Charles Babbage: programmeeritava arvuti leiutaja ja matemaatik (1791–1871)

Charles Babbage (1791–1871) — programmeeritava arvuti leiutaja ja silmapaistev matemaatik; avasta tema ideed, lõpetamata mehhanismid ja eksponaadid Londoni Teadusmuuseumis.

Charles Babbage (26. detsember 1791 - 18. oktoober 1871) oli inglise matemaatik, analüütiline filosoof, mehaanikainsener ja arvutiteadlane. Ta on laialdaselt tuntud kui ideeautor programmeeritava arvuti kontseptsioonile ning on tänapäeva arvutiteaduse üheks varajaseks visionääriks. Tema tööst on säilinud nii joonised kui ka mehhaaniliste masinate osad; lõpetamata osad ja rekonstruktsioonid on välja pandud Londoni teadusmuuseumis.

Varajane elu ja haridus

Charles Babbage sündis Inglismaal, aadressil 44 Crosby Row, Walworth Road, London. Babbage'i isa Benjamin Babbage oli Londoni pankur, kellele kuulus Bitton Estate Teignmouthis. Tema ema oli Betsy Plumleigh Babbage. Veebilehel 1808aastal kolis Babbage'i perekond vanasse Rowdensi majja East Teignmouthis.

Babbage õppis Cambridge'i ülikoolis, kus ta osales kaasaegsete matemaatiliste ideede tutvustamisel ja kuulus seltskonda, mis asutas Analytical Society’ nime kandnud rühmituse. Seal tekkisid tema huvid masinaehituse ja vigade vähendamise kaudu täpse arvutustöö automatiseerimise vastu.

Peamised leiutised ja teadustöö

Babbage’i kaks tuntumat projekti on:

• Difference Engine – mehaaniline seade, mille eesmärk oli arvutada ja trükkida matemaatilisi tabelid (näiteks polünoomide väärtused) ja vähendada tabelite koostamisel tehtud inimlikke vigu. Esialgne Difference Engine oli osaliselt valmis, kuid riikliku rahastuse ja tootmistehniliste raskuste tõttu jäi temalt puudu täisvõimekus.
• Analytical Engine – palju ambitsioonikam kavand, mida võib pidada tänapäevase arvuti eelkäijaks: selles käsitleti eraldi "mõtlemismoodulit" (mill ehk protsessor), "salvestusruumi" (store ehk mälu), andme- ja käsukaarte (sisend/programm) ning võimalust teostada tingimuslikke käsklusi. Analytical Engine’i disain sisaldas põhimõisteid, mis hiljem osutusid arvutite arhitektuuri aluseks.

Babbage ei jõudnud Analytical Engine’it täielikult valmis ehitada, peamiselt raha ja tollase masinaehituse piirangute tõttu. Tema ideed ja joonised mõjutasid aga järgnevaid põlvkondi insenere ja teadlasi.

Koostöö ja mõju

Babbage oli tihedalt seotud teiste tollaste teadlaste ja matemaatikutega. Eriline on tema seos Ada Lovelace’iga, kes kirjutas Analytical Engine’i tööpõhimõtete kohta mahukaid märkmeid — üks neist sisaldas algoritmi, mida peetakse sageli esimeseks "arvutiprogrammiks". Ada Lovelace’i ja Babbage’i vahelne dialoog aitas selgitada masina võimalusi ning tõi esile programmide ja andmete eristamise tähtsuse.

Teised huviväljad ja avalik tegevus

Babbage tegeles ka tööstuse ja majanduse uurimisega: ta tuntud teos "On the Economy of Machinery and Manufactures" käsitles tootmise efektiivsust ja masinaid töökorralduses. Ta avaldas mõtteid ka statistika, kindlustuse ja avaliku administratsiooni paremaks korraldamiseks. Hoolimata teaduslikest edusammudest oli ta sageli vastuoluline isik, kes kritiseeris avaliku sektori tasustamist ja bürokraatiat.

Pärand ja muuseumieksponaadid

Babbage’i ideed ja osaliselt valminud mehhanismid on olulisel määral mõjutanud arvutiteaduse arengut. Tema joonised, kirjavahetus ja säilinud mehaanilised osad on uurimiseks ning osa neist on eksponeeritud muuseumides. Tema järgijad ja pojad (näiteks Henry Prevost Babbage) püüdsid hiljem valmistada ja säilitada prototüüpide osi ning annetasid materjale muuseumidele.

On teada, et pärast tema surma tehti tema töödele ja mõtetele põhjalikke uuringuid ning tema elu ja leiutised on pälvinud ajaloolaste ja tehnoloogide tähelepanu. Tema pärandina nähakse ideedest lähtuvat tundlikkust masina ja programmi eristuse, automatiseerimise ning täpsuse tähtsuse kohta teadus- ja tehnikamaailmas.

Isiklik elu ja surm

Charles Babbage suri 18. oktoobril 1871. Tema töö ja jäänukid — nii masinajoonised kui ka eksponeeritavad mehhaanilised osad — on jätnud püsiva jälje teaduse ajaloole.

Märkused: tema töödest ja eluolukordadest on olemas palju primaar- ja sekundaarallikaid; huvilised leiavad Babbage’i jooniseid, kirjavahetust ja muuseumieksponaate Londoni teadusmuuseumist ning teistest teadus- ja tehnoloogiamuuseumidest.

Töötab

Babbage töötas ja kirjutas paljude teaduse, tehnika ja matemaatika ideede kallal, kuid ta on kõige kuulsam kahe masina poolest, mida ta alustas ja mida ta kunagi ei lõpetanud. Tema "Difference Engine" oleks olnud palju parem arvutusmasin kui ükski enne seda tehtud arvutusmasin. Tema Analytical Engine oleks olnud esimene tõeline arvuti.

Teades, et matemaatiliste tabelite arvutamisel esineb palju vigu, soovis Babbage leida viisi, kuidas neid mehaaniliselt arvutada, kõrvaldades inimeste tehtud vead. Tundub, et teda mõjutasid kolm erinevat tegurit: vastumeelsus ebakorrektsuse vastu, tema kogemused logaritmiliste tabelite ja diferentsiaalarvutusega töötamisel ning Wilhelm Schickardi, Blaise Pascali ja Gottfried Leibnizi juba tehtud töö arvutamismasinate kallal. Esimest korda rääkis ta 1822. aastal Sir Humphrey Davyle saadetud kirjas arvutusmasina põhimõtetest.

Babbage'i mootorid olid ühed esimesed mehaanilised arvutid. Tema mootorid jäid tegelikult lõpetamata, sest tal ei olnud piisavalt raha. Babbage mõistis, et masin suudab tööd paremini ja usaldusväärsemalt teha kui inimene. Babbage kontrollis mõnede aurumasinate ehitamist, mis enam-vähem tegid oma tööd; arvutusi võis mingil määral mehhaniseerida. Kuigi Babbage'i masinad olid suured masinad, olid nad korraldatud sarnaselt tänapäevase arvuti arhitektuuriga. Andme- ja programmimälu olid eraldatud, töö oli käsupõhine, juhtplokk võis teha tingimuslikke hüppeid ja masinal oli eraldi sisend- ja väljundüksus. Ada Lovelace uuris, kuidas neid programmeerida.

Osa Babbage'i diferentsimootorist, mille Babbage'i poeg pani pärast tema surma kokku, kasutades tema laborist leitud osi.

Küsimused ja vastused

Küsimus: Kes oli Sir Charles Babbage?

K: Mille poolest oli Sir Charles Babbage kuulus?

K: Kus saab näha Sir Charles Babbage'i mehhanismi lõpetamata osi?

K: Kus sündis Sir Charles Babbage?

K: Millega Sir Charles Babbage'i isa elatist teenis?

K: Kuhu kolis Babbage'i perekond 1808. aastal?

K: Kus on Sir Charles Babbage'i aju eksponeeritud?

Otsing