Бэббидж Чарльз оставил свой след к истории науки, как известный математик, а также изобретатель первой в мире вычислительной машины. Он числился членом Санкт-Петербургской академии наук, внес вклад в развитие теории функций, а также был одним из пионеров механизации экономических расчетов. В 1820 году им была сконструирована первая машина, которая могла вычислять зависимость функции от аргумента с учетом конкретного шага. В 1833 году благодаря его трудам был создан прототип современного компьютера.
Чарльз родился в конце 18-го века в богатой семье. Благодаря богатству отца он смог получить прекрасное образование в престижной школе-интернате. Далее он продолжил обучение в энфилдской академии, где проявил интерес к математике. Так же он занимался с двумя репетиторами из Кембриджа и Оксфорда. Таким образом, Чарльз Бэббидж смог получить знания, позволившие ему поступить в Тринити-колледж при Кембридже.
Бэббидж исследовал теории и труды лучших математиков того времени, что позволило ему быстро стать одним из лучших учеников Кембриджа, а затем разочароваться в нем. Чарльз считал, что английская математика сильно отстает от континентальной. Именно поэтому, Бэббидж решил создать общество, где можно было бы обсуждать и развивать идеи европейской математической школы. При «Аналитическом обществе» проводились научные дискуссии и обсуждения, а также стали публиковаться научные труды и переводы последних европейских научных работ.
Разностная машина Чарльза Беббиджа
Замечание 1
«Аналитическое общество» повлияло на реформу преподавания математических наук сначала в Кембридже, а затем, и во всей Англии.
Долгое время он преподавал в различных учебных заведениях Англии, а затем, оставил свой преподавательский пост для того, чтобы разрабатывать вычислительные машины. Чарльз Бэббидж был членом Королевского научного общества в Лондоне, членом Эдинбургского общества, а также астрономического общества.
«Чарлз Бэббидж, английский математик, изобретатель первой аналитической вычислительной машины»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Последние годы своей жизни Бэббидж уделял вопросам философии и политэкономии. Мозг ученого был препарирован, и более трех десятков лет выставлялся в музее Глазго. Сама процедура препарации была задокументирована и опубликована.
Изобретение вычислительной машины
В годы жизни Бэббиджа при составлении математических таблиц совершалось большое число ошибок. Эта проблема заинтересовала Чарльза Бэббиджа. Он решил механизировать данный процесс, с целью минимизации ошибок. Эта идея посетила Бэббиджа еще в начале его карьеры, причем на решение повлиял ряд личных факторов, а именно:
- Нелюбовь Бэббиджа к неаккуратности и неточности.
- Увлеченность логарифмическими таблицами.
- Интерес к теоретическим выкладкам по созданию вычислительных машин.
Чарльз Бэббидж презентовал свою первую разностную машину в 1822 году. Такое название она получила вследствие использования метода, применяемого Чарльзом для расчета многочленов. Его изобретение было одобрено астрономическим обществом, поэтому было принято решение выделить ему субсидию на исследования и изобретение. Машина полностью собиралась вручную, большую часть деталей он изготавливал и конструировал сам. Помощником Бэббидж взял Джозефа Клемента, который следил за проектом строительства.
Уоллмарк Лори. Ада Байрон Лавлейс — первый программист
Чарльз Бэббидж совершил множество поездок на промышленные предприятия с целью расширения знаний о работе станков и промышленных машин. В 1832 году он опубликовал работу «Об экономике машин и производства».
Первая «разностная машина» была небольшой экспериментальной моделью, которая требовала доработки. Она могла обрабатывать лишь небольшие массивы данных.
Большая разностная и аналитическая машины Чарльза Бэббиджа
Целью Бэббиджа стало строительство большой разностной машины, которой он хотел заменить множество чиновников, обеспечивающих вычисления в области астрономии, навигации и математики. Он обосновывал данное решение следующими выгодами:
- Минимизация издержек на оплату труда.
- Ликвидация ошибок, вызванных участием человека.
Создание машины было приостановлено, так как требовало затрат больших, чем предложенный бюджет. Последующий период жизни Бэббиджа был связан с личной трагедией и потерей большей части семьи. Он начал болеть и отвлекся от научной деятельности, предпочтя путешествия.
Замечание 2
Проектный план машины насчитывал более 25 тысяч деталей, а ее вес должен был составлять около 14 тонн.
Бэббидж сразу занимался множеством задач и не мог сосредоточиться на строительстве машины. Например, более года он исследовал вопросы безопасности на железной дороге, сконструировал и внедрил множество механизмов, одним из которых, стал спидометр. Машина так и не была построена, однако ее теоретическая разработка легла в основу трудов Шойца, воспользовавшегося наработками Чарльза Бэббиджа.
Следующим крупным проектом Бэббиджа стала аналитическая машина. Ученый взялся за реализацию ее проекта в 1834 году. Он посчитал, что справится с задачей быстрее и с меньшим бюджетом. Структура машины включала в себя следующие элементы:
- устройство ввода информации;
- устройство вывода информации;
- склад;
- фабрику;
- управляющий элемент.
Склад представлял собой современное хранилище данных, а фабрикой осуществлялись процессы вычислений. При этом фабрика сохраняла информацию об использованных параметрах. Так же существовал элемент машины, которому Бэббидж не дал названия. Он отвечал за регулирование принципов обработки данных. Так же проект машины предполагал наличие выводящего устройства, способного печатать перфокарты.
В современных компьютерах соблюдена так же система, предложенная в 19м веке. Единственное существенное отличие заключается в наличии программного обеспечения. Бэббиджу принадлежит теоретическая разработка проекта машины, но он так и не успел реализовать ее на практике. Его дело продолжил сын Генри Бэббидж.
Самостоятельно Генри построил центральную часть машины, и лишь в 1906 году с помощью фирмы Монро аналитическая машина была сконструирована и введена в эксплуатацию. Она оказалась работоспособной.
Источник: spravochnick.ru
Счетная машина Чарльза Бэббиджа
Давайте пойдем с самого начала. Человечество всегда старалось упростить анализ чисел. Были придуманы различные способы счета с помощью камней, узлов и всего-того что могло быть под рукой, но такие методы были не очень эффективны и не выгодны по времени. После того как люди научились обрабатывать металлы начали появляться первые механизмы. Леонардо да Винчи, Паскаль были основателями механических счетных машин.
Снимок счетной машины Леонардо да Винчи
Прогресс шел своим ходом и вычислительные машины тоже развивались. Тут на сцену выходит Чарльз Беббидж со своей счетной машиной, но давайте перед тем как заговорим о его изобретении и как оно повлияло на будущее вычислительных машин, поговорим о нём. Чарлз Беббидж — английский математик, родился 26 декабря 1791 года, член Императорской академии наук в Санкт — Петербурге.
Портрет Чарльза Беббиджа
Перед своей вычислительной машиной он написал труды по механизации счёт в экономике. Первым шагом в создании его вычислительной машины стало создание машина для табуляции(фотографии или её рисунка к сожалению нет). С 1833 года работал над разностной машиной, предназначенная для автоматизации вычислений путём аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей.
Современный снимок разностной машины
В 1833 году начал работу над проектом универсальной цифровой вычислительной машины — прообраза современной ЭВМ.
Фотографии вычислительной машины Чарльза Бебиджа
Более уменьшенная её модель
Архитектура современного компьютера во многом схожа с архитектурой аналитической машины. В аналитической машине есть такие части: склад (эл. аналог: ssd (более быстрый аналог жёсткого диска), hhd (жёсткий диск) и плашка оперативной памяти), управляющий элемент (процессор) и устройство ввода-вывода информации (попрошу вас вспомнить информатику, а точнее начало её изучения).
Только после смерти Чарлза Бэббиджа его сын, Генри Бэббидж, продолжил начатое отцом дело. В 1888 году Генри сумел построить по чертежам отца центральный узел аналитической машины. А в 1906 году Генри совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающую арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной.
Для создания компьютера в современном понимании оставалось лишь придумать схему с хранимой программой, что было сделано 100 лет спустя Эккертом, Мочли и Фон Нейманом.
В 1864 году Чарлз Бэббидж написал: «Пройдёт, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись». В своём предположении он ошибся на 30 лет. Только через 80 лет после этого высказывания была построена машина МАРК-I, которую назвали «осуществлённой мечтой Бэббиджа». Архитектура МАРК-I была очень схожа с архитектурой аналитической машины.
Источник: dzen.ru
В 1822 году уже были компьютеры. Но на них было страшно даже смотреть, а не только пользоваться
14 июня 1822 года Чарльз Бэббидж представил Королевскому обществу Великобритании модель Разностной машины — механического аппарата, созданного для автоматизации вычислений. По замыслу автора, устройство могло бы вычислять корни многочленов вплоть до шестой степени с большой точностью — до 18-го знака. Несмотря на финансирование британского правительства и нескольких лет упорной работы, Бэббидж так и не смог воплотить замысел в жизнь.
Зато это удалось шведскому изобретателю Георгу Штутцу, который опирался на опыт и советы Бэббиджа. Последний тем временем стал разрабатывать еще более амбициозный проект, оставшийся в истории как Аналитическая машина. Её схема в общих чертах напоминает схему современного ПК.
По замыслу автора, Аналитическая машина должна была состоять из «мельницы» — устройства для выполнения вычислений, «склада» — памяти для хранения чисел, управляющего устройства и устройства ввода/вывода. Но все операции вычисления и управления должны были выполнятся с помощью механизмов, а не электроники. Кроме идей, которые легли в основу современных компьютеров, Чарльз Бэббидж также принёс миру спидометр и динамометр.
Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа
Источник: Рабочая модель Аналитической машины Чарльза Бэббиджа в Музее Компьютерной Истории в городе Маунтин Вью, Калифорния
14 июня 1951 года в Пентагоне был запущен первый коммерческий компьютер, созданный в США, и третий коммерческий компьютер в мире. Он носил название UNIVAC I (Универсальный Автоматический Компьютер) и занимал внушительные 35,5 квадратных метров. При этом работал на частоте 2,25 МГц и был способен выполнять 1905 операций в секунду.
Вес компьютера составлял 13 тонн, а энергопотребление — 125 кВт*ч. Цена была очень высокой, больше миллиона долларов, поэтому позволить себе подобное устройство могли немногие организации. Среди них ВВС и ВМС США, General Electric, Национальное агентство геопространственной разведки, DuPont и другие. Всего же было продано 46 UNIVAC I. Последние два экземпляра были задействованы вплоть до 1970 года.
Источник: www.ferra.ru