Charles Babbage var en engelsk matematiker og oppfinner som designet den første automatiske digitale datamaskinen. I tillegg var han med på å lage det moderne engelske postsystemet og kompilerte de første pålitelige aktuartabellene, oppfant en type speedometer og oppfant jernbaneklareren.
Biography of Charles Babbage
Født i London 26. desember 1791 i familien til Benjamin Babbage, en partner i Praeds Bank, eier av Bitton Estate i Teignmouth, og Betsy Plumley Tip. I 1808 bestemte familien seg for å flytte til det gamle Rowden House i East Teignmouth, og faren ble vaktmester for nærliggende St Michael's.
Charles' far var en rik mann, så han kunne studere på flere eliteskoler. I en alder av 8 år måtte han gå på en bygdeskole for å komme seg etter en farlig sykdom. Foreldrene hans bestemte at barnets hjerne «ikke skulle ha vært for hard». I følge Babbage, "kan denne store lediggang ha ført til noe av hans barnslige resonnement."
Så gikk han inn på King Edward VI Grammar School i Totnes, South Devon,en blomstrende offentlig skole som fortsatt opererer i dag, men helsemessige forhold tvang Charles til å henvende seg til private lærere en stund. Til slutt kom han inn på et lukket akademi for 30 studenter, ledet av pastor Stephen Freeman. Institusjonen hadde et omfattende bibliotek, som Babbage brukte til å studere matematikk på egen hånd og lærte å elske det. Etter at han forlot akademiet, hadde han ytterligere to personlige mentorer. En av dem var en prest fra Cambridge, hvis undervisning Charles kommenterte: "Jeg er redd jeg ikke har tatt all fordelen jeg kunne ha." Den andre var en Oxford-professor. Han lærte klassikerne til Charles Babbage slik at han kunne bli tatt opp til Cambridge.
University studies
I oktober 1810 ankom Babbage Cambridge og gikk inn på Trinity College. Han hadde en strålende utdannelse - han kjente Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson og var alvorlig skuffet over de matematiske programmene som var tilgjengelige. Så han bestemte seg for å danne Analytical Society med John Herschel, George Peacock og andre venner.
Da Babbage flyttet til Cambridge Peterhouse i 1812, var han den beste matematikeren; men han ble ikke uteksaminert med utmerkelser. Han mottok en æresgrad senere, uten engang å ta eksamen, i 1814.
I 1814 giftet Charles Babbage seg med Georgiana Whitmore. Faren hans, av en eller annen grunn, velsignet ham aldri. Familien levde i fred i Devonshire Street 5 i London. Bare tre av deres åtte barn overlevde.til voksen alder.
Charles' far, hans kone og en av sønnene hans døde tragisk i 1827.
Dataprosjekt
I løpet av Charles Babbages tid var det ofte feil ved beregning av matematiske tabeller, så han bestemte seg for å finne en ny metode som ville gjøre det mekanisk, og eliminere faktoren menneskelig feil. Denne ideen kom til ham veldig tidlig, tilbake i 1812.
Tre forskjellige faktorer påvirket avgjørelsen hans:
- han mislikte slurv og unøyaktighet;
- logaritmiske tabeller var enkle for ham;
- han ble inspirert av eksisterende arbeid med regnemaskiner av W. Schickard, B. Pascal og G. Leibniz.
Han diskuterte de grunnleggende prinsippene for å beregne enheten i et brev til Sir H. Davy i begynnelsen av 1822.
Difference Engine
Babbage presenterte det han k alte "forskjellsmotoren" for Royal Astronomical Society 14. juni 1822, i en artikkel med tittelen "Remarks on the Application of the Machine Calculation of Astronomical and Mathematical Tables". Han kunne beregne polynomer ved å bruke en numerisk metode k alt differanse.
Samfundet godkjente ideen, og i 1823 ga regjeringen ham 1500 pund for å bygge den. Babbage laget et verksted i et av rommene i huset hans og hyret inn Joseph Clement for å føre tilsyn med konstruksjonen av enheten. Hvert stykke måtte lages for hånd med spesialverktøy, mange av dem designet han selv. Charles foretok mange turer til industribedrifter for å bli bedreforstå produksjonsprosesser. På grunnlag av disse reisene og hans personlige erfaring med å bygge en maskin publiserte Babbage i 1832 On the Economics of Machinery and Production. Det var den første utgivelsen av det som i dag kalles "vitenskapelig organisering av produksjon".
Personlig tragedie og reise gjennom Europa
Dødsfallet til kone Georgiana, far til Charles Babbage og hans spedbarnssønn avbrøt byggingen i 1827. Arbeidet belastet ham sterkt, og han var på randen av et sammenbrudd. John Herschel og flere andre venner overt alte Babbage til å ta en tur til Europa for å komme seg. Han reiste gjennom Nederland, Belgia, Tyskland, Italia og besøkte universiteter og fabrikker.
I Italia fikk han vite at han hadde blitt utnevnt til Lucasian professor i matematikk ved University of Cambridge. I utgangspunktet ønsket han å nekte, men venner overbeviste ham om det motsatte. Da han kom tilbake til England i 1828 flyttet han til 1 Dorset Street.
Gjenopptar arbeidet
Under Babbages fravær kom Difference Engine-prosjektet under ild. Rykter gikk om at han hadde kastet bort statlige penger, at maskinen ikke fungerte, og at den ikke ville ha noen praktisk verdi om den ble laget. John Herschel og Royal Society forsvarte prosjektet offentlig. Regjeringen fortsatte sin støtte ved å gi 1500 pund 29. april 1829, 3.000 pund 3. desember og samme beløp 24. februar 1830. Arbeidet fortsatte, men Babbage hele tidenhadde problemer med å få penger fra statskassen.
Abandon the project
Charles Babbages økonomiske problemer f alt sammen med økende uenighet med Clement. Babbage bygde et to-etasjers, 15 meter langt verksted bak huset sitt. Hun hadde et glasstak for belysning, samt et brannsikkert renrom for å oppbevare bilen hennes. Clement nektet å flytte til et nytt verksted og krevde penger for å reise rundt i byen for å føre tilsyn med arbeidet. Som svar foreslo Babbage at han skulle betales direkte fra statskassen. Clement nektet og sluttet å jobbe med prosjektet.
Dessuten nektet han å overlevere tegningene og verktøyene som ble brukt til å bygge Difference Engine. Etter å ha investert 23 000 pund, inkludert 6 000 pund av Babbages egne midler, opphørte arbeidet med den uferdige enheten i 1834. I 1842 forlot regjeringen offisielt prosjektet.
Charles Babbage og hans analytiske motor
Vek fra forskjellsmotoren begynte oppfinneren å tenke på den forbedrede versjonen. Mellom 1833 og 1842 prøvde Charles å bygge en enhet som kunne programmeres til å utføre en hvilken som helst beregning, ikke bare de som er relatert til polynomligninger. Det første gjennombruddet kom da han omdirigerte maskinens utdata til input for å løse ytterligere ligninger. Han beskrev den som en maskin som «spiser sin egen hale». Det tok ikke lang tid før han fant ut de grunnleggende elementene i den analytiske motoren.
Charles Babbages datamaskin brukte hullkort lånt fra en jacquardvevstol for å legge inn data og angi rekkefølgen på nødvendige beregninger. Enheten besto av to deler: en mølle og lager. Bruket, tilsvarende prosessoren til en moderne datamaskin, utførte operasjoner på data mottatt fra lagring, som kan betraktes som minne. Det var verdens første generell datamaskin.
Charles Babbages datamaskin ble designet i 1835. Omfanget av arbeidet var virkelig utrolig. Babbage og flere assistenter produserte 500 store designtegninger, 1000 mekaniske betegnelsesark og 7000 beskrivelsesark. Den ferdige møllen var 4,6 m høy og 1,8 m i diameter. Lagringen for 100 siffer utvidet seg til 7,6 m. For sin nye maskin bygde Babbage kun små testdeler. Enheten ble aldri fullført helt. I 1842, etter gjentatte mislykkede forsøk på å skaffe statlig finansiering, henvendte han seg til Sir Robert Peel. Han nektet og tilbød ham i stedet en ridderstatus. Babbage nektet. Han fortsatte å modifisere og forbedre designet gjennom årene.
grevinne Lovelace
I oktober 1842 publiserte Federico Luigi, en italiensk general og matematiker, en artikkel om den analytiske motoren. Augusta Ada King, grevinne av Lovelace, en gammel venn av Babbage, oversatte verket til engelsk. Charles foreslo at hun skulle kommentere oversettelsen. Mellom 1842 og 1843 skrev paret 7 notater sammen,den totale lengden var tre ganger den faktiske størrelsen på artiklene. I en av dem utarbeidet Ada en programutførelsestabell som Babbage laget for å beregne Bernoulli-tall. I en annen skrev hun om en generalisert algebraisk maskin som kunne utføre operasjoner på symboler så vel som på tall. Lovelace var kanskje den første som forsto de mer generelle målene med Babbages enhet, og regnes av noen for å være verdens første dataprogrammerer. Hun begynte å jobbe med en bok som beskrev den analytiske motoren mer detaljert, men hadde ikke tid til å fullføre den.
Miracle of Engineering
Mellom oktober 1846 og mars 1849 begynte Babbage å designe en annen forskjellsmotor ved å bruke kunnskapen han hadde fått fra å bygge den analytiske. Den brukte bare 8000 deler, tre ganger mindre enn den første. Det var et vidunder av ingeniørkunst.
I motsetning til den analytiske, som han konstant feilsøkte og modifiserte, ble ikke Charles Babbages andre forskjellsmotor endret etter fullføringen av det innledende utviklingsstadiet. I fremtiden gjorde ikke oppfinneren noen forsøk på å bygge enheten.
24 tegninger forble i arkivene til Vitenskapsmuseet til Charles Babbages ideer ble realisert i 1985-1991 ved opprettelsen av en replika i full størrelse i anledning 200-årsjubileet for hans fødsel. Dimensjonene til enheten var 3,4 m i lengde, 2,1 m i høyden og 46 cm i dybden, og vekten var 2,6 tonn. Grensene for nøyaktighet var begrenset til det som kunne oppnås på den tiden.
Achievements
I 1824 mottok Babbage gullmedaljen fra Royal Astronomical Society "for sin oppfinnelse av en maskin for beregning av matematiske og astronomiske tabeller."
Fra 1828 til 1839 var Babbage den lucasiske professoren i matematikk ved Cambridge. Han skrev mye for en rekke vitenskapelige tidsskrifter og var medvirkende til grunnleggelsen av Astronomical Society i 1820 og Statistical Society i 1834.
I 1837, som svar på 8 offisielle Bridgewater-avhandlinger "On the power, visdom and goodness of God manifest in creation", publiserte han den niende Bridgewater-avhandlingen, og la frem tesen om at Gud, som hadde allmakt og fremsyn, skapte den guddommelige en lovgiver som produserer lover (eller programmer) som deretter skapte arter til passende tider, og eliminerer dermed behovet for å utføre mirakler hver gang en ny art var nødvendig. Boken inneholder utdrag fra forfatterens korrespondanse med John Herschel om dette emnet.
Charles Babbage oppnådde også bemerkelsesverdige resultater innen kryptografi. Han brøt autonøkkelchifferet så vel som det mye svakere chifferet som i dag kalles Vigenère-chifferet. Babbages oppdagelse ble brukt av det britiske militæret og ble publisert bare noen år senere. Som et resultat gikk forrangsretten over til Friedrich Kasiski, som kom til samme resultat noen år senere.
I 1838 oppfant Babbage sporrydderen, en metallramme festet foran på lokomotiver for å rydde sporene tilbarrierer. Han utførte også en rekke studier av Isambard Kingdom Brunel's Great Western Railway.
Han prøvde bare én gang å gå inn i politikken, da han i 1832 deltok i valget i byen Finsbury. I følge avstemningsresultatene tok Babbage den siste plassen.
Matematikeren og oppfinneren døde 18. oktober 1871 i en alder av 79.
Deler av de uferdige mekanismene til dataenheter han laget er tilgjengelige for besøk på Science Museum i London. I 1991 ble Charles Babbages Difference Engine bygget basert på hans opprinnelige planer, og den fungerte perfekt.
