Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в городе Лондон. Мальчик вырос в семье банкира. В связи со слабым здоровьем при обучении, учителя избегали сильных учебных нагрузок. Поэтому настоящее обучение началось в академии в Энфилде, где юноша начал проявлять повышенный интерес к математике.
Обучаясь в Тринити-колледже в Кембридже, молодой человек много занимался самостоятельным образованием, в итоге обогнав своих преподавателей математики. В 23 года получил степень бакалавра, в 36 лет стал профессором математических наук в Кембридже. Оставив пост через двенадцать лет, занялся разработкой вычислительной машины.
Деятельность Чарльза Бэббиджа была очень разносторонней: экспедиция на Везувий, погружения в водолазном колоколе, археологические раскопки, геология, изучение безопасности железнодорожного движения, участие в реформировании почтовой системы в Англии. В его поле интересов находилось изучение теории функционального анализа, электромагнетизма, философии и политической экономии, вопросы шифрования, оптика.
История IT #2: Ада Лавлейс и Чарльз Беббидж / Аналитическая машина / Разностная машина
Изобретатель и создатель спидометра, тахометра, офтальмоскопа, сейсмографа, устройства для наведения артиллерийского орудия, Чарльз разработал много оборудования для обработки металла: поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, методы изготовления зубчатых колес, заточки инструментов и литья под давлением.
Ученый выступал одним из основателей Лондонского статистического общества. Кроме того, Бэббидж являлся очень общительным человеком. Часто, по субботам собирал в доме гостей. Иногда приходило до 200 или 300 человек, среди которых были такие знаменитые люди того времени, как: Фуко, Пьер Лаплас, Чарльз Дарвин, Чарльз Диккенс, Александр Гумбольдт. Помимо этого поддерживал близкие отношения с Юнгом, Фурье, Пуассоном, Бесселем, Мальтусом.
Впервые Бэббидж задумался о создании механизма, который позволил бы производить автоматически сложные вычисления с большой точностью в 1812 году. На эти мысли его натолкнуло изучение логарифмических таблиц, при пересчете которых выявлены многочисленные ошибки в вычислениях, обусловленные человеческим фактором. Еще тогда ученый начал осмысливать возможность проведения сложных математических расчетов при помощи механических аппаратов.
Помимо этого, очень большое влияние на Бэббиджа оказали работы французского ученого барона де Прони, который предложил идею разделения труда при вычислении больших таблиц: логарифмических и тригонометрических. Чарльз предлагал разделить процесс вычисления на три уровня. Первый уровень: несколько выдающихся математиков, подготавливающих математическое обеспечение.
Второй уровень: образованные технологи, которые организовывали рутинный процесс вычислительных работ. Третий уровень занимали сами вычислители, от которых требовалось лишь умение складывать и вычитать. Идеи Прони навели Бэббиджа на мысль о замене третьего уровня механическим устройством.
Однако Бэббидж не сразу начал заниматься развитием идеи построения вычислительного механизма. Лишь в 1819 году, когда заинтересовался астрономией, более точно определил свои идеи и сформулировал принципы вычисления таблиц разностным методом при помощи машины, которую впоследствии назвал разностной. Эта машина должна была производить комплекс вычислений, используя только операцию сложения.
Разностная машина Чарльза Беббиджа
В 1819 году Чарльз Бэббидж приступил к созданию малой разностной машины. Через три года, закончив ее строительство, 20 ноября 1822 года выступил перед Королевским Астрономическим обществом с докладом о применении машинного механизма для вычисления астрономических и математических таблиц. Ученый продемонстрировал работу машины на примере вычисления членов последовательности.
Работа разностной машины основана на методе конечных разностей. Малая машина являлась полностью механической и состояла из множества шестеренок и рычагов. В ней использовалась десятичная система счисления. Механизм оперировал 18-разрядными числами с точностью до восьмого знака после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту. Машина могла считать значения многочленов 7-й степени.
За создание малой разностной машины Бэббидж награжден золотой медалью Астрономического общества. Однако малая разностная машина являлась экспериментальной, так как имела небольшую память и не могла использоваться для больших вычислений.
В 1822 году Бэббидж задумался о создании большой разностной машины, которая позволила бы заменить огромное количество людей, занимающихся вычислением различных астрономических, навигационных и математических таблиц. Это позволило бы сэкономить затраты на оплату труда, а также избавиться от ошибок, связанных с человеческим фактором.
Со своим предложением профинансировать создание большой разностной машины Чарльз Бэббидж обратился в Королевское и Астрономическое общества. И те, и другие отозвались на это предложение положительно. В 1823 году Чарльз получил 1500 фунтов стерлингов и приступил к разработке новой машины. Математик планировал сконструировать машину за три года.
Однако Бэббидж не учел сложности конструкции, а также технические возможности того времени. Уже к 1827 году оказалось затрачено 3500 фунтов стерлингов, из которых более 1000 составляли его личные деньги. Ход работы по созданию разностной машины сильно замедлился.
Кроме того, на процесс конструирования машины большое влияние оказали трагические события в жизни Бэббиджа в 1827 году. В этот год ученый похоронил отца, жену и двоих детей. После этих событий у него ухудшилось самочувствие, и не мог заниматься конструированием машины. Чтобы восстановить здоровье, поехал в путешествие по континенту.
После этого, в 1828 году Чарльз Бэббидж продолжил разработку, но денег уже не было. Изобретатель обращался ко многим обществам и правительству с просьбой о помощи. Только в 1830 году получил от правительства еще девять тысяч фунтов стерлингов, после чего продолжил конструирование разностной машины.
В 1834 году работы по созданию машины снова приостановились. На тот момент уже затрачено 17000 фунтов государственных денег и от 6000 до 7000 личных. С 1834 по 1842 год Правительство обдумывало, оказывать поддержку проекту или нет, а в 1842 году полностью отказалось финансировать проект. Разностная машина так и не была достроена.
Механизм должна был состоять из 25 000 деталей, весить почти 14 тонн и быть 2,5 метра высотой. Кроме того, разностная машина должна была быть оснащена печатным устройством для вывода результатов. Память рассчитана на 1000 50-разрядных чисел.
В 1851 году Чарлз Бэббидж предпринял попытку сконструировать улучшенную версию разностной машины: «Разностную машину 2». Но и этот проект оказался неудачным. Однако труды ученого по созданию разностной машины не пропали даром. Через три год шведский изобретатель Шойц по работам Бэббиджа построил несколько разностных машин. А еще через некоторое время Мартин Виберг усовершенствовал машину Шойца и использовал ее для расчетов и публикации логарифмических таблиц.
Несмотря на неудачу с разностной машиной, Бэббидж задумался о создании программируемой вычислительной машины, которую назвал аналитической, выступавшей прообразом современного компьютера. В отличие от разностной машины, аналитическая позволяла решать более широкий ряд задач. Именно она стала делом его жизни и принесла посмертную славу. Математик предполагал, что построение новой машины потребует меньше времени и средств, чем доработка разностной машины, так как должна состоять из более простых механических элементов.
Архитектура современного компьютера во многом схожа с архитектурой аналитической машины. В аналитической машине Бэббидж предусмотрел следующие части: склад, фабрика или мельница, управляющий элемент и устройства ввода-вывода информации. Склад предназначался для хранения как значений переменных, с которыми производятся операции, так и результатов операций. В современной терминологии это называется памятью. Мельница, по типу современного процессора должна была производить операции над переменными, а также хранить в регистрах значение переменных, с которыми в данный момент осуществляет операцию.
Третье устройство, которому Бэббидж не дал названия, осуществляло управление последовательностью операций, помещением переменных в склад и извлечением их из склада, а также выводом результатов. Оно считывало последовательность операций и переменные с перфокарт. Перфокарты являлись двух видов: операционные карты и карты переменных. Из операционных карт можно составить библиотеку функций. Кроме того, по замыслу Бэббиджа, Аналитическая машина должна содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования.
Для создания компьютера в современном понимании оставалось лишь придумать схему с хранимой программой, что было сделано 100 лет спустя Эккертом, Мочли и Фон Нейманом. Бэббидж разрабатывал конструкцию аналитической машины в одиночку. Изобретатель часто посещал промышленные выставки, где были представлены различные новинки науки и техники. Именно там состоялось его знакомство с Адой Августой Лавлейс, дочерью Джорджа Байрона, которая стала его очень близким другом, помощником и единственным единомышленником.
Бэббидж ездил по приглашению итальянских математиков в Турин, где читал лекции о своей машине. Луиджи Менабреа, преподаватель туринской артиллерийской академии, создал и опубликовал конспект лекций на французском языке. Позже Ада Лавлейс перевела эти лекции на английский язык, дополнив их комментариями по объему превосходящими исходный текст.
В комментариях Ада сделала описание ЦВМ и инструкции по программированию к ней. Это были первые в мире программы. Именно поэтому Аду Лавлейс справедливо называют первым программистом. Однако, аналитическая машина так и не была закончена.
Вот, что писал Бэббидж в 1851 году: «Все разработки, связанные с Аналитической машиной, выполнены за мой счет. Я провел целый ряд экспериментов и дошел до черты, за которой моих возможностей не хватает. В связи с этим я вынужден отказаться от дальнейшей работы». Несмотря на то, что Бэббидж подробно описал конструкцию аналитической машины и принципы ее работы, она так и не была построена при его жизни. Чарльз не стал просить помощи у правительства, так как понимал, что после неудачи с разностной машиной ему все равно откажут.
В 1864 году Чарлз Бэббидж написал: «Пройдет, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись». В своем предположении ошибся на 30 лет. Только через 80 лет после этого высказывания построена машина МАРК-I, которую назвали «осуществленной мечтой Бэббиджа».
Архитектура МАРК-I являлась очень схожа с архитектурой аналитической машины. Говард Эйкен на самом деле серьезно изучал публикации Бэббиджа и Ады Лавлейс перед созданием своей машины, причем его машина идеологически незначительно ушла вперед по сравнению с недостроенной аналитической машиной. Производительность МАРК-I оказалась всего в десять раз выше, чем расчетная скорость работы аналитической машины.
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, совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающую арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной.
Умер Чарльз Бэббидж 18 октября 1871 года в Лондоне в возрасте 79 лет. Похоронен на кладбище Кенсал Грин в Лондоне. Ученый внес огромный вклад в развитие вычислительной техники и являлся первым автором идеи создания компьютера.
Источник: nsportal.ru
Биография Ады Лавлейс
Ада Лавлейс (1815–1852) — английский математик, вошедшая в историю как первая женщина-программист. Приобрела широкую известность благодаря программам, написанным для аналитической машины Чарльза Бэббиджа. Впервые ввела в употребление термины «рабочая ячейка» и «циклы». Ада Лавлейс, биография которой тесно связана с развитием программирования, внесла большой вклад в науку.
Детство и юность
Августа Ада Кинг, графиня Лавлейс, урождённая Байрон, появилась на свет 10 декабря 1815 года в Лондоне. Её отцом был известный английский поэт Джордж Байрон, который спустя месяц после рождения дочери развёлся с женой и навсегда покинул Англию. В воспитании Ады он не принимал никакого участия.
В детстве Ада была очень болезненным ребёнком. Её мучили частые головные боли, которые привели к проблемам со зрением. После перенесённой кори девочка на долгое время оказалась прикованной к кровати, однако физические недуги не мешали развитию её умственных способностей.
Любовь к математике Ада унаследовала от матери, которой с лёгкостью давались точные науки. В своё время она даже получила от мужа прозвище «королева параллелограммов». Видя способности Ады, мать обеспечила ей прекрасное образование, наняв самых лучших учителей в Лондоне.
Знакомство с Бэббиджем
В возрасте 17 лет Ада познакомилась с выдающимся английским математиком Чарльзом Бэббиджем, профессором на кафедре математики Кэмбриджского университета. Несмотря на большую разницу в возрасте, они быстро нашли общий язык — этих двух людей объединила страсть к математике. Со временем Бэббидж стал для Ады верным соратником и другом, который поддерживал все её начинания.
Вскоре Бэббидж опубликовал свою работу, в которой привёл описание счётной машины, способной производить вычисления с точностью до двадцатого знака. Денег на реализацию смелого проекта у учёного не было, и Ада привлекла все свои связи, чтобы математик смог получить грант от государства.
Строительство вычислительной машины продолжалось десять лет, и с каждым годом её конструкция всё более усложнялась. В 1833 году финансирование прекратилось, и Бэббидж был вынужден самостоятельно искать средства на развитие своего детища.
Первая программа
Во время чтения лекции в Туринском университете Бэббидж поведал студентам о своей машине. Эту лекцию тщательно законспектировал на французском языке и впоследствии опубликовал юный инженер Луиджи Менабреа.
В 1842 году друг Бэббиджа попросил Аду Лавлейс перевести записи Менабреа, сопроводив текст собственными комментариями. Девушка с азартом приступила к работе, и спустя год выдала готовый перевод с личными заметками на 52 страницах. Она не только смогла вникнуть в гениальную идею изобретателя, но и объяснить принцип работы механизма.
Во время перевода в голове леди Лавлейс возникла идея использования вычислительной машины Бэббиджа. Она описала алгоритм, по которому можно было вычислять числа Бернулли. Интересным фактом является то, что в дальнейшем работу Ады Лавлейс признали первой программой, которую можно воспроизводить на компьютере.
Личная жизнь
При изучении краткой биографии Ады Лавлейс следует упомянуть не только её острый ум, но также яркую внешность и женское обаяние, благодаря чему её личная жизнь сложилась весьма удачно.
Сочетание ума и красоты привлекало к Аде много поклонников, но её избранником стал Уильям Кинг, 8-й барон Кинг, который вскоре после свадьбы в 1835 году унаследовал титул лорда Лавлейса. В этом браке родилось трое детей: сыновья Байрон и Ральф и дочь Анна Изабелла.
Помимо математики, большим увлечением Ады стали скачки, на которые она тратила огромные суммы. Страсть к азартным играм стала серьёзным испытанием для четы Лавлейс.
Скончалась Ада Лавлейс 27 ноября 1852 года. Причиной смерти молодой женщины стала сильная кровопотеря во время лечения опухолевого заболевания.
Источник: obrazovaka.ru
История первого компьютера: (почти) правдивые комиксы
Нашли у нас полезный материал? Помогите нам оставаться свободными, независимыми и бесплатными, сделав любое пожертвование или купив что-то из нашего литературного мерча.
В издательстве МИФ вышел комикс «Невероятные приключения Лавлейс и Бэббиджа». В основе сюжета — история о том, как в 1830-х годах эксцентричный гений по имени Чарльз Бэббидж едва не построил компьютер, а дочь лорда Байрона написала для него первую в мире программу. Комикс так насыщен историческими фактами, что получил премию Британского общества истории математики за вклад в популяризацию науки. Разбираемся, что в книге вымысел, а что реальность.
Кто такая Ада Лавлейс?
В книге. Ада Лавлейс — единственный законный ребенок «безумного, порочного и опасного» поэта и сумасброда лорда Байрона. Её мать Анабелла сбежала от мужа, не выдержав его дурного нрава. Чтобы дочери не передалась поэтическая кровь, леди Байрон решила прибегнуть к единственной силе, способной справиться с поэзией. И это — математика.
Ада стала усердно заниматься и вскоре превратилась в живую счетную машину.
В жизни. Все примерно так и было: Анабелла вышла за лорда Байрона, когда ей было 22, а ему — 26. Леди Байрон действительно увлекалась математикой, за что поэт называл ее «принцессой параллелограммов». Она указывала няне трехлетней Ады: «Всегда старайтесь говорить ей одну лишь правду […] не рассказывайте абсурдных историй, которые забьют ее голову фантазиями».
Один из учителей Ады, великий логик Огастес де Морган увидел в ней «задатки незаурядного математика-исследователя». Ада же писала матери:
«Однажды я говорила, что желаю возместить человечеству злоупотребление [Байрона] гениальностью. Если он передал мне хоть часть своего гения, я воспользуюсь этим, чтобы открывать великие истины и законы. Думаю, он завещал мне эту миссию!»
Кто такой Чарльз Бэббидж?
В книге. Пока Ада училась считать, сверхгениальный изобретатель Чарльз Бэббидж работал над уникальной механической счетной машиной. Он даже получил грант от правительства, но потратил его на другую машину, которую не достроил.
В жизни. Чарльз Бэббидж был Лукасовским профессором математики в Кембридже, учредителем Статистического общества и «логарифмическим Франкенштейном» (со слов «Литерари газетт», 1832 год). В те времена знаменитого мистера Бэббиджа знали как изобретателя потрясающей, непостижимой и вечно строящейся механической счетной машины.
Встреча Лавлейс и Бэббиджа
В книге. В один прекрасный день Ада Лавлейс и Чарльз Бэббидж встретились. Они сразу поняли, что оба больны математикой, и решили продолжать работу над счетной машиной вместе.
В жизни. Встреча произошла, когда Аде было 18 лет, а Бэббиджу — 42. Они стали близкими друзьями на всю жизнь; Бэббидж любил посылать Аде математические головоломки, а вскоре после их первой встречи показал ей чертежи Разностной Машины.
Аналитическая машина
В книге. Примерно в это же время Бэббидж работает над новой моделью своего механического калькулятора — с управлением от перфокарт. Эту машину он назвал Аналитической. Её и можно считать проектом первого компьютера.
В жизни. Именно благодаря Аналитической Машине Бэббидж снискал свою известность. Идея её была навеяна жаккардовым ткацким станком на перфокартах; эта мысль посетила Бэббиджа в год его знакомства с Адой. Сохранилось множество чертежей и тысячи посвященных этой Машине страниц из записных книжек Бэббиджа.
Конструкция Машины постоянно менялась — Бэббидж то и дело исправлял, улучшал, добавлял и изымал части механизма. По сути это был современный компьютер — с памятью, процессором, аппаратным и программным обеспечением, а также со сложной системой самоактивирующихся обратных связей. Только состоял он из шестерней и рычагов и работал на паровом ходу.
Первая компьютерная программа
В книге. Ада Лавлейс взялась за перевод статьи об Аналитической машине, но ей столько всего хотелось добавить, что в итоге она написала первую в мире работу по информатике, где приводилась законченная компьютерная программа.
В жизни. В автобиографии Бэббидж вспоминает: «Покойная графиня Лавлейс перевела статью Менабреа и сообщила мне об этом. Я спросил, почему она не написала о столь хорошо знакомом ей устройстве собственную работу… Леди Лавлейс ответила, что такая мысль не приходила ей в голову. Тогда я посоветовал графине добавить к статье Менабреа свои примечания, и она тотчас согласилась».
Оригинальная статья, написанная женщиной, была бы для того времени явлением весьма необычным, но имелись прецеденты, когда женщины переводили и комментировали работы мужчин. В письме Майклу Фарадею Бэббидж назвал Аду «волшебницей, осенившей своими чарами самую абстрактную из наук», а также «юной феей».
Лавлейс добавила к своему переводу «Описания Аналитической Машины» семь примечаний, более чем в два с половиной раза превышающих объем самой статьи.
Что было потом
В этот момент дорожки комикса и реальности расходятся. Действие книги переносит нас в альтернативную Карманную Вселенную, где Лавлейс и Бэббидж продолжают работать над Аналитической машиной, которая помогает им вывести мир из финансового кризиса, бороться с преступностью и искоренять орфографические ошибки.
В жизни, к сожалению, ничего этого не было. « Описание Аналитической Машины с примечаниями переводчика» так и осталось единственной изданной работой Ады Лавлейс. Она умерла от рака через несколько лет после ее публикации, на 37-м году жизни.
Бэббидж так и не доделал ни одну из своих вычислительных машин. Он умер в возрасте 79 лет разочарованным, желчным человеком. А первые компьютеры появились лишь в 1940-х годах.
Выдуманные приключения и невыдуманные факты
Несмотря на переход в выдуманную вселенную, автор комикса Сидни Падуа продолжает знакомить нас с документальными источниками. В примечаниях, которыми богато снабжен комикс, можно найти любопытнейшие факты из истории математики, информатики, литературы и астрономии.
«Невероятные приключения Лавлейс и Бэббиджа» — гремучая смесь исторических фактов, остроумных выдумок и первоклассного юмора. Не зря газета Washington Post написала: «Эта книга делает вас умнее, пока вы хохочете». Любите ли вы компьютеры, науку, мемуары или комиксы, эта книга обязательно вас повеселит, удивит и повысит вашу эрудированность во всех перечисленных областях.
Об ложка: Фото портрета Бэббиджа в Музее науки (Лондон) / Wikimedia Commons.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник: monocler.ru