Hjem maskinvare Den analytiske motoren: et tilbakeblikk på babbages tidløse design

Den analytiske motoren: et tilbakeblikk på babbages tidløse design

Innholdsfortegnelse:

Anonim

Den analytiske motoren - det er ikke et prangende navn, men denne etableringen på slutten av 1800-tallet ville vært imponerende, selv for moderne publikum. Det ville ha vært en metallisk monstrositet - en skurrende, flerfon toners behemoth som trenger mye mer plass enn et vanlig serveringsrom for små bedrifter. Det som denne designen egentlig gjorde, var å begynne å bygge bro mellom det som eksisterte da og det som eksisterer nå, og transformere science fiction til virkelighet.


Den analytiske motoren var en idé som en mann ved navn Charles Babbage arbeidet opp til sin død i 1871 - en maskin som, selv om den aldri var ferdig bygd, førte til den slags smarte enheter vi nå tar for gitt. Den analytiske motoren har styrket arven fra Charles Babbage som en visjonær innen informasjonsteknologi og kunstig intelligens. Bygget på Babbages tidligere arbeid med logaritmiske tabeller og automatisk aritmetisk funksjon (og en mekanisk "Difference Engine" som er i stand til å utføre lignende grunnleggende beregninger), var den analytiske motoren designet for å bruke analog teknologi for å i teorien gjøre noe av det dagens digitale maskiner gjør å bruke teknologier som for 1800-tallet hadde liknet trolldom eller magi.


Hvis du vil vite mer om hvordan denne planen utviklet seg, kan du sjekke ut noen av de forskjellige nettstedene til Charles Babbage, eller plukke opp den relativt obskure slanke utgaven av Jeremy Bernstein, The Analytical Engine: Computers - Past, Present and Future. Bernstein går i detalj om motoren og produsenten, og dokumenterer noen av de essensielle datafilosofiene som startet den lange marsjen fremover. Bernsteins bok ble skrevet på 1980-tallet, ettersom den digitale datamaskinen fremdeles utviklet seg raskt i relativ spedbarn, og likevel dekker boken mange av designprinsippene som Babbage nå er kjent for.

Kjerneberegningsprinsipper

I automatisering av numeriske beregningsprosesser påpeker Bernstein at Babbage var i stand til å se inn i fremtiden, med tanke på å eliminere behovet for menneskelig drift av motoren sin. Han bemerker at en av Babbages viktigste disipler, Lady Lovelace, antydet sin overvekt i den tids teknologiens verden: "Denne motoren overgår forgjengerne, " skrev Lovelace, "både i omfanget av beregningene den kan utføre, og anlegget, sikkerhet og nøyaktighet som den kan påvirke dem, og i mangel av all nødvendighet for inngripen av menneskelig intelligens under utførelsen av dens beregninger. "


Bernstein forteller også om Babbages nysgjerrige "ordre-opp" -håndtering av moderne minne: "Hvis det var nødvendig med en viss logaritme, skulle maskinen ringe en bjelle og vise ved et vindu et kort som ville sikre hvilken logaritme som var nødvendig. Hvis operatøren leverte feil verdi, maskinen skulle ringe en høyere bjelle. "


I et nikk til de sekvensielle og iterative aspektene ved moderne programmeringsspråk som C ++, unnfanget Babbage det han kalte "motoren som beveger seg fremover ved å spise halen" for å utføre påfølgende operasjoner. Han arbeidet også systemer for betingede operasjoner som moderne "if" -uttalelser. Bernstein går også inn på kjerneelementene som ligger i Babbages teoretiske numeriske sylindre og andre analoge nummerhåndteringsstykker.


"Alle datamaskiner består av fire grunnleggende enheter." skriver Bernstein. "For det første må det være en mekanisme for å få data og instruksjoner inn i maskinen og for å få svar ut - koblingen, det vil si mellom maskinen og den menneskelige programmereren."


Denne og andre bøker om ITs progresjon gjennom mange tiår viser hvordan stadig mer sofistikerte analoge inndatamekanismer, som tape og punch-kort, førte til helt digitale design som nå kan skaffe mye mer informasjon.


For det andre utbringer Bernstein om Babbages bruk av lagret minne som - igjen - ville være i analoge containere. En datamaskin må også ha en slags motor for programmering, som Bernstein kaller "fabrikken", og en omfattende "kontrollenhet" må styre alle disse operasjonene.


"Det er en av triumfene til moderne elektronikk at kretsløp som kan gjøre alle disse tingene er blitt designet og produsert, " skriver Bernstein, "og det er en hyllest til Babbage at han så for seg hvordan de samme tingene kunne blitt gjort av en samling av gir og hjul og spaker. "

Påfølgende fremgang

Betydelig fremgang med Babbages teoretiske design ville ikke bli gjort før noen tiår inn på 1900-tallet. Brownstein krøniker fremveksten av maskiner som Mark 1, utviklet på 1940-tallet, og den elektroniske numeriske integratoren og kalkulatoren (ENIAC), som da den ble avdekket i 1946, bedøvet verden med sin sofistikerte maskinvare og utrolige prosessorkraft. Generelt forteller Bernstein hvordan analysemotoren som et tidlig IT-landemerke til slutt førte til hovedbildene som begynte å drive store regjeringssystemer på midten av slutten av 1900-tallet, til gradvis maskinvareutviklingen og tilsvarende programmeringsutvikling utvidet disse sofistikerte krigsmaskinene. inn i den enorme forbrukervendte og individuelle bruken World Wide Web (WWW) som vi nå er avhengige av for å slå opp Miley Cyrus twerking-videoer og sammenligne pizzarestauranter.


Kanskje det krever en ekte steampunk-fan for å sette pris på hvordan Babbages pene spinnende stålhjul og siffretrukne sylindere ville ha skrudd ut slags matteoperasjoner som vi nå kan gjøre med selv de mest grunnleggende programmene på personlige datamaskiner. Imidlertid, mens vi fortsetter å eksperimentere med ny maskinvare og nye grensesnitt, er det verdt å se tilbake på et virkelig imponerende stykke infrastruktur, en type maskiner som ville ha dverget vevstolene, symaskinene og pressene fra sin tid som en nesten mytologisk nysgjerrighet, og en forløper for en fremtidig forvirrende moderne tid.

Den analytiske motoren: et tilbakeblikk på babbages tidløse design