第一台电脑

的差分机

查尔斯巴贝奇是一位英国数学家和发明家,他发明了广告,改革英国吗邮政系统,是一个领域的先驱运筹学和精算科学。巴贝奇第一个提出,过去的天气可以阅读从树的年轮。他也有一个终身迷恋钥匙,密码,机械玩具。

的创始成员皇家天文学会,巴贝奇看到一个明确的需要设计和建造一个机械装置,可以自动长,冗长乏味的天文计算。他在1822年开始写一封信汉弗莱·戴维爵士的主席英国皇家学会关于数学tables-specifically自动化建设的可能性,对数表用于导航。然后,他写了一篇论文。”计算理论原则的机械表,”他后来读给社会。(它在1823年赢得了英国皇家学会的第一枚金牌)。表在使用通常包含错误,这可能是一个生死攸关的水手在海上,巴贝奇认为,通过自动化生产的表,他可以保证其准确性。社会中获得了支持他的差分机,他称之为,巴贝奇下转向英国政府基金的发展,获得一个世界上第一个政府拨款的研究和技术开发。

巴贝奇接洽项目非常重视:他雇用了一个主机械师,设置一个防火车间,并建造一个防尘环境用于测试的设备。直到然后计算很少进行超过6位数;巴贝奇计划产生20 -或30-digit结果经常。数码设备发动机的区别:它的离散数字而不是光滑的数量,和数字十进制(0 - 9),由头寸齿轮,而不是莱布尼茨的二进制数字支持(但未使用)。当一个齿的轮子从9到0,它导致第二轮推进一个位置,携带数字就像莱布尼茨的一步计算者计算器操作。

引擎的区别不仅仅是一个简单的计算器,然而。机械化不仅仅是一个计算但一系列计算的变量来解决一个复杂问题。它远远超出计算器在其他方面。现代计算机、差分机存储,数据可以暂时之后举行的地方,并设计邮票其输出到软金属,以后可以用来产生一个印刷板。

然而,只有一个操作执行的差分机。操作员将设置所有的数据与原始数据寄存器,然后单操作将不断应用于所有的寄存器,最终产生一个解决方案。不过,在复杂性和无畏的设计,它使任何然后计算装置存在的。

完整的发动机,设计成房间,没有成功,至少不是由巴贝奇。尽管他偶尔收到几个政府grants-governments改变,资金常常跑了出来,和他个人承担部分金融costs-he正处于或接近公差的施工方法,他遇到了许多施工困难。所有设计和施工停止在1833年,当时约瑟夫·克莱门特实际上,机械师负责建设机拒绝继续,除非他是预付。(完成部分的差分机永久展出科学博物馆在伦敦)。

的分析机

差分机工作时,巴贝奇开始想象如何改进它。主要是他想概括其操作,以便它可以执行其他类型的计算。资金已经用完的时候在1833年,他曾设想一些更为革命:一个通用的计算机称为分析引擎。

分析引擎是一个通用的、完全程控自动机械数字计算机。它能够执行任何计算。巴贝奇之前没有证据表明有人曾设想这样的装置,更不用说试图构建一个。机器设计由四个部分组成:工厂,商店,读者,和打印机。这些组件今天每台计算机的基本组件。轧机是计算单位,类似的到中央处理单元在现代计算机(CPU);前举行了存储是数据处理,完全类似于当今的计算机内存和存储;读者和打印机输入和输出设备。

与发动机的区别,这个项目是比在那以前建立的复杂得多。这家商店是大到足以容纳1000 50-digit数字;这是比任何计算机的存储容量是1960年之前建成的。这台机器是蒸汽,由一个服务员。印刷能力也是雄心勃勃,因为它已经差分机:巴贝奇想尽可能自动化的过程,直到生产的数字印刷表。

读者是另一个新特性的分析引擎。数据(数字)被输入穿孔卡片使用card-reading提花织机的技术。指令也在卡片上输入,另一个想法直接取自提花。指令的使用信用卡会让它可编程设备,远比任何机器然后存在更灵活。另一个元素的可编程性是在其他比执行指令的能力顺序秩序。它是一种有条件的决策能力控制转移,也被称为条件分支,它会跳转到一个不同的指令根据一些数据的价值。这个非常强大的特性是失踪的许多20世纪早期的计算机。

大多数定义,分析引擎是一个真正的计算机理解今天或者是没有巴贝奇再次遇到实现问题。实际建造他的雄心勃勃的设计被认为不可行的鉴于目前的技术,和巴贝奇的失败产生承诺的数学表和他差分机进一步抑制了对政府资助。事实上,英国政府很明显,巴贝奇更感兴趣创新比在构建表。

尽管如此,巴贝奇的分析机是新日光之下。最革命的特性是能够改变其操作通过改变穿孔卡片的说明。直到这个突破,所有机械设备的计算只是计算器,或者像差分机,荣耀计算器。分析引擎,虽然没有完成,是第一个机器,理应被称为电脑。

Lovelace女士,第一个程序员

计算器和计算机之间的区别,虽然清楚巴贝奇不明显的大多数人在19世纪早期,甚至智力冒险性的游客在巴贝奇的soirees-with除了一个年轻姑娘不寻常的出身和教育。

奥古斯塔艾达王,浪子的伯爵夫人,是诗人的女儿拜伦勋爵和数学上倾向于安妮Millbanke。她的导师之一奥古斯都•德•摩根,一位著名的数学家和逻辑学家。因为拜伦卷入了一场臭名昭著的丑闻在她出生的时候,艾达的母亲鼓励她数学和科学利益,希望抑制任何倾向野性她可能从她的父亲那里继承来的。

为此,Lovelace女士参加了巴贝奇的晚会和迷上他的差分机。她还和他联系,问尖锐的问题。这是他计划分析引擎,真正解雇了她的想象力,然而。1843年,27岁的她已经理解它充分发表的论文解释设备和绘画之间的区别这一新的和现有的计算器。分析引擎,她认为,超出了范围算术。因为它的通用符号而不是数字,它建立了“一个链接…操作之间的物质和抽象的心理过程的最抽象的数学科学的分支。“这是一个物理设备,操作的抽象思维的能力。

Lovelace女士正确地报道,这不仅是没有人了,甚至是没有人之前构思。她后来成为世界上唯一的专家排序的过程分析引擎使用穿孔卡片上的说明;她成为世界上第一个计算机程序员。

分析引擎的一个特性是数据和指令的能力暂时的存储和归还其工厂在适当的时候进行处理。这是通过指令和数据的正确排序的读者,和重新排序的能力指令和数据给机器的灵活性和力量,很难把握。一个世纪之后的第一电子数字计算机缺乏这种能力。是了不起的一位年轻的学者意识到它的重要性,1840年,这将是100年之后才会理解又这么好。在其间的世纪,注意力将转向计算器和其他商业机器。