Babbage, Charles

Charles Babbage
engelsk  Charles Babbage

porträtt av Charles Babbage för The Illustrated London News , 4 november 1871
Födelsedatum 26 december 1791( 1791-12-26 )
Födelseort London , Storbritannien
Dödsdatum 18 oktober 1871 (79 år)( 1871-10-18 )
En plats för döden London , Storbritannien
Land
Vetenskaplig sfär matte
Arbetsplats
Alma mater
Akademisk examen Bachelor of Arts [1] ( 1814 ) och Master of Arts [1] ( 1999 )
Akademisk titel Lukasovsky professor i matematik [1]
Utmärkelser och priser Royal Astronomical Society guldmedalj Guldmedalj av Royal Astronomical Society (1824)
Autograf
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Charles Babbage [2] ( Eng.  Charles Babbage ; 26 december 1791 , London , England  - 18 oktober 1871 , ibid ) - Engelsk matematiker , uppfinnare av den första analytiska datorn . Utländsk korresponderande ledamot av den kejserliga vetenskapsakademin i Sankt Petersburg (1832). Skrev arbeten om funktionsteori , mekanisering av kontot inom ekonomi. Konstruerade och byggde ( 1820-22 ) en tabuleringsmaskin . Från 1822 arbetade han med att bygga en differensmotor . 1833 utvecklade han ett projekt för en universell digital dator - en prototyp av en modern dator .

Biografi

Charles Babbage föddes den 26 december 1791 i London i familjen till bankiren Benjamin Babbage och Elizabeth Tip ( Eng.  Teape ). Som barn var Charles vid mycket dålig hälsa. Vid 8 års ålder skickades han till en privat skola i Alphington för att uppfostras av en präst. Vid den tiden var hans far redan rik nog att låta Charles studera på en privat skola. Benjamin Babbage bad prästen att inte ge Charles starka träningsbelastningar på grund av dålig hälsa.

Efter skolan i Alphington skickades Charles till akademin i Enfield , där i huvudsak hans riktiga träning började. Det var där som Babbage började visa intresse för matematik, vilket underlättades av ett stort bibliotek på akademin.

Efter att ha studerat vid akademin studerade Babbage med två handledare. Den första var en präst som bodde nära Cambridge . Enligt Charles skulle prästen inte ha gett honom den kunskap som han kunde få genom att studera med en mer erfaren handledare. Efter prästen hade Babbage en lärare från Oxford . Han kunde ge Babbage den grundläggande klassiska kunskapen som behövdes för att komma in på college.

År 1810 gick Babbage in i Trinity College , Cambridge . Däremot studerade han grunderna i matematik på egen hand från böcker. Han studerade noggrant verk av Newton , Leibniz , Lagrange , Lacroix , Euler och andra matematiker från akademierna i Sankt Petersburg , Berlin och Paris . Babbage gick snabbt om sina lärare vad gäller kunskap och var mycket besviken över nivån på matematikundervisningen vid Cambridge. Dessutom märkte han att Storbritannien som helhet låg långt efter kontinentala länder när det gäller matematisk utbildning.

I detta avseende bestämde han sig för att skapa ett samhälle vars mål var att föra modern europeisk matematik till University of Cambridge. År 1812 grundade Charles Babbage, hans vänner John Herschel och George Peacock och flera andra unga matematiker Analytical Society . De började hålla möten. Diskutera olika frågor relaterade till matematik. De började publicera sina verk. Till exempel publicerade de 1816 Treatise on Differential and Integral Calculus översatt till engelska av den franske matematikern Lacroix , och 1820 publicerade de två volymer med exempel för att komplettera denna avhandling. Det analytiska samhället, med sin verksamhet, initierade reformen av matematisk utbildning, först vid Cambridge och sedan vid andra universitet i Storbritannien.

År 1812 flyttade Babbage till St. Peter's College ( Peterhouse ), och 1814 fick han en kandidatexamen.

1816 blev han medlem av Royal Society of London . Vid den tiden hade han skrivit flera stora vetenskapliga artiklar inom olika matematiska discipliner. År 1820 blev han medlem av Royal Society of Edinburgh och Royal Astronomical Society . 1827 begravde han sin far, hustru och två barn. 1827 blev han professor i matematik vid Cambridge, en tjänst som han innehade i 12 år. Efter att ha lämnat denna post ägnade han det mesta av sin tid åt sitt livsverk - utvecklingen av datorer .

1835 besökte han Odessa i samband med en affärsresa.

Babbage ägnade de sista åren av sitt liv åt filosofi och politisk ekonomi.

Charles Babbage dog vid 79 års ålder den 18 oktober 1871 . Begravd på Kensal Green Cemetery i London . 

Charles Babbages hjärna togs bort efter hans död och förvarades i 36 år på Hunter Museum i Glasgow . Det dissekerades därefter av professor Charles Stewart. British Royal Society of Arts publicerade resultaten och fotografierna av dissektionen i boken Description of the Brain of Mr. Charles Babbage [3]

Babbages uppfinningar

Babbage är utan tvekan den första som kom på idén om en datormaskin, som idag kallas en dator .

Small Difference Engine

Babbage tänkte först på att skapa en mekanism som skulle möjliggöra automatiska komplexa beräkningar med stor noggrannhet 1812. Dessa tankar föranleddes av studiet av logaritmiska tabeller, vars omräkning avslöjade många fel i beräkningar på grund av den mänskliga faktorn. Redan då började han förstå möjligheten att utföra komplexa matematiska beräkningar med hjälp av mekaniska anordningar.

Babbage påverkades också mycket av den franska vetenskapsmannen Baron de Pronys arbete , som föreslog idén om arbetsfördelningen vid beräkning av stora tabeller (logaritmiska, trigonometriska, etc.). Han föreslog att dela upp beräkningsprocessen i tre nivåer. Den första nivån är några framstående matematiker som förbereder mjukvara. Den andra nivån är utbildade teknologer som organiserade rutinprocessen för beräkningsarbete. Och den tredje nivån ockuperades av miniräknare själva, från vilka endast förmågan att addera och subtrahera krävdes. Pronys idéer ledde Babbage till idén att ersätta den tredje nivån (datorer) med en mekanisk enhet.

Babbage började dock inte omedelbart utveckla idén om att bygga en beräkningsmekanism. Det var först 1819 , när han började intressera sig för astronomi, som han definierade sina idéer mer exakt och formulerade principerna för att beräkna tabeller med differensmetoden med hjälp av en maskin, som han senare kallade differensmaskinen. Denna maskin var tänkt att utföra komplexa beräkningar med endast additionsoperationen. 1819 började Charles Babbage skapa en liten skillnadsmotor, och 1822 slutförde han dess konstruktion och gjorde en rapport till Royal Astronomical Society om användningen av en maskinmekanism för att beräkna astronomiska och matematiska tabeller. Han demonstrerade maskinens funktion genom exemplet att beräkna termerna för en sekvens. Driften av differensmotorn baserades på den finita differensmetoden. Den lilla maskinen var helt mekanisk och bestod av många växlar och spakar. Den använde decimaltalssystemet. Den fungerade med 18-bitars nummer upp till åttonde decimalen och gav hastigheten för att beräkna 12 medlemmar av sekvensen på 1 minut. Motorn med liten skillnad kunde beräkna värdena för polynom av 7:e graden.

För skapandet av skillnadsmotorn tilldelades Babbage den första guldmedaljen från Astronomical Society. Den lilla skillnadsmotorn var dock experimentell eftersom den hade ett litet minne och inte kunde användas för stora beräkningar.

Large Difference Engine

År 1822 tänkte Babbage på att skapa en stor skillnadsmotor som skulle ersätta det enorma antalet personer som var involverade i beräkningen av olika astronomiska, navigerings- och matematiska tabeller. Detta skulle spara arbetskostnader, samt bli av med fel kopplade till den mänskliga faktorn.

Med sitt förslag att finansiera skapandet av en stor skillnadsmotor vände sig Charles Babbage till Royal and Astronomical Society. Båda svarade positivt på detta förslag. 1823 fick Babbage 1 500 pund och satte igång att designa en ny maskin. Han planerade att bygga bilen om 3 år. Babbage tog dock inte hänsyn till komplexiteten i designen, såväl som den tidens tekniska kapacitet. Och 1827 hade 3 500 pund spenderats (varav mer än 1 000 pund var hans personliga pengar). Framstegen i arbetet med att skapa en skillnadsmotor har avtagit avsevärt.

Dessutom påverkades processen att konstruera maskinen i hög grad av de tragiska händelserna i Babbages liv 1827. I år begravde han sin far, fru och två barn. Efter dessa händelser försämrades hans hälsa, och han kunde inte engagera sig i designen av maskinen. För att återställa sin hälsa reste han över kontinenten.

Efter att ha rest 1828 fortsatte Babbage att utvecklas, men pengarna var slut. Han vädjade till många samhällen och regeringen om hjälp. Först 1830 fick han ytterligare 9 000 pund sterling från regeringen, varefter han fortsatte att konstruera en skillnadsmotor.

År 1834 avbröts arbetet med att skapa maskinen. Vid den tiden hade 17 000 pund offentliga pengar och från 6 000 till 7 000 personliga pengar redan spenderats. Från 1834 till 1842 övervägde regeringen om de skulle stödja projektet eller inte, och 1842 vägrade att finansiera projektet. Difference Engine blev aldrig färdig.

Storskillnadsmotorn var tänkt att bestå av 25 000 delar, väga nästan 14 ton och vara 2,5 meter hög. Dessutom var skillnadsmotorn tvungen att förses med en utskriftsenhet för att mata ut resultaten. Minnet var designat för 1000 50-bitars nummer.

Kanske var orsaken till misslyckandet med skapandet av skillnadsmotorn, tillsammans med de tragiska händelserna 1827 och den tidens otillräckliga tekniknivå, Babbages överdrivna mångsidighet. Han gick upp med en expedition till Vesuvius , störtade till botten av sjön i en dykklocka , deltog i arkeologiska utgrävningar, studerade förekomsten av malmer, gick ner i gruvorna. I nästan ett år arbetade han med järnvägssäkerhet och tillverkade mycket specialutrustning - bland annat en hastighetsmätare . Dessutom utvecklade han mycket utrustning för metallbearbetning när han designade en differensmotor. 1851 försökte Charles Babbage designa en förbättrad version av Difference Engine, Difference Engine 2. Men det här projektet blev inte heller framgångsrikt.

Babbages arbete med att skapa en skillnadsmotor var dock inte förgäves. År 1854 byggde den svenske uppfinnaren Scheutz flera olika maskiner baserade på Babbages arbete. Och en tid senare förbättrade Martin Wiberg Scheutz-maskinen och använde den för att beräkna och publicera logaritmiska tabeller.

1991 byggdes en arbetskopia av Difference Engine 2 på London Science Museum.

Den analytiska motorn

Trots misslyckandet med skillnadsmotorn tänkte Babbage 1833 på att skapa en programmerbar dator, som han kallade analytisk (prototypen av den moderna datorn). Till skillnad från skillnadsmotorn gjorde den analytiska motorn det möjligt att lösa ett bredare spektrum av problem. Det var denna bil som blev hans livs verk och gav postum berömmelse. Han antog att konstruktionen av en ny maskin skulle kräva mindre tid och pengar än förfining av differensmaskinen, eftersom den måste bestå av enklare mekaniska element. Från 1834 började Babbage designa den analytiska motorn.

Arkitekturen hos en modern dator liknar på många sätt arkitekturen hos en analytisk motor. I den analytiska motorn tillhandahöll Babbage följande delar: lager (butik), fabrik eller kvarn (kvarn), kontrollelement (kontroll) och informationsinmatningsenheter.

Lagret utformades för att lagra både värdena för de variabler med vilka operationer utförs och resultaten av operationer. I modern terminologi kallas detta minne.

Bruket (en aritmetisk logisk enhet, en del av en modern processor) var tvungen att utföra operationer på variabler, och även lagra i register värdet av de variabler som den för närvarande utför en operation med.

Den tredje enheten, som Babbage inte namngav, hanterade flödet av operationer, placerade variabler in och ut ur lagring och matade ut resultat. Den läser sekvensen av operationer och variabler från hålkort. Hålkort var av två typer: operativa kort och variabla kort. Från driftkort var det möjligt att göra ett bibliotek med funktioner. Dessutom, enligt Babbages plan, var den analytiska motorn tvungen att innehålla en utskriftsenhet och en enhet för att mata ut resultat till hålkort för senare användning.

För att skapa en dator i modern mening återstod det bara att komma med en krets med ett lagrat program, vilket gjordes 100 år senare av Eckert , Mauchly och Von Neumann .

Babbage utvecklade designen av den analytiska motorn ensam. Han besökte ofta industriutställningar, där olika nyheter inom vetenskap och teknik presenterades. Det var där han träffade Ada Augusta Lovelace (dotter till George Byron ), som blev hans mycket nära vän, assistent och enda likasinnade. År 1840 reste Babbage till Turin på inbjudan av italienska matematiker , där han föreläste om sin maskin. Luigi Menabrea , lektor vid Turins artilleriakademi, skapade och publicerade föreläsningsanteckningar på franska. Senare översatte Ada Lovelace dessa föreläsningar till engelska och kompletterade dem med kommentarer som överskred originaltexten i volym. I kommentarerna gjorde Ada en beskrivning av den digitala datorn och programmeringsinstruktioner för den. Dessa var de första programmen i världen. Det är därför Ada Lovelace med rätta kallas den första programmeraren. Den analytiska motorn blev dock aldrig färdig. Här är vad Babbage skrev 1851 : "All utveckling relaterade till den analytiska motorn utfördes på min bekostnad. Jag genomförde ett antal experiment och nådde den punkt där mina förmågor inte räcker till. I detta avseende är jag tvungen att vägra att arbeta vidare. Trots det faktum att Babbage i detalj beskrev utformningen av den analytiska motorn och principerna för dess funktion, byggdes den aldrig under hans livstid. Det fanns många anledningar till detta, men de främsta var den totala bristen på finansiering för projektet för att skapa en analysmotor och den låga tekniknivån vid den tiden. Babbage bad inte regeringen om hjälp den här gången, eftersom han förstod att efter felet med skillnadsmotorn skulle han fortfarande få avslag.

Först efter Charles Babbages död fortsatte hans son, Henry Babbage, det arbete som hans far påbörjat. År 1888 lyckades Henry bygga den centrala noden av den analytiska motorn enligt ritningarna av sin far. Och 1906 byggde Henry, tillsammans med Monroe-företaget, en fungerande modell av en analytisk motor, inklusive en aritmetisk enhet och en enhet för utskrift av resultat. Babbages maskin visade sig fungera.

1864 skrev Charles Babbage: "Det kommer förmodligen att dröja ett halvt sekel innan folk är övertygade om att de pengar som jag lämnar efter mig inte kan undvaras." I sitt antagande hade han fel med 30 år. Bara 80 år efter detta uttalande byggdes MARK-I- maskinen , som kallades "Babbages dröm gick i uppfyllelse." MARK-I-arkitekturen var mycket lik arkitekturen för den analytiska motorn. Howard Aiken studerade faktiskt på allvar publikationerna av Babbage och Ada Lovelace innan han byggde sin maskin, och hans maskin var ideologiskt marginellt före den ofullbordade analytiska motorn. Prestandan hos MARK-I visade sig bara vara tio gånger högre än den beräknade hastigheten för den analytiska motorn.

Andra bidrag till Charles Babbage

Trots det faktum att Charles Babbage anses vara uppfinnaren av datorer, var han faktiskt en mycket mångsidig person. Babbage var engagerad i järnvägstrafikens säkerhet, för vilken han utrustade laboratoriebilen med alla typer av sensorer, vars avläsningar registrerades av inspelare. Uppfann hastighetsmätaren. Deltog i uppfinningen av varvräknaren . Skapat en enhet som släpper slumpmässiga föremål från spåren framför loket.

Under arbetet med att skapa datorer gjorde han stora framsteg inom metallbearbetning. Han designade korshyvling och revolversvarvar, uppfann metoder för tillverkning av kugghjul. Föreslog en ny metod för verktygsvässning och formsprutning.

Han bidrog till reformen av postväsendet i England. Sammanställt de första pålitliga försäkringstabellerna. Han var engagerad i teorin om funktionsanalys, experimentella studier av elektromagnetism , krypteringsfrågor, optik, geologi, religiösa och filosofiska frågor. Dessutom är han känd som den person som först knäckte Vigenère-chifferet .

År 1834 skrev Babbage ett av sina viktigaste verk, The Economy  of Machines and Manufactures (1832), där han föreslog vad som nu kallas " operationsforskning ".

1864 skrev Babbage en självbiografi - Passager ur filosofens liv (1864) - en slags krönika om hans misslyckanden och prestationer .  I kapitlet "Street riots" ( Street Nuisances ) beskrev han den kamp han ensam utkämpade mot gatumusikanter. Under hans livstid vann denna kamp honom mer berömmelse än hans vetenskapliga prestationer.

Han var en av grundarna av London Statistical Society. Bland hans uppfinningar var en hastighetsmätare , ett oftalmoskop , en seismograf , en anordning för att rikta en artilleripistol.

Dessutom var Babbage en mycket sällskaplig person. Ofta på lördagar brukade han samla gäster i huset. Ibland kom upp till 200 eller 300 personer, bland vilka var så kända personer från den tiden som Foucault , Pierre Laplace , Charles Darwin , Charles Dickens , Alexander Humboldt . Dessutom upprätthöll han nära relationer med Jung , Fourier , Poisson , Bessel , Malthus .

Babbage lämnade en enorm prägel på 1800-talets historia och gjorde en revolution inte bara inom matematik och datoranvändning, utan också inom naturvetenskap i allmänhet.

Familj

1814 gifte Charles Babbage sig med Georgiana Whitmore och 1815 flyttade de från Cambridge till London. Under sina trettonåriga äktenskap fick de åtta barn, men fem av dem dog i barndomen. Barn:

Minne

1935 döpte International Astronomical Union en krater på den synliga sidan av månen efter Charles Babbage .

Ett maskinorienterat programmeringsspråk på hög nivå för datorer GEC 4080 och efterföljande i serien döptes efter Babbage . Babbage - programmeringsspråket tillhandahölls av tillverkaren tillsammans med datorer och ersatte assembler med dem [4] .

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 http://venn.lib.cam.ac.uk/cgi-bin/search-2016.pl?sur=&suro=w&fir=&firo=c&cit=&cito=c&c=all&z=all&tex=BBG810C&sye=&eye =&col=all&maxcount=50
  2. ↑ Babbage  // Stora Kaukasus - Stora kanalen. - M  .: Great Russian Encyclopedia, 2006. - S. 467. - ( Great Russian Encyclopedia  : [i 35 volymer]  / chefredaktör Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 4). — ISBN 5-85270-333-8 .
  3. ↑ EN BESKRIVNING AV HJÄRNAN AV MR. CHARLES BABBAGE (1909) Arkiverad 13 februari 2014 på Wayback Machine  - En beskrivning av Mr Charles Babbages hjärna, publicerad 12 november 2012
  4. ↑ B.001 Babbage. : Babbage // Explanatory Dictionary of Computing Systems. = Dictionary of Computing. Market House Books Ltd, 1986. ISBN 0-19-853913-4  / Ed. V. Illingourt och andra; per. från engelska. A.K. Belotsky och andra, red. E. K. Maslovsky. - M .  : Mashinostroenie, 1991. - S. 35. - 560 sid. : sjuk. - BBK  32.97ya2 + 81.2 Eng-4 . — UDC  681.3(038)-00=20=82 . — ISBN 5-217-00617-X .

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
Släktforskning och nekropol