliştirmenin yazarı haklı olarak bilgisayar teknolojisinin öncüsü unvanını aldı.

Bellek ve CPU

Babbage'nin makinesinde sayıların saklandığı bir "dergi" ve aritmetik işlemlerin yapıldığı ayrı bir "değirmen" vardı. 4 aritmetik işlevi vardı ve doğrudan çarpma ve bölme işlemlerini gerçekleştirebiliyordu. Ek olarak cihaz, artık koşullu dallanma, döngü (yineleme), mikro programlama, paralel işleme, sabitleme, darbe oluşturma vb. olarak adlandırılan işlemleri gerçekleştirebiliyordu. Yazarın kendisi böyle bir terminoloji kullanmadı.

"Değirmen" adını verdiği Analitik Motor CPU'su şunları sağlar:

• üzerinde işlemler anında gerçekleştirilen sayıların kayıtlarda saklanması;
• onlarla temel aritmetik işlemleri gerçekleştirebilecek donanıma sahiptir;
• kullanıcı odaklı dış talimatların ayrıntılı iç kontrole aktarılması;
• Talimatların dikkatle seçilmiş bir sırayla yürütülmesini sağlayan bir senkronizasyon sistemi (saat).

Analitik motorun kontrol mekanizması, işlemleri otomatik olarak gerçekleştirir ve iki bölümden oluşur: varil adı verilen devasa tamburlar tarafından kontrol edilen düşük seviye ve 1800'lerin başında yaygın olarak kullanılan dokuma tezgahları için Jacquard tarafından geliştirilen delikli kartların kullanıldığı yüksek seviye.

Çıktı cihazları

Hesaplamanın sonucu, baskı, delikli kartlar, grafik oluşturma ve stereotiplerin otomatik üretimi (sonucun üzerine basıldığı, baskı için kalıpların dökümü için kalıp görevi görebilen yumuşak malzemeden tepsiler) dahil olmak üzere çeşitli yollarla çıktı olarak alınır. .

Yeni tasarım

Babbage, 1840 yılına gelindiğinde Analitik Motor üzerindeki öncü çalışmasını büyük ölçüde tamamlamış ve yeni bir cihaz geliştirmeye başlamıştı. 1847 ile 1849 yılları arasında orijinalin geliştirilmiş bir versiyonu olan Fark Motoru No. 2'nin geliştirilmesini tamamladı. Bu değişiklik, 31 bitlik sayılarla yapılan işlemler için tasarlandı ve herhangi bir 7. dereceden polinomu tablo biçimine getirebilir. Tasarım zarif bir şekilde basitti ve orijinal modelin parçalarının yalnızca üçte birini gerektiriyordu, aynı zamanda eşit işlem gücü sağlıyordu.

Charles Babbage'ın Fark Motoru ve Analitik Motoru, yalnızca kağıt üzerinde çıktı almakla kalmayıp aynı zamanda otomatik olarak stereotipler oluşturan ve operatör tarafından belirlenen sayfa düzenine göre bağımsız olarak biçimlendirme üreten aynı çıkış cihazı tasarımını kullandı. Aynı zamanda satır yüksekliğini, sütun sayısını, alanların genişliğini ayarlamak mümkün olup, satır veya sütunların otomatik olarak daraltılması ve boş satırların okumayı kolaylaştıracak şekilde düzenlenmesi sağlandı.

Miras

Kısmen tamamlanmış birkaç mekanik montaj ve küçük çalışma bölümlerinin test modelleri dışında, tasarımların hiçbiri Babbage'nin yaşamı boyunca tam olarak hayata geçirilmedi. 1832 yılında montajı yapılan ana model, yaklaşık 2 bin parçadan oluşan 1 numaralı fark motorunun 1/7'siydi. Bu güne kadar kusursuz çalışan ve matematiksel hesaplamaları bir mekanizma içerisinde gerçekleştiren ilk başarılı otomatik hesaplama cihazıdır. Babbage, Analitik Motorun küçük bir deneysel parçası monte edilirken öldü. Çizimler ve notlardan oluşan eksiksiz bir arşivin yanı sıra birçok tasarım detayı da korunmuştur.

Babbage'ın devasa mekanik hesap makinelerine yönelik tasarımları, 19. yüzyılın baş döndürücü entelektüel başarılarından biri olarak kabul ediliyor. Çalışmaları ancak son yıllarda ayrıntılı olarak incelendi ve başardıklarının önemi giderek daha açık hale geldi.

19. yüzyılda modern bilgisayarların prototipi olarak kabul edilen evrensel dijital bilgisayar kavramını geliştiren İngiliz bilge, matematikçi, filozof, mucit ve makine mühendisi.

Aslında Charles Babbage, daha karmaşık tasarımlara yol açan ilk mekanik bilgisayarı icat eden kişi olarak kabul edilir. Ayrıca diğer alanlarda da pek çok seçkin eserin sahibidir. Babbage'ın tamamlanmamış mekanizmalarından bazıları Londra Bilim Müzesi'nde sergileniyor. 1991 yılında mucidin çizimlerine göre Charles Babbage fark motoru adı verilen mükemmel çalışan bir motor üretildi. Babbage'den steampunk romanlarında sıklıkla bahsedilir. 2008 yılında Cannes Film Festivali'nde gösterilen "Babbage" adlı kısa film çekildi.

Geleceğin mucidi 26 Aralık 1791'de Londra'da doğdu. Bankacı Benjamin Babbage ve eşi Betsy Plumleigh Teape'in dört çocuğundan biriydi. Çocuk sekiz yaşına geldiğinde, yaşamı tehdit eden ateşin ardından güç kazanması için kırsal kesimdeki bir yatılı okula gönderildi. Bir süre King Edward VI Gramer Okulu'nda okudu, ancak kötü sağlık durumu ailesini öğretmenlerin hizmetlerine başvurmaya zorladı. Babbage daha sonra zengin bir bilimsel kütüphaneye sahip olan Middlesex'teki Holmwood Akademisi'nin öğrencisi oldu; matematiğe olan sevgisi orada uyandı.

Öyle ya da böyle, öğretmenler ve öğretmenler genç Charles'ı Cambridge Üniversitesi'ndeki sınavlara hazırlamayı başardılar ve Ekim 1810'da Trinity College'da öğrenci oldu. Ne yazık ki, Cambridge'deki matematik seviyesi, o zamana kadar zamanının önde gelen matematikçilerinin birçok eserini bağımsız olarak inceleyen Babbage'i hayal kırıklığına uğrattı. 1812'de birkaç arkadaşıyla birlikte üniversitede Analitik Topluluğu'nu kurdu ve 1814'te sınavsız diplomasını aldı. Kısa sürede bazı başarılar elde etti - bir yıl sonra genç Babbage Kraliyet Enstitüsü'nde astronomi dersleri verdi, 1816'da Londra Kraliyet Cemiyeti'nin üyesi oldu ve 1819'da Paris'i ziyaret ederek önde gelen Fransız matematikçiler ve fizikçilerle tanıştı. Öte yandan, kariyeri açısından pek şanslı değildi - şüphesiz yeteneklerine ve mükemmel tavsiyelerine rağmen, karlı ve prestijli öğretmenlik pozisyonları her zaman başkasına gitti ve Charles, babasının desteğine güvenmek zorunda kaldı. 1827'deki ölümünden sonra Babbage, o zamanlar için büyük bir serveti miras aldı; yaklaşık 100.000 pound, bu da onu araştırmalarında bağımsız kılıyordu.

1814'te erken evlendi, kendisi ve karısının sekiz çocuğu oldu (gerçi bunlardan sadece dördü hayatta kaldı) ve 1827'de ölen karısının ölümünden sonra çok seyahat etti. Daha önce kendisini üç kez reddeden Cambridge'de nihayet profesörlük aldığını öğrendiğinde Roma'daydı.

Babbage'ın asıl tutkusu bilgisayar yaratmaktı ama hayatı boyunca geniş ilgi alanlarına sahip bir adam olarak kaldı. Babbage, 1820'de Astronomi Topluluğu'nun kuruluşunda etkili oldu, modern bir posta sisteminin gerekliliklerini geliştirdi, 1828'den 1939'a kadar Cambridge Üniversitesi'nde ders verdi ve bu dönemde üç önemli bilimsel eseri yayınladı ve 1832'de fahri yabancı seçildi. Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi. Politik ekonomiye büyük bir ilgisi vardı, siyasete karışmaya çalıştı (pek başarılı olamadı), teoloji, kriptografi, özelde metal işleme ve genel olarak teknolojiyle ilgilendi ve ayrıca kamu kampanyalarına katıldı. Babbage her zaman öğretmekten çok kendi araştırmasıyla ilgilendiği için meslektaşları onu sevmiyordu, ancak ona her zaman bir bilim adamı ve mucit olarak itibar ettiler. Babbage'nin diğer ünlü icatları arasında sismograf, hız göstergesi ve oftalmoskop gibi modern yaşamda gerekli olan öğeler yer alıyordu.

Bir zamanlar dahi olarak görülüyordu, sonra neredeyse borç altına giriyordu.
Gerçekten de harcanan miktarlar 19. yüzyılın başı için olağanüstü boyutlardaydı.
Ancak vaat edilen makine asla çalışmadı. Ve zaten bir sonrakinin hayalini kuruyordu.
Bu arada takometreyi icat etti. Vezüv'e bir keşif gezisiyle tırmandı,
Dalgıçla gölün dibine daldı, arkeolojik çalışmalara katıldı
kazılar, madenlere inen cevherlerin oluşumunu inceledi.

Neredeyse bir yıl boyunca demiryolu trafik güvenliğiyle ilgilendi ve
çok sayıda özel ekipman. Bir hız göstergesi oluşturmak dahil.
Ayrıca metal işlemeye yönelik birçok ekipman geliştirdi.

Charles Babbage 26 Aralık 1791'de Londra'da doğdu. Babası Benjamin Babbage bir bankacıydı. Annesinin adı Elizabeth Babbage'dı. Kızlık soyadı Teape'dir. Çocukken Charles'ın sağlığı çok kötüydü. 8 yaşındayken bir rahip tarafından yetiştirilmek üzere Alphington'daki özel bir okula gönderildi. O zamanlar babası Charles'ın özel bir okula gitmesine izin verecek kadar zengindi. Benjamin Babbage, papazdan, sağlık durumunun kötü olması nedeniyle Charles'a ağır akademik iş vermemesini istedi.
Alphington'daki okuldan sonra Charles, asıl eğitiminin başladığı Enfield'daki akademiye gönderildi. Babbage, akademideki büyük kütüphanenin sağladığı matematiğe ilgi göstermeye orada başladı.

Babbage, akademide okuduktan sonra iki öğretmenle çalıştı. İlki Cambridge yakınlarında yaşayan bir rahipti. Charles'a göre rahip, daha deneyimli bir öğretmenle çalışarak kazanabileceği bilgiyi ona vermezdi. Rahipten sonra Babbage'ın Oxford'dan bir öğretmeni vardı. Babbage'a üniversiteye girmesine yetecek kadar temel klasik bilgi verebildi.

1810'da Babbage, Cambridge'deki Trinity College'a girdi. Ancak matematiğin temellerini kitaplardan kendi kendine öğrendi. Newton, Leibniz, Lagrange, Lacroix, Euler ve St. Petersburg, Berlin ve Paris akademilerindeki diğer matematikçilerin çalışmalarını dikkatle inceledi. Babbage bilgi açısından çok hızlı bir şekilde öğretmenlerini geride bıraktı ve Cambridge'deki matematik öğretiminin seviyesinden büyük hayal kırıklığına uğradı. Dahası, Britanya'nın bir bütün olarak matematik eğitimi düzeyi açısından kıta ülkelerinin gözle görülür şekilde gerisinde olduğunu fark etti.

Bu bağlamda, amacı modern Avrupa matematiğini Cambridge Üniversitesi'ne getirmek olan bir topluluk yaratmaya karar verdi. 1812'de Charles Babbage, arkadaşları John Herschel ve George Peacock ve diğer birkaç genç matematikçi Analitik Topluluğu'nu kurdu. Toplantılar yapmaya başladılar. Matematikle ilgili çeşitli soruları tartışın. Eserlerimizi yayınlamaya başladık. Örneğin, 1816'da Fransız matematikçi Lacroix'in Diferansiyel ve İntegral Hesap Üzerine İncelemesini İngilizceye tercüme ederek yayınladılar ve 1820'de bu incelemeyi destekleyen iki cilt örnek yayınladılar. Analitik Toplum, faaliyetleri aracılığıyla, önce Cambridge'de ve ardından Britanya'daki diğer üniversitelerde matematik eğitimi reformunu başlattı.

1812'de Babbage, St. Peter's College'a (Peterhouse) taşındı. Ve 1814'te lisans diplomasını aldı. Aynı yıl Charles Babbage, Georgiana Whitmore ile evlendi ve 1815'te Cambridge'den Londra'ya taşındılar. On üç yıllık evlilikleri boyunca sekiz çocukları oldu ama bunlardan beşi çocukken öldü. 1816'da Londra Kraliyet Cemiyeti'ne üye oldu. O zamana kadar çeşitli matematik disiplinlerinde çok sayıda büyük bilimsel makale yazmıştı. 1820'de Edinburgh Kraliyet Cemiyeti ve Kraliyet Astronomi Cemiyeti'nin üyesi oldu. 1827'de babasını, karısını ve iki çocuğunu gömdü. 1827'de Cambridge'de matematik bilimleri profesörü oldu ve bu görevi 12 yıl boyunca sürdürdü. Bu görevden ayrıldıktan sonra zamanının çoğunu hayatının işine, yani bilgisayarların geliştirilmesine adadı.

Fark kısmı Charles Babbage'ın makinesi bir araya getirildi Bir bilim adamının, babasının laboratuvarında bulunan parçalardan oğlu tarafından öldürülmesinden sonra.

Küçük fark motoru

Babbage, karmaşık hesaplamaların büyük bir doğrulukla otomatik olarak gerçekleştirilmesine olanak sağlayacak bir mekanizma yaratmayı ilk kez 1812'de düşündü. Bu düşünceler, logaritmik tablolar üzerinde yaptığı çalışmayla ortaya çıktı; bu tabloların yeniden hesaplanması, hesaplamalarda insan faktörünün neden olduğu çok sayıda hatayı ortaya çıkardı. Daha o zaman bile mekanik cihazlar kullanarak karmaşık matematiksel hesaplamalar yapmanın mümkün olduğunu kavramaya başladı.

Ancak Babbage bir hesaplama mekanizması oluşturma fikrini hemen geliştirmeye başlamadı. Ancak 1819'da astronomiye ilgi duymaya başlayınca fikirlerini daha net bir şekilde tanımladı ve daha sonra fark makinesi olarak adlandıracağı bir makineyi kullanarak fark yöntemiyle tablo hesaplama ilkelerini formüle etti. Bu makinenin yalnızca toplama işlemini kullanarak karmaşık hesaplamalar yapması gerekiyordu. 1819'da Charles Babbage küçük fark motoru yapmaya başladı ve 1822'de yapımını tamamlayarak Kraliyet Astronomi Topluluğu'na astronomik ve matematiksel tabloları hesaplamak için bir makine mekanizmasının kullanımına ilişkin bir sunum yaptı. Bir dizinin terimlerini hesaplayarak makinenin çalışmasını gösterdi. Fark makinesinin çalışması sonlu farklar yöntemine dayanıyordu. Küçük makine tamamen mekanikti ve birçok dişli ve kaldıraçtan oluşuyordu. Ondalık sayı sistemini kullandı. Sekizinci ondalık basamağa kadar hassas 18 bitlik sayılarla çalışıyordu ve dakikada 12 dizi terimi hesaplama hızı sağlıyordu. Küçük fark motoru, 7. derecedeki polinomların değerlerini hesaplayabildi.

Fark motorunu yarattığı için Babbage, Astronomi Topluluğu'nun ilk altın madalyasıyla ödüllendirildi. Ancak küçük fark motoru deneyseldi çünkü hafızası küçüktü ve büyük hesaplamalar için kullanılamıyordu.

Makineyi geliştirirken Babbage, uygulanmasıyla ilgili tüm zorlukları hayal etmedi ve yalnızca vaat edilen üç yılı karşılamamakla kalmadı, dokuz yıl sonra işini askıya almak zorunda kaldı. Ancak makinenin bir kısmı çalışmaya başladı ve hesaplamaları beklenenden daha yüksek bir doğrulukla gerçekleştirdi.

Fark makinesinin tasarımı ondalık sayı sisteminin kullanımına dayanıyordu. Mekanizma özel kulplarla çalıştırılıyordu. Fark Motoru'nun finansmanı kesildiğinde Babbage çok daha genel bir tasarım yapmaya başladı. analitik motor, ancak daha sonra yine de orijinal geliştirmeye geri döndü. 1847 ile 1849 yılları arasında üzerinde çalıştığı geliştirilmiş projenin adı "Fark Motoru No. 2"(İngilizce) Fark Motor No. 2).

Babbage'nin çalışmalarına ve tavsiyelerine dayanarak, İsveçli yayıncı, mucit ve çevirmen Georg Schutz (İsveççe. Georg Scheutz) 1854'ten başlayarak birkaç farklı motor üretmeyi başardı ve hatta bunlardan birini 1859'da İngiliz hükümet dairesine satmayı başardı. 1855'te Schutz fark makinesi Paris'teki Dünya Sergisinde altın madalya aldı. Bir süre sonra başka bir mucit Martin Wiberg (İsveç. Martin Wiberg), Schutz makinesinin tasarımını geliştirdi ve onu basılı logaritmik tabloları hesaplamak ve yayınlamak için kullandı.

Schutz fark hesaplayıcısı

Babbage'ın Analitik Motoru:

Rağmen fark motoru Mucidi tarafından inşa edilmemiş olsa da, bilgi işlem teknolojisinin gelecekteki gelişimi için asıl önemli olan şey başka bir şeydi: Çalışmaları sırasında Babbage'in aklına evrensel bir bilgisayar makinesi yaratma fikri geldi. analitik ve modern dijital bilgisayarın prototipi haline geldi. Babbage, tek bir mantıksal devreye bir aritmetik cihazı ("değirmen" adını verdiği), tek bir bütün halinde ("depo") birleştirilen bellek kayıtlarını ve üç tip delikli kart kullanılarak uygulanan bir giriş/çıkış cihazını bağladı. Delikli işlem kartları, makineyi toplama, çıkarma, bölme ve çarpma modları arasında değiştiriyordu. Değişken delikli kartlar, verilerin bellekten aritmetik birime ve geri aktarımını kontrol ediyordu. Sayısal delikli kartlar hem makineye veri girmek hem de hafızanın yetersiz olması durumunda hesaplama sonuçlarını saklamak için kullanılabiliyordu.

Daha sonra neredeyse bir yüzyıl boyunca Analitik Motora benzer hiçbir şey ortaya çıkmadı, ancak veri işleme için delikli kartların kullanılması fikri çok geçmeden test edildi. Babbage'nin ölümünden 20 yıl sonra Amerikalı mucit Herman Hollerith, 1890'da Amerika Birleşik Devletleri'nde yapılan nüfus sayımının sonuçlarını işlemek için delikli kartların kullanıldığı bir tablolayıcı olan elektromekanik bir hesaplama makinesi yarattı.

Yazıcı! Babbage'nin makinesi için:

Babbage hayatının son yıllarını felsefeye ve ekonomi politiğine adadı.
Charles Babbage, 18 Ekim 1871'de 79 yaşında öldü.

Babbage'nin Fark Makinesi:

PS.

Bu makine hakkında bilinenlerin çoğu, şair Lord Byron'ın kızı, yetenekli amatör matematikçi Augusta Ada Byron'ın (Kontes Lovelace) bilimsel çalışmaları sayesinde bize ulaşıyor. 1843'te İtalyan bir matematikçi tarafından Analitik Motor üzerine yazılan bir makaleyi tercüme ederek, makinenin potansiyel yeteneklerine ilişkin kendi ayrıntılı yorumlarını sağladı.

Ivan Franko'nun adını taşıyan Zhytomyr Devlet Pedagoji Üniversitesi

“Charles Babbage zamanının ilerisinde bir adam”

öğrenciler 52 grup

Fizik ve Matematik Fakültesi

Kulish O.I.

Plan

1. Babbage'den önce bilgisayar teknolojisinin gelişimi. 3

2. Babbage'nin gençliği. 5

3. Babbage'ın fark motoru. 9

4. Fark makinesinin kaderi.. 12

5. Babbage'nin Analitik Motoru. 15

6. Makinanın teorik yetenekleri.. 18

7. Babbage'ın çeşitli bilgi alanlarındaki araştırmaları. 26

8. Sonuç. 33

9. Edebiyat. 36

Babbage'den önce bilgisayar teknolojisinin gelişimi.

Toplumun gelişmesiyle birlikte sayma daha da gerekli hale geldi; günlük yaşamda hesaplamalar giderek daha karmaşık hale gelen büyük sayılar ortaya çıktı. Doğal olarak saymayı kolaylaştıracak cihazlara ihtiyaç vardı. Bu "cihazların" en basiti her zaman bir insanda olmuştur - bunlar ellerinin 10 parmağıdır. Ayrıca sopalar, kemikler ve taşlar üzerindeki çentikleri, iplerdeki düğümleri ve diğer ilkel cihazları kullanarak sayım yaptılar. Ancak eski zamanlarda, tek bir ortak ad olan abaküs ile birleştirilen hesaplama araçları yaygınlaştı. Abaküs, bireysel rakamların konumlarının işaretlendiği ve sayıların çeşitli küçük nesnelerin (çakıl taşları, tohumlar vb.) sayısıyla temsil edildiği herhangi bir sayma cihazı olarak anlaşılmaktadır.

Yunanlılar, Slavlar ve diğer halklar sayıları yazmak için alfabenin harflerini kullandılar. Ancak alfabetik numaralandırmada aritmetik işlemler yapılmadı; esas olarak tarihlerin ve hesaplama sonuçlarının kaydedilmesi için kullanıldı. Hesaplamalar bir sayma tahtası üzerinde yapıldı. Aritmetik abaküs'te, daha doğrusu aritmetiği temsil eden yetenekleriyle sayma tahtasında somutlaşmıştı; Bu durum, hesaplanması kolay sayılar ve konumsal sayı sisteminin yaygınlaşmasına kadar devam etti.

X-XII yüzyıllarda. Avrupa'da abaküs hesaplamaları üzerine birçok eser ortaya çıktı. Ancak ondalık konumsal sayı sisteminin yaygınlaşmasıyla bağlantılı olarak, abaküs üzerindeki hesaplamaların kademeli olarak yazılı hesaplamalarla yer değiştirmesi başladı. Bu süreç, o zamanlar inanıldığı gibi, iki bilim arasındaki keskin bir mücadele içinde gerçekleşti: abaküs üzerinde matematik ve abaküssüz, kağıt üzerinde matematik.

Matematiğin gelişmesi ve hesaplama hacminin artmasıyla birlikte, hesaplamalı çalışmayı basitleştirme ve kolaylaştırma isteği ortaya çıkıyor. Bu amaçla sadece bilgi işlem cihazları değil, tablolar da oluşturulur.

17. yüzyılın başında. İskoç matematikçi D. Napier (1550-1617), o dönemde yaygın olan çarpma yöntemlerinden birini (kafes çarpımı) kullanarak, sayma çubukları adını verdiği, özel olarak yazılmış bir çarpım tablosu olan bir hesaplama cihazı önerdi. Çarpma ve bölme işlemleri, çubukların belirli kurallara göre dizilmesi ve sonucun okunmasıyla gerçekleştirildi.

İlk mekanik bilgisayarın yaratıcısı Tübingen Üniversitesi Profesörü W. Schickard'dı (1592-1635).

Schickard'ın makinesi üç parçadan oluşuyordu: bir toplama cihazı, bir çarpma cihazı ve ara sonuçları kaydetmeye yönelik bir mekanizma. Ekleme cihazı (altı basamaklı makine) bir dizi dişliden oluşuyordu. Her eksende on dişli bir dişli ve yardımcı tek dişli bir pimli çark vardı. Parmak, bir önceki rakamda on birim biriktirdikten sonra bir on rakamını bir sonraki rakama ayrı ayrı aktarmaya hizmet ediyordu.

Makinede toplama, her rakamın kadran çarklarının gereken miktarda döndürülmesiyle, çıkarma ise dişlilerin ters yönde döndürülmesiyle yapılıyordu. Makinenin pencerelerinde (okuma pencereleri), aranan numaranın yanı sıra sonraki tüm sonuçlar da görülüyordu. Toplamı ve farkı hesaplamak yalnızca sayıları yazıp sonucu okumaktan ibaretti. Bölme işlemi, bölenin temettüden sırayla çıkarılmasıyla değiştirildi. Makinenin çarpma cihazı, altı paralel silindir üzerine sarılmış, kağıt üzerine yazılmış çarpım tablolarından oluşuyordu. Çarpma yaparken silindirleri buna göre çevirmek ve sonucu belirli kurallara göre okumak gerekiyordu.

Makinenin üçüncü cihazı, üzerinde sayılar yazılı olan altı eksenden ve altı pencereli bir panelden oluşuyordu. Pencerelerdeki eksenleri çevirerek, hatırlanması gereken bir sayıyı, örneğin bazı ara sonuçları girmek mümkün oldu. Böylece Schickard'ın makinesinde yalnızca ekleme kısmı mekanikti, geri kalanı hareketli tablalardı.

B. Pascal'ın (1623-1662) toplama makinesi çok meşhur oldu. Schickard'ın makinesinin toplama kısmından temelde farklı değildi. Makinenin 1641 yılında üretilen ilk modelinin pek çok kusuru vardı ve tamamlanmasının ardından Pascal, üç yıl sonra tamamlayacağı yeni bir makine inşa etmeye başladı. Bu ikinci model temel model haline geldi: Pascal'ın ürettiği sonraki tüm arabalar ondan çok az farklıydı, ancak her birinde bazı değişiklikler yapıldı. Pascal yaklaşık 50 araba üretti. Bazıları bu güne kadar hayatta kaldı.

Dört aritmetik işlemin gerçekleştirilebildiği, hesaplamaya uygun ilk makine, Alsace yerlisi Carl Thomas de Colmar tarafından yaratıldı. Ayrıca ilk kez arabalarının seri üretimini de gerçekleştirdi. 1818'de Thomas, toplama makinesi adını verdiği bir hesaplama makinesi tasarladı ve 1820'de yaptı. 1821'de Thomas makinesini Paris Akademisi'ne sundu.

Böylece, 19. yüzyılın ortalarında. Uygulama için yeterince tatmin edici olan tek bir aritmometre vardı: Thomas'ın toplama makinesi. Diğer tüm bilgisayarlar ya yalnızca toplama ve çıkarma işlemlerine uygundu ya da Thomas'ın toplama makinesinden önemli ölçüde daha düşüktü. Aynı 19. yüzyılda sadece Babbage. bilgisayarların tasarımına tamamen yeni bir yaklaşım getirebildi, özellikle ana yaratımı olan analitik motorda, çalışmalarının temel prensiplerini geliştirdi ve modern bilgisayar teknolojisinin ana problemlerini çözmenin temelini attı, bu da ona izin verdi. yüz yıl sonra “bilgisayarların babası” olarak adlandırılacak.

Babbage'nin gençliği

Charles Babbage, 26 Aralık 1791'de İngiltere'nin güneybatısında, Devonshire'daki küçük Totnes kasabasında doğdu. Prad, Mackworth ve Babbage'de bankacı olan babası Benjamin Babbage, daha sonra oğluna oldukça büyük bir servet bıraktı. Charles zayıf bir çocuktu ve ailesinin onu okula göndermek için acelesi yoktu. 11 yaşına kadar, Charles'ın her zaman büyük bir saygıyla bahsettiği annesi (kızlık soyadı Elizabeth Tip) tarafından eğitildi. Zaten ünlü bir bilim adamı olduğundan, çeşitli konularda ona sık sık danışırdı.

Babbage, 11 yaşından itibaren önce Devonshire'ın küçük bir kasabası olan Alphington'da, ardından Londra yakınlarındaki Enfield şehrinde özel okullarda okudu. Okulda Charles matematiğe ilgi duymaya başladı, onu çok ve özel bir zevkle inceledi ve bunun sonucunda kapsamlı bir matematik eğitimi aldı. Bu sırada Ward'ın "Genç Matematikçiler İçin Bir Kılavuz" kitabının yanı sıra matematik üzerine bir dizi daha temel eseri ayrıntılı olarak inceledi: Wadhouse'un "Analitik Hesaplamanın İlkeleri", Deaton'un "Akışları" ve hatta Lagrange'ın "Fonksiyonlar Teorisi". .

Babbage, çocukluğundan beri, 18. ve 19. yüzyılın başlarında yaygın olan çeşitli mekanik otomatlara ilgi gösterdi. Her yeni oyuncağı aldığında mutlaka şunu sorardı: "İçinde ne var?" Charles'ın kendisi de mekanik oyuncaklar yapmaya çok erken yaşta başladı ama bu arada, her zaman başarılı olamadı.

1810'da on dokuz yaşındaki Babbage, Cambridge Üniversitesi Trinity College'a girdi. Üniversitede Ch. Babbage, matematiği akranlarından daha iyi bildiğini keşfetti. Bazen sorularıyla öğretmenleri bile şaşırtıyordu.

Charles sosyal bir insandı ve aralarında oldukça farklı ilgi alanlarına sahip gençlerin de bulunduğu geniş bir tanıdık çevresi vardı: matematik tutkunları, satranç, binicilik vb. En yakın arkadaşları John Herschel'di (1792-1871), ünlü gökbilimci W. Herschel ve George Peacock (1791-1858). Arkadaşlar "dünyayı bulduklarından daha akıllı bırakmak için her türlü çabayı göstermek" konusunda bir anlaşma yaptılar.

1812'de üç arkadaş (Babbage, Herschel ve Peacock), diğer genç Cambridge matematikçileriyle birlikte, organizasyonu tüm İngiliz matematiği için bir dönüm noktası olan Analitik Topluluğu'nu kurdu.

Analitik Derneği, üyelerinin bilimsel raporlar sunduğu ve basında çıkan çalışmaları tartıştığı düzenli toplantılar yapmaya başladı. Analitik Toplum oldukça geniş bir yayıncılık faaliyeti geliştirdi, özellikle eserlerini yayınlamaya başladı. Babbage, Herschel ve Peacock 1816'da Paris'teki Politeknik Okulu profesörü tarafından Fransızcadan "Diferansiyel ve İntegral Hesap Üzerine İnceleme"yi tercüme ettiler. Lacroix (1765 - 1843), 1820'de iki ciltlik örneklerle destekledi. Üç arkadaş da bu sıralarda bol bol matematik yapıyorlardı.

Babbage parlak bir öğrenciydi ve derslerinde başarılıydı, ancak arkadaşları Herschel ve Peacock'un matematikte kendisinden daha büyük başarılar elde ettiğine inanıyordu. Mezun olduktan sonra Trinity College'ın en iyi öğrencileri arasında üçüncü olmayı istemeyerek 1813'te St. Peter's College'a transfer oldu. Nitekim oradaki ilk öğrenci oldu ve üniversiteden mezun olduktan sonra 1814'te lisans diploması aldı.

Babbage, 1815 yılında 24 yaşındayken 23 yaşındaki Georgia Whitmur ile evlendi ve Londra'ya taşındı.

Charles Babbage, matematikçi ve dünyanın ilk bilgisayarının mucidi: 224. doğum günü

• BT Tarihi

1860 yılında Charles Babbage

224 yıl önce, 26 Aralık 1791'de Londra'daki Walworth Road, 44 Crosby Row'da Charles adında bir çocuk doğdu. Bankacı Benjamin Babbage'nin ailesinin toplamda dört çocuğu vardı.

Charles çocukluğunda çok hastaydı ve sekiz yaşındayken neredeyse hayatını sona erdirecek şiddetli bir ateşin ardından sağlığına kavuşması için kırsal kesimdeki bir okula bile gönderildi. Ve sonrasında sağlık nedenleriyle sık sık evde özel öğretmenlerle ders çalışmak zorunda kaldı.

Charles, çalışmaları sırasında matematiğe ciddi şekilde ilgi duymaya başladı. Holmwood Akademisi'ne girdikten sonra, oradaki kütüphanede matematik üzerine kitaplar okuyarak çok zaman geçirdi ve onun isteği üzerine ebeveynleri, bu bilimi evde kavramasına yardımcı olacak enstitü programına ek olarak öğretmenler tuttu. Öğretmenlerden biri Charles'ın eğitimini Cambridge'e girmeye uygun bir dereceye kadar geliştirdi.

Ekim 1810'da Cambridge'e giren ve orada kısa bir süre eğitim gören Charles, yerel matematik öğretimi düzeyinden hayal kırıklığına uğradı. Charles diğer yetenekli öğrencilerle tanıştı - George Peacock (geleceğin ünlü matematikçisi), John Herschel (geleceğin matematikçisi, gökbilimci, kimyager, botanikçi, mucit ve deneysel fotoğrafçı) ve diğerleri.

Birlikte sözde örgütlediler. Diğer şeylerin yanı sıra, diferansiyel denklemlerle çalışmak için Leibniz sembolizminin desteklenmesini de içeren "Analitik Toplum". Bundan önce, Fransız matematikçi Sylvester Lacroix'in "İntegral ve Diferansiyel Hesabın Bilimsel Temelleri" adlı ders kitabını ortaklaşa tercüme ettiler. Bir çizgi roman öğrenci projesi olarak başlayan Analitik Topluluğu, 1830'larda üniversitenin resmi bir bölümü haline geldi ve bugüne kadar da orada kaldı.

Cambridge'den sonra Charles, Herschel'le elektrikle ilgili bilimsel çalışmalar üzerine ders verdi ve çalıştı. Kitaplar yazdı ve siyasete karışmaya çalıştı. Endüstriyel üretimin organizasyonuna adanan ve 1832'de yayınlanan “Mekanizma ve Üretim Ekonomisi” adlı kitabı, yöneylem araştırmasının matematiksel yöntemleri (matematiksel modellemeye dayalı en uygun çözümleri bulmak için yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması) üzerinde temel bir etkiye sahipti. istatistiksel modelleme ve çeşitli buluşsal yaklaşımlar). Kitap özellikle işbölümü ilkesini aktif olarak destekledi ve bu tekniğin üretim verimliliğinde artışa yol açtığını kanıtladı. Bu prensibe artık Britanya'da Babbage Prensibi deniyor.

Ayrıca Babbage mühendisliğe, özellikle de trenlerin işletilmesine ilgi duyuyordu. Genellikle "mezbaha" olarak adlandırılan "kar fırtınası" veya "yol temizleyici" adı verilen üçgen bir cihaz icat etti (benzetme yoluyla SUV'ların "süpürge korumaları" hatırlanabilir) - demiryolu raylarının yabancı cisimlerden hızla temizlenmesine yardımcı oldu (ve yaratıklar). Ayrıca demiryolu hattının çeşitli kritik parametrelerini ölçen özel bir dinamometre arabası da geliştirdi.

Astronomi Topluluğunun oluşturulmasına ve astronomik hesaplamalar için birleşik bir standardın oluşturulmasına katıldı. Babbage'a rutin sayma işini makineleştirme fikrini veren, sayma tablolarındaki hataları düzeltme çalışmasıydı.

Tarihsel biyografiden alıntı:

1812 yılında odalarından birinde oturup hatalarla dolu logaritmik tablolara baktı. Ve birdenbire aklına bu sayıları makineler kullanarak otomatik olarak hesaplama fikri geldi. Fransız hükümeti tabloları saymak için yeni bir yöntem geliştirdi. 3-4 matematikçi hesaplama problemlerini çözdü, bir düzine daha fazla kişi işi daha basit parçalara böldü ve toplama ve çarpmadan oluşan rutin işin kendisi, matematikten bu iki basit kişiden daha fazla bir şey anlamayan 80 tezgah işçisine bırakıldı. hareketler. Böylece seri üretim ilk kez matematiksel amaçlarla kullanıldı. Babbage, deneyimsiz muhasebecilerin çalışmalarının yerini tamamen daha güvenilir ve daha hızlı çalışacak mekanizmaların alabileceği fikrine kapılmıştı.

Hesap makinelerinin işbölümü fikri, 1790'dan 1800'e kadar Fransız nüfus sayımı bürosuna başkanlık eden Gaspard de Prony'ye aitti.

1822'de Babbage, insan hesap makinelerinin yerini alabilecek bir makineyi anlatan bir makale yayınladı ve kısa süre sonra pratik yaratımına başladı. Bir matematikçi olarak Babbage, fonksiyonlara polinomlarla yaklaşma ve sonlu farkları hesaplama yöntemine aşinaydı. Bu süreci otomatikleştirmek için fark makinesi adı verilen bir makine tasarlamaya başladı. Bu makinenin polinomların altıncı kuvvetine kadar olan değerlerini 18. basamağa kadar doğrulukla hesaplayabilmesi gerekiyordu.

Ne yazık ki mucit, yaşamı boyunca hayal ettiği makinenin tam olarak çalışan bir versiyonunu yapamadı. Üç yıl yerine 9 yıldan fazla zaman harcadı, yaratılışı için ayrılan bütçe 10 kat arttı, ancak fikrinin uygulanmasıyla ilgili tüm zorlukları öngöremedi.

Hükümetin başarısız projeyi finanse etmek için ek fon sağlamayı reddetmesinin ardından Babbage, Diferansiyel Motor No. 2 adını verdiği bir "analitik motor" olan mekanik bir bilgisayarın daha genel bir versiyonu üzerinde çalışmaya başladı.

19. yüzyılın ikinci yarısındaki ölümünden sonra, diğer mucitler onun çizimlerini kullanarak, fark motorlarının çalışan versiyonlarını oluşturmayı başardılar; hatta bunlardan biri, logaritmik tabloların hesaplanması ve yayınlanması için amacına uygun olarak kullanılmıştı.

Babbage'nin çizimlerine göre başka bir mucit tarafından yapılan fark motorlarından biri

1989'dan 1991'e kadar olan dönemde, Charles Babbage'in doğumunun iki yüzüncü yılı anısına, orijinal eserlerine dayanarak, Fark Motoru No. 2'nin çalışan bir kopyası Londra Bilim Müzesi'nde toplandı. 2000 yılında, yine Babbage tarafından icat edilen bir yazıcı. makinesi için aynı müzede faaliyet göstermeye başladı. Eski çizimlerde bulunan küçük tasarım hataları giderildikten sonra her iki tasarım da kusursuz bir şekilde çalıştı.

Londra Müzesi'nde bulunan, mucidin çizimlerine göre zamanımızda yapılmış bir fark motoru

Mucit tarafından icat edilen Analitik Motor, modern dijital bilgisayarın doğrudan bir prototipidir. Babbage, tek bir mantıksal devreye bir aritmetik cihazı ("değirmen" adını verdiği), tek bir bütün halinde ("depo") birleştirilen bellek kayıtlarını ve üç tip delikli kart kullanılarak uygulanan bir giriş/çıkış cihazını bağladı. Delikli işlem kartları, makineyi toplama, çıkarma, bölme ve çarpma modları arasında değiştiriyordu. Değişken delikli kartlar, verilerin bellekten aritmetik birime ve geri aktarımını kontrol ediyordu. Sayısal delikli kartlar hem makineye veri girmek hem de hafızanın yetersiz olması durumunda hesaplama sonuçlarını saklamak için kullanılabiliyordu.

Makinenin bir başka modern kopyası Kaliforniya'daki Mountain View'daki Bilgisayar Tarihi Müzesi'ndedir:

Babbage, Analitik Motor üzerinde çalışırken İngiliz matematikçi Ada Lovelace ile yazıştı. Babbage ile henüz 17 yaşındayken tanıştılar. Daha sonra, ona sadece makinenin tasarımı hakkında fikir vermekle kalmadı, aynı zamanda Bernoulli sayılarını hesaplamak için makinenin işleyişine ilişkin bir algoritma da geliştirdi. Bu bakımdan ona genellikle tarihteki ilk programcı denir.

2011 yılında, Babbage'nin İngiliz hayranları Analitik Motoru tamamen yazarın amaçladığı biçimde inşa etmek için bir plan geliştirdiler. Girişimin adı "Plan 28" idi. Şu ana kadar projeleri için birkaç milyon sterlinlik finansman bulamadılar ancak projeyi en azından 2021 yılında, mucidin ölümünün 150. yıldönümünde tamamlamayı umuyorlar. Modern birimlere çevrildiğinde böyle bir makine 675 byte belleğe sahip olacak ve 7 Hz frekansında çalışacak.

Babbage, 40 yılı aşkın bir süre Westminster'ın kuzeyindeki Marylebone'daki 1 Dorset Caddesi'nde yaşadı ve çalıştı. 18 Ekim 1871'de 79 yaşında orada öldü. Şimdi bu adreste adının yazılı olduğu yuvarlak bir anma plaketi bulabilirsiniz.

Etiketler:

• Charles Babbage
• fark motoru