Биография Чарльза Бэббиджа
Бэббидж Чарльз оставил свой след к истории науки, как известный математик, а также изобретатель первой в мире вычислительной машины. Он числился членом Санкт-Петербургской академии наук, внес вклад в развитие теории функций, а также был одним из пионеров механизации экономических расчетов. В 1820 году им была сконструирована первая машина, которая могла вычислять зависимость функции от аргумента с учетом конкретного шага. В 1833 году благодаря его трудам был создан прототип современного компьютера.
Чарльз родился в конце 18-го века в богатой семье. Благодаря богатству отца он смог получить прекрасное образование в престижной школе-интернате. Далее он продолжил обучение в энфилдской академии, где проявил интерес к математике. Так же он занимался с двумя репетиторами из Кембриджа и Оксфорда. Таким образом, Чарльз Бэббидж смог получить знания, позволившие ему поступить в Тринити-колледж при Кембридже.
Бэббидж исследовал теории и труды лучших математиков того времени, что позволило ему быстро стать одним из лучших учеников Кембриджа, а затем разочароваться в нем. Чарльз считал, что английская математика сильно отстает от континентальной. Именно поэтому, Бэббидж решил создать общество, где можно было бы обсуждать и развивать идеи европейской математической школы. При «Аналитическом обществе» проводились научные дискуссии и обсуждения, а также стали публиковаться научные труды и переводы последних европейских научных работ.
«Аналитическое общество» повлияло на реформу преподавания математических наук сначала в Кембридже, а затем, и во всей Англии.
Долгое время он преподавал в различных учебных заведениях Англии, а затем, оставил свой преподавательский пост для того, чтобы разрабатывать вычислительные машины. Чарльз Бэббидж был членом Королевского научного общества в Лондоне, членом Эдинбургского общества, а также астрономического общества.
Последние годы своей жизни Бэббидж уделял вопросам философии и политэкономии. Мозг ученого был препарирован, и более трех десятков лет выставлялся в музее Глазго. Сама процедура препарации была задокументирована и опубликована.
Изобретение вычислительной машины
В годы жизни Бэббиджа при составлении математических таблиц совершалось большое число ошибок. Эта проблема заинтересовала Чарльза Бэббиджа. Он решил механизировать данный процесс, с целью минимизации ошибок. Эта идея посетила Бэббиджа еще в начале его карьеры, причем на решение повлиял ряд личных факторов, а именно:
- Нелюбовь Бэббиджа к неаккуратности и неточности.
- Увлеченность логарифмическими таблицами.
- Интерес к теоретическим выкладкам по созданию вычислительных машин.
Чарльз Бэббидж презентовал свою первую разностную машину в 1822 году. Такое название она получила вследствие использования метода, применяемого Чарльзом для расчета многочленов. Его изобретение было одобрено астрономическим обществом, поэтому было принято решение выделить ему субсидию на исследования и изобретение. Машина полностью собиралась вручную, большую часть деталей он изготавливал и конструировал сам. Помощником Бэббидж взял Джозефа Клемента, который следил за проектом строительства.
Чарльз Бэббидж совершил множество поездок на промышленные предприятия с целью расширения знаний о работе станков и промышленных машин. В 1832 году он опубликовал работу «Об экономике машин и производства».
Первая «разностная машина» была небольшой экспериментальной моделью, которая требовала доработки. Она могла обрабатывать лишь небольшие массивы данных.
Большая разностная и аналитическая машины Чарльза Бэббиджа
Целью Бэббиджа стало строительство большой разностной машины, которой он хотел заменить множество чиновников, обеспечивающих вычисления в области астрономии, навигации и математики. Он обосновывал данное решение следующими выгодами:
- Минимизация издержек на оплату труда.
- Ликвидация ошибок, вызванных участием человека.
Создание машины было приостановлено, так как требовало затрат больших, чем предложенный бюджет. Последующий период жизни Бэббиджа был связан с личной трагедией и потерей большей части семьи. Он начал болеть и отвлекся от научной деятельности, предпочтя путешествия.
Проектный план машины насчитывал более 25 тысяч деталей, а ее вес должен был составлять около 14 тонн.
Бэббидж сразу занимался множеством задач и не мог сосредоточиться на строительстве машины. Например, более года он исследовал вопросы безопасности на железной дороге, сконструировал и внедрил множество механизмов, одним из которых, стал спидометр. Машина так и не была построена, однако ее теоретическая разработка легла в основу трудов Шойца, воспользовавшегося наработками Чарльза Бэббиджа.
Следующим крупным проектом Бэббиджа стала аналитическая машина. Ученый взялся за реализацию ее проекта в 1834 году. Он посчитал, что справится с задачей быстрее и с меньшим бюджетом. Структура машины включала в себя следующие элементы:
- устройство ввода информации;
- устройство вывода информации;
- склад;
- фабрику;
- управляющий элемент.
Склад представлял собой современное хранилище данных, а фабрикой осуществлялись процессы вычислений. При этом фабрика сохраняла информацию об использованных параметрах. Так же существовал элемент машины, которому Бэббидж не дал названия. Он отвечал за регулирование принципов обработки данных. Так же проект машины предполагал наличие выводящего устройства, способного печатать перфокарты.
В современных компьютерах соблюдена так же система, предложенная в 19м веке. Единственное существенное отличие заключается в наличии программного обеспечения. Бэббиджу принадлежит теоретическая разработка проекта машины, но он так и не успел реализовать ее на практике. Его дело продолжил сын Генри Бэббидж. Самостоятельно Генри построил центральную часть машины, и лишь в 1906 году с помощью фирмы Монро аналитическая машина была сконструирована и введена в эксплуатацию. Она оказалась работоспособной.
