https://frosthead.com

אתחול העיצוב של חלוץ מחשבים בן 200 שנה

כאשר מפוצצי המספרים של ימינו רוצים לבצע חישובים מהירים, הם שולחים יד אל הסמארטפון שלהם, מכשיר שאי אפשר לתאר כמעט לפני שתי מאות שנים. אבל בשנות ה -20 של המאה העשרים, לפחות מתמטיקאי חושב-קדימה צפה מכונת חישוב, אם כי רחוק מלהיות נייד. מתוסכל מהטעויות האנושיות שמצא בטבלאות מספריות מודפסות, הממציא האנגלי צ'ארלס באבאג 'תכנן מכונה לביצוע פונקציות מתמטיות ולהדפיס אוטומטית את התוצאות. העיצוב הראשוני שלו, שדרש 25, 000 חלקים, היה שוקל 15 טון והיה בגודל של עגלה רתומה לסוס.

התוכניות נראו טוב על הנייר, אך Babbage מעולם לא הצליח לבנות את המכונה שלו. יותר ממאה שנים לאחר מותו בשנת 1871, היסטוריוני מחשבים פוצצו את האבק מ -5, 000 עמודים של רשימות ורישומים ותהו אם רעיונותיו יכולים לעבוד. בשנת 1991, בשנת המאה ללידתו של באב, חשף מוזיאון המדע בלונדון את מנוע ההבדל מספר 2, מכונת חישוב מתפקדת במלואה, שנבנה לפי מפרט הרישומים של הממציא. שכפול בקנה מידה מלא של אותה מכונה מוצג כעת במאונטיין ויו בקליפורניה, במוזיאון לתולדות המחשבים עד דצמבר 2009.

Babbage כינה את המצאתו "מנוע הבדל" מכיוון שתפקודו מבוסס על העיקרון המתמטי של הבדלים סופיים, המחושב פונקציות מתמטיות מורכבות על ידי הוספה חוזרת ללא שימוש בכפל או חלוקה. המכונה המוצגת בתוך מסגרת ברזל יצוקה היא באורך של מטר וחצי וגובהה. עם כל סיבוב של הארכובה, מצלמות ומוטות הברזל והפלדה נובעים לפעולה מדויקת, לוחצים ברכות כמו שעון ויקטוריאני. תושבות פלדה מסתובבות ועמודי גלגלי הילוכים, המייצגים מספרים, יוצרים ריקוד סלילי ממונע נוזלי. אין כמובן מסכי מגע, אך לאחר ארבעה ארכובים, המכונה יכולה לחשב משוואה אלגברית בשש שניות.

Babbage נולד בשנת 1791 עם תחילת המהפכה התעשייתית באנגליה. הוא למד בקיימברידג 'ובזכות ירושה מאביו העשיר היה לו זמן פנאי לחשוב איך הדברים עובדים ומשתפרים בהם. Babbage המציא את לוכד הפרות, מכשיר בקדמת הרכבת שמנקה פסולת מבלי להאט את הרכבת. הוא גם שיפר את איתות המגדלור ויצר מערכת שחרור מהיר לכרכרות הרכבת. חי בין כל השינויים המופלאים שנעשו בעידן התעשייתי, Babbage, וסקרו עוד סט של טבלאות מספריות מודפסות בשגיאות, והצהירו פעם אחת: "אני רוצה שאלוהים החישובים האלה בוצעו בקיטור!"

עד לפני 40 שנה השתמשו מהנדסים, נווטים, אסטרונומים ובנקאים בכללי שקופיות וספרי טבלאות לביצוע חישובים. "האירוע המכונן שהביא את סוף כלל השקופיות וספרי השולחנות היה בשנת 1972, אז הציגה היולט-פקארד את HP-35, " אומר המסמך הבכיר של מוזיאון המחשבים, טים רובינסון. "זה היה המחשבון המדעי הראשון המוחזק לתפקוד מלא, שהחליף את כל הפונקציות הרגילות של הטבלאות ואת כלל השקופיות."

מכונת חישוב דיפרנציאלית של צ'ארלס באבג ' במלאת המאה לשנת הולדתו של צ'רלס באבג 'חשף מוזיאון המדע בלונדון את מנוע ההבדל שלו מס' 2, מכונת חישוב מתפקדת במלואה. (בטמן / קורביס)

אף על פי שניתן יהיה להתווכח על היוצר המדויק של המחשבון הראשון, Babbage נחשב לחלוצים שעיצבו מכונה שיכולה לחשב משוואות מהימנות. בניסיון לבנות את מנוע ההבדל שלו בשנות השלושים של המאה העשרים, הבטח Babbage מימון מהממשלה הבריטית והזמין את המהנדס ויוצר הכלים ג'וזף קלמנט לייצור 25, 000 החלקים. כאשר סיים קלמנס כמחצית החלקים, היו לו ובבאג 'מחלוקת בלתי ניתנת להתאמה והפרויקט הופסק.

אחרי עשור של עבודה, כל מה ש- Babbage היה צריך להראות למאמציו היה מכונת הפגנה קטנה, ששימשה להרשים את אורחי הטרקלין בסוכרי השבת שלו. גם צ'רלס דיקנס וגם צ'ארלס דארווין סובבו את ידית המכונה שנחשבה לפריצת דרך הנדסית לתקופתה. מכונה לעתים קרובות "השבר היפה", זהו אחד הממצאים המוערכים ביותר במוזיאון המדע של לונדון.

לאחר שאיבד את התומכים הכספיים עבור מכונת החישוב, Babbage עיצב ובנה חלקית מכשיר שאפתני, הוא היה מכנה "המנוע האנליטי". כשהוא מתמקד בזה במשך שנים רבות, הוא יישם רבים מאותם עקרונות ותכונות שנמצאו במחשבים של ימינו, כולל כרטיסי אגרוף ניתנים לתכנות ואיטרציה. בעיקר בגלל המנוע האנליטי שלו, Babbage נחשב ל"סבא של המחשב ".

"הוא היה הוגה דעות מודרני ביסודיות כיצד חשב על מחשוב, " אמר קצין הטכנולוגיה לשעבר של מיקרוסופט, נתן מיורוולד, בהרצאה במוזיאון להיסטוריה של מחשבים.

בעזרת מה שלמד בפיתוח המנוע האנליטי, Babbage שינה את העיצוב של מכונת חישוב ההבדלים שלו אך מת לפני שהספיק לבנות אותו. לקראת סוף המאה העשרים, כמה גיקים ממוחשבים התעמקו עם עיצוביו. דורון סווייד, אז אוצר המחשוב במוזיאון המדע בלונדון, החליט לבנות את מנוע ההבדל מספר 2 מבלי לדעת בוודאות אם הוא יעבוד. זה לקח 17 שנים, אבל כשסיים, זה עבד בדיוק כמו ש- Babbage אמר שזה היה עושה.

מנוע ההבדל היה כמעט מוכן לחגיגת יום ההולדת של באבג ', אך לפרויקט נגמר הכסף לפני שהושלם פונקציות הסדרה וההדפסה של המכונה. כאשר ביל גייטס של מיקרוסופט ראה את העבודה מתבצעת, הוא הציע שמרווולד, שהוא ממציא, ארכיאולוג ומשקיע, עשוי לממן את השלמתו. רק אם מוזיאון לונדון יסכים לבנות העתק עובד לאוסף הפרטי שלו, אמר מרווולד באיטום העסקה. לאחר שהמחשבון הקולוסלי עוזב את מוזיאון עמק הסיליקון, הוא נמשך לביתו של מירווולד בסיאטל, אולי מצטרף לשלד טירנוזאורוס רקס בסלון ביתו.

בתוך כך, המכונה מודגמת רביעי עד שישי בשעה 14 בצהריים ובסופי שבוע בשעה 13:00 אחר הצהריים. במהלך ביקור שנערך לאחרונה סובב מסמך את ארכובה של גלגל הרגל הרגליים והחזיר אותה לתוכה. כאשר ההילוכים והמצלמות לחצו לתנועה, הצופה אחד העיר כי התנועה נראית כמו הסליל הכפול של ה- DNA. הקהל נראה מהופנט מהדיוק האלגנטי של המחשבון. סוף סוף גאונותו של באבג קיבלה את תוקפה.

המחשב הראשון נחשב כהמצאה של מתמטיקאי מהמאה ה -19
אתחול העיצוב של חלוץ מחשבים בן 200 שנה