Charles Babbage, mathématicien et inventeur du premier ordinateur au monde: 224e anniversaire

Charles Babbage en 1860,

il y a 224 ans, le 26 décembre 1791, au 44 Crosby Row, Walworth Road , un garçon est né à Londres qui s'appelait Charles. Au total, la famille du banquier Benjamin Babbage a eu quatre enfants.

Enfant, Charles était très malade et, à l'âge de huit ans, il a même été envoyé étudier dans une école à la campagne pour retrouver la santé après une fièvre sévère qui avait presque interrompu sa vie. Et après cela, pour des raisons de santé, il devait souvent étudier à la maison avec des professeurs privés.

Au cours de ses études, Charles s'intéresse sérieusement aux mathématiques. Entré à la Holmwood Academy, il a passé beaucoup de temps à lire des livres sur les mathématiques dans la bibliothèque locale, et à sa demande, ses parents ont embauché des enseignants supplémentaires au programme de l'institut pour l'aider à apprendre cette science à la maison. L'un des professeurs a élevé l'éducation de Charles à un degré approprié pour l'admission à Cambridge.

Entré à Cambridge en octobre 1810 et y ayant étudié un peu, Charles fut déçu du niveau local d'enseignement des mathématiques. Charles a rencontré d'autres étudiants doués - George Peacock (à l'avenir - un célèbre mathématicien), John Herschel (à l'avenir - un mathématicien, astronome, chimiste, botaniste, inventeur et photographe expérimental), et d'autres.

Ensemble, ils ont organisé dans les murs de l'université la soi-disant Une «société analytique», dont les mérites incluent, entre autres, la propagande du symbolisme de Leibniz pour travailler avec des équations différentielles. Avant cela, ils ont traduit conjointement le manuel «Les fondements scientifiques du calcul intégral et différentiel» du mathématicien français Sylvester Lacroix. Commençant sous la forme d'un projet étudiant comique, dans les années 1830, la «Société analytique» était déjà devenue une division officielle de l'université et existe toujours là-bas.

Après Cambridge, Charles a donné des conférences, travaillé avec Herschel dans des travaux scientifiques liés à l'électricité. Il a écrit des livres et tenté de s'engager dans la politique. Son livre «L'économie des mécanismes et de la production», consacré à l'organisation de la production industrielle et publié en 1832, a eu une influence fondamentale sur les méthodes mathématiques de recherche opérationnelle (développement et application de méthodes pour trouver des solutions optimales basées sur la modélisation mathématique, la modélisation statistique et diverses approches heuristiques). En particulier, le principe de la division du travail a été activement promu dans le livre, et il a été prouvé que cette technique conduit à une augmentation de l'efficacité de la production. Maintenant, ce principe en Grande-Bretagne est appelé le «principe de Babbage».

De plus, Babbage s'intéressait à l'ingénierie, en particulier au travail des trains. Il a inventé le dispositif triangulaire «tempête de neige» ou «nettoyeur de voie», qui est souvent appelé «abattoir» (par analogie avec cela, vous pouvez vous rappeler les «kenguryatniks» des VUS) - il a aidé à dégager rapidement les voies ferrées des objets (et créatures) étrangers. Il est également propriétaire du développement d'un wagon dynamométrique spécial qui mesure divers paramètres critiques de la voie ferrée.

Il a participé à la création de la communauté astronomique et à la création d'un standard unique pour les calculs astronomiques. C'est le travail de correction des erreurs dans les tables de comptage qui a conduit Babbage à l'idée de mécaniser le travail de routine selon les calculs.

Citation d'une biographie historique:

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

L'idée de la division du travail des calculatrices appartenait à Gaspard de Prony, qui dirigea le Bureau du recensement français de 1790 à 1800.

En 1822, Babbage a publié un article décrivant une machine capable de remplacer les calculatrices humaines et a rapidement procédé à sa création pratique. Comme les mathématiques, Babbage connaissait la méthode d'approximation des fonctions par polynômes et de calcul des différences finies. Afin d'automatiser ce processus, il a commencé à concevoir une machine, qui s'appelait - différence. Cette machine devait pouvoir calculer les valeurs des polynômes au sixième degré avec une précision du 18ème caractère.

L'année suivante, sur recommandation de la Royal Society, le gouvernement britannique lui alloue 1 500 £ de subventions pour créer une machine à différence.

Malheureusement, l'inventeur n'a pas été en mesure de construire au cours de sa vie une version entièrement fonctionnelle de la machine qu'il a conçue. Au lieu de trois ans, il y a passé plus de 9 ans, le budget pour sa création a augmenté 10 fois, mais il ne pouvait pas prévoir toutes les difficultés liées à la mise en œuvre de son idée.

Après que le gouvernement ait refusé de fournir des fonds supplémentaires pour financer un projet qui a échoué, Babbage s'est tourné vers une version plus générale d'un ordinateur mécanique, une "machine analytique", qu'il a appelée "Machine à différence n ° 2".

Après sa mort dans la seconde moitié du XIXe siècle, d'autres inventeurs, selon ses dessins, ont réussi à construire des versions de travail de machines différentes, dont l'une a même été utilisée pour l'usage auquel elle était destinée, pour calculer et publier des tableaux logarithmiques.


L'une des machines à différences, construite par un autre inventeur d'après les dessins de Babbage.

Entre 1989 et 1991, jusqu'au bicentenaire de Charles Babbage, une copie de travail de la machine à différences n ° 2 a été assemblée sur la base de son travail original au London Museum of Science. En 2000, il gagnait de l'argent dans le même musée une imprimante également inventée par Babbage pour sa voiture. Après avoir éliminé les petites inexactitudes de conception trouvées dans les anciens dessins, les deux conceptions ont fonctionné parfaitement.


La machine à différence construite à notre époque selon les dessins de l'inventeur, située au London Museum

La machine analytique inventée par l'inventeur est un prototype direct d'un ordinateur numérique moderne. Babbage a lié le dispositif arithmétique (appelé le «moulin»), les registres de mémoire intégrés dans un seul ensemble (l '«entrepôt») et le dispositif d'entrée-sortie mis en œuvre à l'aide de cartes perforées de trois types dans un seul schéma logique. Les opérations de cartes perforées ont fait basculer la machine entre les modes d'addition, de soustraction, de division et de multiplication. Des cartes perforées de variables contrôlaient le transfert des données de la mémoire vers un dispositif arithmétique et vice versa. Les cartes perforées numériques peuvent être utilisées à la fois pour entrer des données dans la machine et pour enregistrer les résultats des calculs s'il n'y a pas assez de mémoire.

Une autre copie moderne de la machine se trouve au Museum of Computer History de Mountain View en Californie:



Tout en travaillant sur une machine analytique, Babbage a correspondu avec le mathématicien britannique Ada Lovelace . Ils ont rencontré Babbage alors qu'elle n'avait que 17 ans. Par la suite, elle lui a non seulement donné des idées sur la conception de la machine, mais a également développé un algorithme pour son travail de calcul des nombres de Bernoulli . À cet égard, elle est souvent appelée la première programmeuse de l'histoire.

En 2011, les fans de British Babbage ont conçu un plan pour construire le moteur analytique de la manière dont l'auteur le souhaitait. L'initiative s'appelait "Plan 28". Jusqu'à présent, ils n'ont pas pu trouver plusieurs millions de livres pour financer leur projet, mais ils espèrent l'achever au moins en 2021, à l'occasion du 150e anniversaire de la mort de l'inventeur. Traduit en unités modernes, une telle machine aura 675 octets de mémoire et fonctionnera à une fréquence de 7 Hz.

Depuis plus de 40 ans, Babbage vit et travaille au n ° 1 de la rue Dorset à Marylebone North Westminster. Il y décède, à l'âge de 79 ans, le 18 octobre 1871. Maintenant, à cette adresse, vous pouvez trouver une tablette commémorative ronde avec son nom.

Source: https://habr.com/ru/post/fr388517/