18.10.2011

Чарльз Бэббидж - отец компьютера XIX в.

После недавней безвременной кончины Стива Джобса трудно поверить, что 140 лет назад ушел из жизни изобретатель первой "умной машины". Именно аналитическая вычислительная машина, как назвал свое детище английский математик Чарльз Бэббидж, послужила прообразом современного компьютера, которому не требовалось ни дисплея, ни жесткого диска, ни мышки.

Родившийся на Рождество 1791 года будущий изобретатель компьютера Чарльз Бэббидж (Charles Babbage) был очень разносторонним человеком: не только математиком, философом, изобретателем, но и политическим экономистом. Будущий член Лондонского королевского общества по развитию знаний о природе (таково полное название этого уважаемого общества) и иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге был отпрыском двух старейших семейств из Девоншира. В 1810 году он поступил в Тринити-Колледж Кембриджского университета. С наибольшим упором Бэббидж налегал на изучение математики и химии.

В 1812 году он вместе с астрономом Джоном Гершелем основал аналитическое общество Analytical Society, целью которого являлось преобразование британской математики и распространение прогрессивных методов, заимствованных с европейского континента (например, дифференциального исчисления Лейбница). В 1816 году Бэббит и Гершель опубликовали свой перевод "Трактата по дифференциальному и интегральному исчислению" французского математика Лакруа.

В 1814 году Бэббидж закончил Питерхаус-Колледж в Кембридже, а 2 июля того же года сочетался браком с Джорджианой Уитмор (Georgiana Whitmore). Некоторые странности в характере Бэббиджа заставляют предположить, что он был настоящим гением науки, некоторыми чертами смахивающим на недотепу Паганеля у Жюля Верна или целой плеяды ученых с "очками-велосипедами", демонстрировавшихся на советских экранах в 30-е годы прошлого века. В частности, когда Бэббидж прочитал строки из поэмы Альфреда Теннисона:

"Каждую минуту умирает человек

Но каждую минуту человек рождается",

то, как и всякий правоверный математик, написал нижеследующее: "Хорошо известно, что указанная сумма (населения в мире) неуклонно растет. Поэтому у меня хватает смелости предположить, что в следующем издании Ваш великолепный текст будет скорректирован следующим образом:

"Каждую минуту умирает человек

Но 1,16 людей рождаются".

Пусть и без лирики — зато правда! И далее Бэббидж выказал или своеобразное чувство юмора, или свое понимание поэтического творчества. Он написал: "Я могу дать вам более точную цифру — 1,167, но это, конечно, нарушит ритм стиха…"

Машина, представлявшая собой предтечу IBM, так и осталась лишь замыслом. Зато каким! Ведь Бэббидж изобрел все основные детали современного компьютера: память для хранения чисел, математический аппарат, механизм контроля последовательности операций, оборудование ввода и вывода данных. А до него вроде никто даже не пытался создать универсальный калькулятор. Даже "арифмометр" Блеза Паскаля был, по сути, не более чем сложным сумматором.

На создание подобной машины его натолкнуло изучение логарифмических таблиц, припересчете которых были выявлены многочисленные ошибки в вычислениях, обусловленные человеческим фактором. Вот как вспоминал об этом сам Бэббидж: "Однажды вечером я сидел в зале Аналитического общества в Кембридже, — вспоминал позднее Чарльз Бэббидж, — моя голова, занятая чем-то вроде сна наяву, опиралась о столешницу, а передо мной лежала раскрытая таблица логарифмов. Зашедший в залу другой член общества, увидел меня в полудреме, и закричал: "Скажи, Бэббидж, о чем ты мечтаешь?", на что я отвечал: "Я думаю о том, что все эти таблицы (при этом я указал на логарифмы) могла посчитать и машина".

Безусловно, как у любой даже самой революционной идеи, у Бэббиджа не могло не быть предшественников. Огромное влияние на Бэббиджа оказали труды французского математика и инженера-гидравлика барона де Прони, который предложил идею разделения труда при вычислении больших таблиц (логарифмических, тригонометрических и других).

Близким другом, помощником и первым программистом на белом свете стала дочь лорда Байрона — леди Ада Лавлейс (Augusta Ada King Byron, Countess of Lovelace). Ада составила несколько программ для компьютера XIX века и теоретически описала основные принципы программирования, словно бы предчувствуя появление software. В ее честь компьютерный язык назвали — Ада.

Бэббидж проявлял недюжинные усилия и изобретательность, чтобы раздобыть деньги на строительство своей Analytical Engine - "аналитической машины". В отчаянии он даже решил написать роман в трех томах, в надежде заработать 500 фунтов, но вовремя отказался от этой глупой затеи.

Только после смерти его сына Генри Бэббиджа, по чертежам Чарльза Бэббиджа построили центральный узел "аналитической машины" — арифметическое устройство, которое рассчитывает произведение числа пи с натуральными числами от 1 до 32 с точностью до 29 символов. Кстати, у нее имелся и своеобразный "принтер" — приспособление, с помощью которого можно было распечатать результаты расчетов.

Аналитическая машина Бэббиджа помогала математикам инженерам до того, как в 1944 году была построена машина МАРК-I, которую назвали "осуществленной мечтой Бэббиджа". Следует заметить, что архитектура МАРК-I очень схожа с таковой машины Бэббиджа. И это не спроста — ее создатель Говард Айкен перед тем, как браться за работу, скрупулезно изучал публикации Бэббиджа и Ады Лавлейс. Интересно, что, с точки зрения "идеологии", его машина незначительно ушла вперед по сравнению с тем аппаратом, что планировал построить Бэббидж, хотя производительность МАРК-I оказалась всего в десять раз выше, чем расчетная скорость работы аналитической машины.

После появления такого "скоростного потомка" машины Беббиджа переместились из кабинетов математиков в музеи, посвященные естественным наукам. Самая первая из них сейчас обитает в Лондонском научном музее, и всякий пришедший туда посетитель может увидеть аппарат, с которого началась компьютерная эпоха…

Игорь Буккер

Источники:

1. ПРАВДА.Ру