最初のコンピューター

チャールズ・バベッジの分析エンジン

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現代のコンピューターは、第二次世界大戦後の課題に直面する緊急の必要性から生まれました。 ナチズム イノベーションを通じて。しかし、現在私たちが理解しているコンピューターの最初の反復は、1830 年代にチャールズ バベッジという発明者が分析エンジンと呼ばれる装置を設計したときよりもずっと前に行われました。

チャールズ・バベッジとは？

1791年、英国の銀行家とその妻に生まれ、 チャールズ・バベッジ (1791–1871) は幼い頃から数学に魅了され、独学で代数を学び、大陸の数学について広く読んでいました。 1811 年に彼が勉強するためにケンブリッジに行ったとき、彼は彼の家庭教師が新しい数学的状況に欠けていること、そして実際、彼は彼らよりも多くのことをすでに知っていることを発見しました.その結果、彼は独力で出発し、1812 年に分析協会を設立しました。これは英国の数学の分野を変革するのに役立ちました。彼は 1816 年に王立協会の会員になり、他のいくつかの協会の共同設立者でもありました。ある段階では、彼はケンブリッジで数学のルカシアン教授を務めていましたが、彼は自分のエンジンに取り組むためにこれを辞任しました。発明家である彼は、英国の技術の最前線に立ち、英国の近代的な郵便サービス、列車用のカウキャッチャー、およびその他のツールの作成に貢献しました。

差分エンジン

Babbage は、英国王立天文学会の創設メンバーであり、すぐにこの分野で革新の機会を見出しました。天文学者は、計算が長く、難しく、時間のかかる計算をしなければならなかったため、エラーが発生する可能性がありました。これらのテーブルがナビゲーションの対数など、リスクの高い状況で使用されていた場合、エラーは致命的であることが判明する可能性がありました。それに応じて、バベッジは、完璧なテーブルを作成する自動装置を作成することを望んでいました. 1822年、彼は協会の会長サーに手紙を書きました。 ハンフリー・デービー (1778–1829)、この希望を表現するために。彼はこれに続いて、1823 年に最初の協会の金メダルを獲得した「テーブルを計算するための機械の理論的原理」に関する論文を発表しました。

Babbage が英国政府に資金提供を求めたとき、政府は技術に対する世界初の政府助成金の 1 つを彼に与えました。バベッジはこのお金を使って、部品を作るために見つけることができる最高の機械工の 1 人、ジョセフ クレメント (1779–1844) を雇いました。そして、多くの部品があり、25,000 個が計画されていました。

1830 年、バベッジは移転することを決定し、自分の敷地内にほこりのない場所に火事に強い工房を作りました。建設は 1833 年に中止され、これはクレメントが前払いなしで続行することを拒否したためです。しかし、バベッジは政治家ではありませんでした。彼は歴代の政府との関係を円滑にする能力に欠けており、代わりに、せっかちな態度で人々を疎外していました。この時までに政府は £17,500 を費やしており、それ以上の支出はなく、バベッジは計算単位の 7 分の 1 しか完了していませんでした。しかし、この縮小したほとんど絶望的な状態でさえ、機械は世界の技術の最先端にいました.

差分エンジン #2

バベッジはすぐにあきらめるつもりはありませんでした。計算が通常 6 桁以下で行われる世界で、バベッジは 20 桁以上を生産することを目指し、結果として得られるエンジン 2 は 8,000 個の部品しか必要としませんでした。彼の差分エンジンは、ドイツのゴットフリート・フォン・ライプニッツ (1646–1716) が好んだ 2 進数の「ビット」ではなく、10 進数 (0–9) を使用し、計算を構築するために相互に連結された歯車/ホイールに設定されていました。しかし、エンジンはそろばんを模倣する以上のことを行うように設計されました。一連の計算を使用して複雑な問題を処理し、後で使用するために結果を内部に保存し、結果を金属出力にスタンプすることができました。一度に 1 つの操作しか実行できませんでしたが、世界がこれまでに見た他のどのコンピューティング デバイスよりもはるかに優れていました。バベッジにとって残念なことに、彼は差分エンジンを完成させることはありませんでした。政府からの追加の助成金がなければ、彼の資金は底をつきました。

1854 年、George Scheutz (1785–1873) という名前のスウェーデンの印刷業者が、Babbage のアイデアを使用して、非常に正確なテーブルを作成する機能する機械を作成しました。しかし、彼らはセキュリティ機能を省略しており、故障しがちであり、その結果、マシンは影響を与えることができませんでした. 1991 年、ロンドンの科学博物館の研究者たちは、 バベッジの記録 そして試行錯誤を重ね、6年の歳月をかけてオリジナルデザインのディファレンスエンジン2を完成させました。 DE2 は約 4,000 個の部品を使用し、重量は 3 トン強でした。マッチングプリンターは2000年に完成し、重量は2.5トンと少し軽くなりましたが、部品点数は再び増えました。さらに重要なことに、それは機能しました。

分析エンジン

生前、バベッジは、政府が彼に金を払って作成したテーブルを実際に作成するよりも、イノベーションの理論と最先端に興味を持っていたと非難されました。これは不公平ではありませんでした。差分エンジンの資金が枯渇するまでに、バベッジは分析エンジンという新しいアイデアを思いついたからです。これは、差分エンジンを超える大きな一歩でした。それは、多くの異なる問題を計算できる汎用デバイスでした。それは、デジタル、自動、機械式で、可変プログラムによって制御されることになっていました。要するに、それはあなたが望むあらゆる計算を解決します。最初のコンピューターになります。

分析エンジンには 4 つの部分がありました。

• 計算を行うセクションであるミル (基本的には CPU)
• 情報が記録されていたストア（本質的にはメモリ）
• パンチ カード (基本的にはキーボード) を使用してデータを入力できるリーダー
• プリンター

パンチカードは、 ジャカード織機 そして計算を行うためにこれまでに発明されたどのマシンよりも大きな柔軟性を機械に与えます。 Babbage はこのデバイスに壮大な野望を抱いており、ストアには 1,050 桁の番号を保持することになっていました。データを比較検討し、必要に応じて命令を順不同で処理する機能が組み込まれています。真鍮製の蒸気駆動式で、訓練を受けたオペレーター/ドライバーが必要です。

バベッジが助けてくれた ラブレスがいる (1815–1852)、イギリスの詩人の娘 バイロン卿 そして、数学の教育を受けた数少ない女性の一人です。バベッジは、彼女の膨大なメモを含む、バベッジの作品に関するフランスの記事の出版された翻訳を大いに賞賛しました。

エンジンは、バベッジが購入できる範囲を超えており、おそらく技術で生産できるものではありませんでしたが、政府はバベッジに憤慨し、資金提供は予定されていませんでした。バベッジは、1871 年に亡くなるまでこのプロジェクトに取り組み続けました。多くの証言によると、バベッジは、科学の進歩に向けてより多くの公的資金を振り向けるべきだと感じた憤慨した男でした。まだ完成していないかもしれませんが、解析エンジンは実用性ではないにしても、想像力の突破口でした。バベッジのエンジンは忘れ去られ、サポーターは彼の評判を維持するのに苦労しなければなりませんでした。一部の報道関係者は、嘲笑する方が簡単だと感じました。 20 世紀にコンピューターが発明されたとき、発明者はバベッジの計画やアイデアを使用しませんでした。彼の仕事が完全に理解されたのは 70 年代になってからです。

今日のコンピュータ

1 世紀以上かかりましたが、最新のコンピューターは分析エンジンの能力を超えています。現在、専門家はこれを複製するプログラムを作成しました。 エンジンの能力 、 だからあなたはできる 自分で試してみてください .

ソースと参考文献

• Bromley、A. G. ' チャールズ・バベッジの分析機関、1838 年 .' コンピューティングの歴史の年代記 4.3 (1982): 196–217.
• クック、サイモン。 ' 心、機械、経済的エージェント: ブールとバベッジのケンブリッジ レセプション .'科学の歴史と哲学の研究 パート A 36.2 (2005): 331–50.
• クロウリー、メアリー・L. Babbage の差分エンジンの「差分」 .' 数学の先生 78.5 (1985): 366–54.
• ハイマン、アンソニー。 「チャールズ・バベッジ、コンピューターのパイオニア」プリンストン: プリンストン大学出版局、1982 年。
• リンドグレン、マイケル。 「栄光と失敗: ヨハン ミュラー、チャールズ バベッジ、ゲオルクとエドヴァルド ショイツのディファレンス エンジン」。トランス。マッケイ、クレイグ G. ケンブリッジ、マサチューセッツ州: MIT プレス、1990 年。