створенняперших атомних бомб.
Розподіл обчислювального праціу де Проні наводить Беббіджа на думка про заміну людини-обчислювача (який неминуче помиляється) машиною - якої, як вважав Беббідж, помилки невідомі.
Британськийвчений з головою кидається в нову для нього іпостась математичної науки. В1819 Беббідж описав машину, здатну розраховувати і друкувати великіматематичні таблиці, і сконструював машину для табулювання, що складаласяз валиків і шестерень, що обертаються за допомогою важеля. Машина могла вироблятидеякі математичні обчислення з точністю до восьмого знака післякоми. На ній Беббідж, зокрема, Розрахував таблицю квадратів. Післязакінчення цієї машини Беббідж був повний творчого ентузіазму, вважаючи, щоосновні труднощі вже пройдені. Подальші плани винахідника були вельмиоптимістичні.
У 1822 р. Беббідж звернувся до президента Королівського товариства Деві з листом, в якому пропонувавпобудувати різницеву машину значно більших розмірів, ніж попередня, длярозрахунку, в першу чергу, астрономічних і навігаційних таблиць Роботу над спорудою різницевої машини ЧарльзБеббідж почав в 1823 році, відразу після того, як отримав урядовустипендію для продовження робіт над створенням обчислювальних машин. Різницевамашина повинна була робити обчислення з точністю до двадцятого знака післякоми. Споруда механізму відняла у Беббіджа десять років, її конструкціяставала все більш складною, громіздкою і дорогою. Саме через фінансовунеспроможності проекту роботу над створенням різницевої машини довелося припинити,так і не досягнувши відчутного результату. Правда, різницева машина все-такибуде побудована, але лише через без малого 200 років (див. введення) ...
Цінністьрізницевої машини Чарльза Беббіджа в тому, що він вперше запропонував машину,яка на відміну від усіх попередніх могла не тільки проводити один раззадану дію, але й здійснювати цілу програму обчислень. Поряд з табулювання поліномів пометодом кінцевих різниць на машині можна було розраховувати значення функцій,не мають постійних різниць, за допомогою майстерно підібраних емпіричнихформул.
Сам Беббідж доситьясно представляв призначення своєї машини. Він пропагував використанняматематичних методів в різних галузях науки і пророкував при цьомушироке застосування обчислювальних машин
4.Аналітична машина Беббіджа
Намомент припинення робіт над створенням різницевої машини діяльний мозокБеббіджа був зайнятий вирішенням вже інший, більш важкої задачі. Беббідж побажавстворити новий прилад - Аналітичну машину (Analytical Engine). Її головнимвідмінністю від різницевої машини повинно було стати та обставина, що вона булапрограмованої і могла виконувати будь задані їй обчислення.
Відарифмометра нова машина відрізнялася наявністю регістрів. У них зберігавсяпроміжний результат обчислення, і з їхньою ж допомогою виконувалися дії,наказані програмою. Обчислювальні можливості, що відкрилися післявинаходи регістрів, вразили самого Беббіджа. На цей рахунок зберегласянаступна репліка винахідника: В«Шість місяців я складав проект машини, більшдосконалою, ніж перша. Я сам абсолютно вражений тією обчислювальною потужністю,якої вона буде володіти. Ще рік тому я не зміг би в таке повірити! В»
АрхітектураАналітичної машини Чарльза Беббіджа вже практично відповідає сучаснимЕОМ. У ній присутні всі три класичних складових комп'ютера:
-control barrel - керуючийбарабан (управляючий пристрій - УУ),-store - сховище(Тепер ми називаємо це пам'яттю - ЗУ)-mill - млин(Арифметичний пристрій - АУ).
Реєстрова пам'ять машини Беббіджа булаздатна зберігати як мінімум сто десятковихчисел по 40 знаків, теоретично ж моглабути розширена до тисячі 50-розрядних(Для порівняння зазначимо, щозапам'ятовуючий пристрій однією зперших ЕОМ В«ЕНІАКВ» у 1945 р. зберігало всього 20 десятирозрядних чисел). Арифметичне пристрій мав, як ми б зараз сказали, апаратну підтримку всіх чотирьох дій арифметики. Машина виробляла додавання за 3 секунди, множення і ділення - за 2 хвилини. Ця В«млинВ» складалася з трьох основних регістрів: два дляоперандів, а третій для результатів дій, що відносяться до множення. Малисятакож таблиця для зберіганняпроміжних результатів і лічильникчисла ітерацій. Основна програма заносилася на барабан (Керуючий пристрій), на додаток до неї могли використовуватися перфокарти, запропоновані Жозеф Марі Жаккар ще в 1801 р. для швидкого переходу з візерунка на візерунок у ткацькихверстатах.
Великудопомога в розробці машини Беббіджу надала Ада Лавлейс (уроджена Байрон).Лавлейс була дочкою знаменитого англійського поета лорда Байрона, але так йогоніколи й не побачила, так як незадовго до її народження він поїхав до Греції, де ізагинув у складі загону повстанців. Лавлейс бувала в гостях у Беббіджа зі своєюподругою Мері Соммервіллем. Беббідж завжди ставився до них привітно й подовгупояснював призначення всіх пристроїв машини. А незабаром він виявив неабиякіматематичні здібності Ади Лавлейс. Саме вона згодом створить першийв світі теоретичні основи програмування, напише перший підручник по програмуванню,і ввійде в історію як В«перша программісткаВ».
СамеЛавлейс належить ідея використання для подачі на вхід машини двох потоківперфокарт, які були названі операційними картами і картами змінних:Першим керуючим процесом обробки даних, які були записані на других.
Інформаціязаносиласяна перфокарти шляхом пробивки отворів. З операційних картможна було скластибібліотеку функцій. Крім цього, Analytical Engine, за задумомавтора, повинна була містити пристрій друку і пристрій виводурезультатів на перфокарти для подальшого використання. Так що Беббідж ставпіонером ідеї введення-виведення.
Беббідж пропонував такожстворити механізм для перфорування цифрових результатів на бланку абометалевих пластинках. Для зберігання інформації в пам'яті учений збиравсявикористовувати не тільки перфокарти, але і металеві диски, які будутьповертатися на осі. Металеві пластинки і металеві диски можутьтепер розглядатися нами як далекі прототипи магнітних карт і магнітнихдисків.
Тільки в одному відношенніаналітична машина не була автоматичною. Функції, записані таблично,повинні були бути заздалегідь відперфорованих. Передбачаючи майбутнє обчислювальнихмашин, Беббідж писав: В«Здається найбільш імовірним, що вона розраховує набагатошвидше за відповідними формулами, ніж користуючись своїми ж власнимитаблицями В». І дійсно, в сучасних обчислювальних машинах існуєвелика бібліотека стандартних підпрограм, за допомогою якої розраховуютьсяфункції різного ступеня складності. Цікаво, що термін В«бібліотекаВ» дляданого застосування також був вперше використаний Чарльзом Беббіджем!
5.Причини невдач Беббіджа
Івсе ж, незважаючи на цілий ряд блискучих здогадок і новаторських винаходів,випередили свій час на ціле століття, Чарльзу Беббіджу так і не вдалосязакінчити Аналітичну машину. Основною причиною невдачі є головнегідність машини: Беббідж дійсно занадто перевершив свого часу (невипадково в кінці життя він скаже: В«я готовий віддати останні роки свого життя зате, щоб прожити три дні через 150 років, і щоб мені докладно пояснили принципроботи майбутніх машин В»). Як бачимо, Беббідж вже не сумнівався в майбутньому розвиткуобчислювальної техніки. Справа в тому, що одна з двох головних причиннезакінченості роботи - неможливість в той час обробляти метал з високоюступенем точності (в той час як для реалізації проекту Аналітичної машинитільки зубчастих коліс треба було б кілька тисяч!) І в наші днітехнологиб сильно задумалися над можливістю побудови подібної машини, а в ті часисамому Беббіджу нерідко доводилося винаходити технології виробництва деталей, відволікаючисьвід загального напрямупроекту.
Другийпроблемою була фінансова. Якщо спочатку різні наукові товариства зентузіазмом підтримували Беббіджа, то зовсім скоро вони охололи до затратномупроекту з розмитими цілями. У 1851 році Беббідж з гіркотою заявляв, що всі,пов'язане з машиною, він зробив за власні ...
