Charles Babbage, Mathematiker und Erfinder des weltweit ersten Computers: 224. Geburtstag

Charles Babbage 1860, vor

224 Jahren, am 26. Dezember 1791, in der Crosby Row 44, Walworth Road , wurde in London ein Junge namens Charles geboren. Insgesamt hatte die Familie des Bankiers Benjamin Babbage vier Kinder.

Charles war als Kind sehr krank, und im Alter von acht Jahren wurde er sogar in eine Schule auf dem Land geschickt, um nach einem schweren Fieber, das sein Leben fast unterbrach, wieder gesund zu werden. Und danach musste er aus gesundheitlichen Gründen oft zu Hause bei Privatlehrern lernen.

Während seines Studiums interessierte sich Charles ernsthaft für Mathematik. Als er die Holmwood Academy betrat, verbrachte er viel Zeit damit, Bücher über Mathematik in der örtlichen Bibliothek zu lesen. Auf seine Bitte hin stellten seine Eltern zusätzliche Lehrer für das Programm des Instituts ein, um ihm zu helfen, diese Wissenschaft zu Hause zu lernen. Einer der Lehrer hat Charles 'Ausbildung bis zu einem Grad verbessert, der für die Zulassung nach Cambridge geeignet ist.

Als Charles im Oktober 1810 nach Cambridge kam und dort ein wenig studierte, war er enttäuscht über das lokale Niveau des Mathematikunterrichts. Charles traf andere begabte Studenten - George Peacock (in Zukunft ein berühmter Mathematiker), John Herschel (in Zukunft ein Mathematiker, Astronom, Chemiker, Botaniker, Erfinder und experimenteller Fotograf) und andere.

Zusammen organisierten sie in den Mauern der Universität die sogenannten Eine „analytische Gesellschaft“, zu deren Verdiensten unter anderem die Propaganda der Leibniz-Symbolik für die Arbeit mit Differentialgleichungen gehört. Zuvor übersetzten sie gemeinsam das Lehrbuch „Die wissenschaftlichen Grundlagen der Integral- und Differentialrechnung“ des französischen Mathematikers Sylvester Lacroix. Ausgehend von einem Comic-Studentenprojekt war die „Analytische Gesellschaft“ bereits in den 1830er Jahren eine offizielle Abteilung der Universität geworden und existiert dort noch immer.

Nach Cambridge hielt Charles Vorträge und arbeitete mit Herschel an wissenschaftlichen Arbeiten zum Thema Elektrizität. Er schrieb Bücher und versuchte sich in der Politik zu engagieren. Sein 1832 veröffentlichtes Buch „The Economics of Mechanisms and Production“, das sich der Organisation der industriellen Produktion widmet und einen wesentlichen Einfluss auf mathematische Methoden der Operationsforschung hatte (Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Suche nach optimalen Lösungen auf der Grundlage mathematischer Modellierung, statistischer Modellierung und verschiedener heuristischer Ansätze). Insbesondere das Prinzip der Arbeitsteilung wurde in dem Buch aktiv gefördert, und es wurde nachgewiesen, dass diese Technik zu einer Steigerung der Produktionseffizienz führt. Jetzt wird dieses Prinzip in Großbritannien das "Babbage-Prinzip" genannt.

Darüber hinaus interessierte sich Babbage für das Ingenieurwesen, insbesondere für die Arbeit von Zügen. Er erfand das dreieckige Gerät „Schneesturm“ oder „Gleisreiniger“, das oft als „Schlachthaus“ bezeichnet wird (analog dazu können Sie sich an die „Kenguryatniks“ von SUVs erinnern) - es half, Eisenbahnschienen schnell von Fremdkörpern (und Kreaturen) zu befreien. Er besitzt auch die Entwicklung eines speziellen Dynamometerwagens, der verschiedene kritische Parameter der Bahnstrecke misst.

Er war an der Schaffung der astronomischen Gemeinschaft und an der Schaffung eines einzigen Standards für astronomische Berechnungen beteiligt. Es war die Arbeit zur Korrektur von Fehlern in den Zähltabellen, die Babbage zu der Idee führte, Routinearbeiten nach Berechnungen zu mechanisieren.

Zitat aus einer historischen Biographie:

1812 , . . . 3-4 , , , , 80- -, , . . , , .

Die Idee der Arbeitsteilung von Taschenrechnern gehörte Gaspard de Prony, der von 1790 bis 1800 das französische Volkszählungsamt leitete.

Im Jahr 1822 veröffentlichte Babbage einen Artikel, in dem eine Maschine beschrieben wurde, die menschliche Taschenrechner ersetzen kann, und ging bald zu ihrer praktischen Entwicklung über. Wie die Mathematik kannte Babbage die Methode, Funktionen durch Polynome zu approximieren und endliche Differenzen zu berechnen. Um diesen Prozess zu automatisieren, begann er, eine Maschine zu entwerfen, die als Differenz bezeichnet wurde. Diese Maschine musste in der Lage sein, die Werte von Polynomen bis zum sechsten Grad mit einer Genauigkeit des 18. Zeichens zu berechnen.

Im folgenden Jahr stellte ihm die britische Regierung auf Empfehlung der Royal Society Subventionen in Höhe von 1.500 GBP zur Verfügung, um eine Differenzmaschine zu schaffen.

Leider war der Erfinder während seines Lebens nicht in der Lage, eine voll funktionsfähige Version der von ihm konzipierten Maschine zu bauen. Anstelle von drei Jahren verbrachte er mehr als neun Jahre damit, das Budget für seine Schaffung wuchs um das Zehnfache, aber er konnte nicht alle Schwierigkeiten vorhersehen, die mit der Umsetzung seiner Idee verbunden waren.

Nachdem sich die Regierung geweigert hatte, zusätzliche Mittel zur Finanzierung eines gescheiterten Projekts bereitzustellen, wandte sich Babbage einer allgemeineren Version eines mechanischen Computers zu, einer „Analysemaschine“, die er „Differenzmaschine Nr. 2“ nannte.

Nach seinem Tod in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts gelang es anderen Erfindern nach seinen Zeichnungen, funktionierende Versionen von Differenzmaschinen zu bauen, von denen eine sogar für den vorgesehenen Zweck verwendet wurde, um logarithmische Tabellen zu berechnen und zu veröffentlichen.


Eine der Differenzmaschinen, die von einem anderen Erfinder nach Babbages Zeichnungen gebaut wurde.

Zwischen 1989 und 1991, anlässlich des zweihundertjährigen Bestehens von Charles Babbage, wurde eine Arbeitskopie der Differenzmaschine Nr. 2 auf der Grundlage seiner Originalarbeiten im Londoner Museum of Science zusammengestellt. Im Jahr 2000 verdiente er Geld im selben Museum ein Drucker, den Babbage auch für sein Auto erfunden hat. Nachdem die kleinen Konstruktionsungenauigkeiten in den alten Zeichnungen beseitigt waren, funktionierten beide Konstruktionen einwandfrei.


Die Differenzmaschine, die in unserer Zeit nach den Zeichnungen des Erfinders gebaut wurde, befindet sich im London Museum

Die vom Erfinder erfundene Analysemaschine ist ein direkter Prototyp eines modernen digitalen Computers. Babbage verband das Rechengerät (als "Mühle" bezeichnet), die in ein einziges Ganzes integrierten Speicherregister (das "Lager") und das mit Lochkarten dreier Typen implementierte Eingabe-Ausgabe-Gerät in einem einzigen logischen Schema. Lochkartenoperationen schalteten die Maschine zwischen den Modi Addition, Subtraktion, Division und Multiplikation um. Lochkarten mit Variablen steuerten die Übertragung von Daten vom Speicher zu einem Rechengerät und umgekehrt. Numerische Lochkarten können sowohl zur Eingabe von Daten in die Maschine als auch zum Speichern der Berechnungsergebnisse verwendet werden, wenn nicht genügend Speicher vorhanden ist.

Eine weitere moderne Kopie der Maschine befindet sich im Museum für Computergeschichte in Mountain View in Kalifornien:



Während der Arbeit an einer Analysemaschine korrespondierte Babbage mit der britischen Mathematikerin Ada Lovelace . Sie trafen Babbage, als sie erst 17 Jahre alt war. Anschließend gab sie ihm nicht nur Ideen zum Design der Maschine, sondern entwickelte auch einen Algorithmus für ihre Arbeit zur Berechnung der Bernoulli-Zahlen . In dieser Hinsicht wird sie oft als die erste Programmiererin in der Geschichte bezeichnet.

Im Jahr 2011 entwickelten die Fans von British Babbage einen Plan, um die Analytical Engine vollständig so zu bauen, wie es der Autor beabsichtigt hatte. Die Initiative wurde "Plan 28" genannt. Bisher konnten sie nicht mehrere Millionen Pfund finden, um ihr Projekt zu finanzieren, aber sie hoffen, es mindestens 2021, zum 150. Todestag des Erfinders, fertig zu stellen. In moderne Einheiten übersetzt, verfügt eine solche Maschine über 675 Byte Speicher und arbeitet mit einer Frequenz von 7 Hz.

Seit mehr als 40 Jahren lebt und arbeitet Babbage in der Dorset Street Nr. 1 in Marylebone North Westminster. Er starb dort im Alter von 79 Jahren am 18. Oktober 1871. Jetzt finden Sie unter dieser Adresse eine runde Gedenktafel mit seinem Namen.

Source: https://habr.com/ru/post/de388517/