Huis Hardware De analytische motor: een terugblik op de tijdloze ontwerpen van babbage

De analytische motor: een terugblik op de tijdloze ontwerpen van babbage

Inhoudsopgave:

Anonim

De analytische engine - het is geen flitsende naam, maar deze creatie van eind 1800 zou indrukwekkend zijn geweest, zelfs voor een modern publiek. Het zou een metalen monster zijn geweest - een kletterende kolos van meerdere ton die veel meer ruimte nodig had dan een conventionele serverruimte voor kleine bedrijven. Wat dit ontwerp echt deed, was in wezen het overbruggen van de kloof tussen wat toen bestond en wat er nu is, sciencefiction omzetten in realiteit.


De analyse-engine was een idee dat een man die Charles Babbage heette tot zijn dood in 1871 werkte - een machine die, hoewel nooit volledig gebouwd, leidde tot het soort slimme apparaten dat we nu als vanzelfsprekend beschouwen. De analytische motor heeft de erfenis van Charles Babbage gestold als een visionair op het gebied van informatietechnologie en kunstmatige intelligentie. Gebouwd op Babbage's eerdere werk met logaritmische tabellen en automatische rekenkundige functie (en een mechanische "Difference Engine" die in staat is om vergelijkbare basisberekeningen uit te voeren), werd de analytische engine ontworpen om analoge technologie te gebruiken om, in theorie, een deel van wat digitale machines van vandaag doen met behulp van technologieën die voor de 19e-eeuwse geest op tovenarij of magie zouden hebben geleken.


Als je meer wilt weten over hoe dit plan is ontwikkeld, bekijk dan een van de verschillende online hommages aan Charles Babbage, of pak de relatief obscure slanke editie van Jeremy Bernstein, The Analytical Engine: Computers - Past, Present and Future. Bernstein gaat gedetailleerd in op de motor en de maker, en documenteert enkele van de essentiële gegevensfilosofieën die de lange mars vooruit begonnen. Het boek van Bernstein is geschreven in de jaren tachtig, omdat de digitale computer nog relatief snel evolueerde, maar het boek behandelt nog steeds veel van de ontwerpprincipes waarvoor Babbage nu beroemd is.

Core Computing Principles

Bij het automatiseren van numerieke berekeningsprocessen, wijst Bernstein erop dat Babbage in de toekomst kon kijken, in termen van het elimineren van de noodzaak voor menselijke bediening van zijn motor. Hij merkt op dat een van de belangrijkste discipelen van Babbage, Lady Lovelace, zijn dominantie in de technologiewereld van dat tijdperk suggereerde: "Deze motor overtreft zijn voorgangers", schreef Lovelace, "zowel wat betreft de berekeningen die hij kan uitvoeren, als de faciliteit, zekerheid en nauwkeurigheid waarmee het hen kan beïnvloeden, en bij afwezigheid van alle noodzaak voor het ingrijpen van menselijke intelligentie tijdens de uitvoering van zijn berekeningen. "


Bernstein vertelt ook over Babbage's nieuwsgierige "volgorde" -afhandeling van modern geheugen: "Als een bepaald logaritme nodig was, moest de machine een belletje doen rinkelen en een kaart weergeven aan een raam die zeker zou weten welk logaritme nodig was. Als de operator de verkeerde waarde, de machine moest een luidere bel rinkelen. "


In een knipoog naar de opeenvolgende en iteratieve aspecten van moderne programmeertalen zoals C ++, bedacht Babbage wat hij "de motor die vooruit gaat door zijn staart op te eten" noemde om opeenvolgende bewerkingen uit te voeren. Hij werkte ook systemen uit voor voorwaardelijke operaties zoals moderne 'als'-uitspraken. Bernstein gaat ook in op de kernelementen die zijn ondergebracht in de theoretische numerieke cilinders van Babbage en andere stukken voor het verwerken van analoge nummers.


"Alle computers bestaan ​​uit vier basiseenheden." schrijft Bernstein. "In de eerste plaats moet er een mechanisme zijn om gegevens en instructies in de machine te krijgen en antwoorden te krijgen - de koppeling, dat wil zeggen tussen de machine en de menselijke programmeur."


Dit en andere boeken over de voortgang van IT gedurende vele decennia laten zien hoe steeds geavanceerdere analoge invoermechanismen, zoals tape en ponskaarten, hebben geleid tot volledig digitale ontwerpen die nu veel capabeler informatie kunnen overbrengen.


Ten tweede licht Bernstein het gebruik van opgeslagen geheugen van Babbage toe dat - opnieuw - in analoge containers zou zijn. Een computer moet ook een soort programmeermachine hebben, die Bernstein de "molen" noemt, en een uitgebreide "besturingseenheid" moet al deze bewerkingen regelen.


"Het is een van de triomfen van de moderne elektronica die circuits die al deze dingen kunnen doen, zijn ontworpen en geproduceerd", schrijft Bernstein, "en het is een eerbetoon aan Babbage dat hij voor ogen had hoe dezelfde dingen zouden kunnen worden gedaan door een verzameling van tandwielen en wielen en hendels. "

Volgende voortgang

Aanzienlijke vooruitgang met de theoretische ontwerpen van Babbage zou pas een paar decennia in de jaren 1900 worden bereikt. Brownstein beschrijft de opkomst van machines zoals de Mark 1, ontwikkeld in de jaren 1940, en de Electronic Numerical Integrator And Calculator (ENIAC), die in 1946 onthuld werd met zijn geavanceerde hardware en ongelooflijke verwerkingskracht. In het algemeen vertelt Bernstein hoe, als een vroeg IT-mijlpaal, de analyse-engine uiteindelijk leidde tot de mainframes die in het midden van de late jaren 1900 belangrijke overheidssystemen gingen aansturen, totdat geleidelijk geavanceerde hardware en overeenkomstige programmeerontwikkelingen deze geavanceerde oorlogsmachines uitbreidden in het massale consumentengezicht en het individuele World Wide Web (WWW) waarop we nu vertrouwen om Miley Cyrus video's te bekijken en pizzarestaurants te vergelijken.


Misschien is er een echte steampunk-fan voor nodig om de manier te waarderen waarop Babbage's netjes draaiende stalen wielen en digitaal geprinte cilinders het soort wiskundige bewerkingen zouden hebben uitgezet dat we nu kunnen doen met zelfs de meest basale softwareprogramma's op personal computers. Terwijl we echter blijven experimenteren met nieuwe hardware en nieuwe interfaces, is het de moeite waard om terug te kijken naar een echt indrukwekkend stuk infrastructuur, een type machine dat de weefgetouwen, naaimachines en persen van zijn tijd zou hebben overschaduwd als een bijna mythologische nieuwsgierigheid, en een voorloper van een toekomstige verbijsterende moderne tijd.

De analytische motor: een terugblik op de tijdloze ontwerpen van babbage