De eerste computer

De moderne computer is geboren uit de dringende noodzaak om na de Tweede Wereldoorlog de uitdaging van het nazisme aan te gaan door middel van innovatie. Maar de eerste iteratie van de computer zoals we die nu begrijpen, kwam veel eerder toen in 1830 een uitvinder genaamd Charles Babbage een apparaat ontwierp dat de Analytical Engine heette.

Wie was Charles Babbage? 

Charles Babbage (1791-1871) werd in 1791 geboren in een Engelse bankier en zijn vrouw en raakte al op jonge leeftijd gefascineerd door wiskunde, leerde zichzelf algebra en las veel over continentale wiskunde. Toen hij in 1811 naar Cambridge ging om te studeren, ontdekte hij dat zijn docenten een tekort hadden aan het nieuwe wiskundige landschap, en dat hij in feite al meer wist dan zij. Als gevolg hiervan vertrok hij alleen om in 1812 de Analytical Society op te richten, die zou helpen het wiskundeveld in Groot-Brittannië te transformeren. Hij werd lid van de Royal Society in 1816 en was mede-oprichter van verschillende andere verenigingen. Op een bepaald moment was hij Lukas professor in de wiskunde in Cambridge, hoewel hij dit neerlegde om aan zijn motoren te werken. Hij was een uitvinder en liep voorop in de Britse technologie en hielp bij het creëren van de moderne postdienst van Groot-Brittannië, een koevanger voor treinen en andere hulpmiddelen. 

De verschilmotor

Babbage was een van de oprichters van de Royal Astronomical Society in Groot-Brittannië en hij zag al snel kansen voor innovatie op dit gebied. Astronomen moesten lange, moeilijke en tijdrovende berekeningen maken die door fouten konden worden veroorzaakt. Wanneer deze tabellen werden gebruikt in situaties met hoge inzetten, zoals voor navigatielogaritmen, konden de fouten fataal zijn. Als reactie hoopte Babbage een automatisch apparaat te maken dat onberispelijke tabellen zou produceren. In 1822 schreef hij aan de president van de Society, Sir Humphry Davy (1778-1829), om deze hoop te uiten. Hij volgde dit op met een paper over de 'Theoretische principes van machines voor het berekenen van tabellen', die in 1823 de eerste gouden medaille voor de Society won. Babbage had besloten een 'Difference Engine' te bouwen.

Toen Babbage de Britse regering benaderde voor financiering, gaven ze hem wat een van 's werelds eerste overheidssubsidies voor technologie was. Babbage besteedde dit geld om een ​​van de beste machinisten in te huren die hij kon vinden om de onderdelen te maken: Joseph Clement (1779-1844). En er zouden veel onderdelen zijn: 25.000 waren gepland.

In 1830 besloot Babbage te verhuizen en creëerde een werkplaats die immuun was voor vuur in een gebied dat vrij was van stof op zijn eigen terrein. De bouw stopte in 1833, toen Clement weigerde door te gaan zonder vooruitbetaling. Babbage was echter geen politicus; het ontbrak hem aan het vermogen om relaties met opeenvolgende regeringen soepel te laten verlopen en vervreemdde in plaats daarvan mensen van zijn ongeduldige houding. Tegen die tijd had de regering £ 17.500 uitgegeven, er kwam niet meer en Babbage had slechts een zevende van de rekeneenheid beëindigd. Maar zelfs in deze gereduceerde en bijna hopeloze staat, was de machine toonaangevend in wereldtechnologie.

Verschilmotor # 2

Babbage zou niet zo snel opgeven. In een wereld waar berekeningen meestal tot niet meer dan zes cijfers werden uitgevoerd, wilde Babbage meer dan 20 produceren, en de resulterende Engine 2 zou slechts 8.000 onderdelen nodig hebben. Zijn Difference Engine gebruikte decimale cijfers (0-9) in plaats van de binaire 'bits' die de Duitse Gottfried von Leibniz (1646-1716) prefereerde - en ze zouden worden opgesteld op tandwielen / wielen die onderling verbonden waren om berekeningen op te bouwen. Maar de motor is ontworpen om meer te doen dan een abacus na te bootsen: hij kan complexe problemen uitvoeren met behulp van een reeks berekeningen en kan resultaten in zichzelf opslaan voor later gebruik, en het resultaat op een metalen uitvoer stempelen. Hoewel het nog steeds maar één bewerking tegelijk kon uitvoeren, ging het veel verder dan elk ander computerapparaat dat de wereld ooit had gezien. Helaas voor Babbage heeft hij de Difference Engine nooit afgemaakt. Zonder verdere overheidssubsidies raakte zijn financiering op.

In 1854 gebruikte de Zweedse drukker George Scheutz (1785-1873) de ideeën van Babbage om een ​​functionerende machine te maken die wel zeer nauwkeurige tafels produceerde. Ze hadden echter beveiligingsfuncties weggelaten en dit had de neiging kapot te gaan, waardoor de machine geen impact had. In 1991 creëerden onderzoekers van het London Science Museum, waar de records en proeven van Babbage werden bewaard, na zes jaar werken een Difference Engine 2 naar het oorspronkelijke ontwerp. DE2 gebruikte ongeveer 4.000 onderdelen en woog iets meer dan drie ton. De bijpassende printer werd in 2000 voltooid en had weer evenveel onderdelen, hoewel een iets kleiner gewicht van 2,5 ton. Wat nog belangrijker is, het werkte.

De analytische motor

Tijdens zijn leven werd Babbage ervan beschuldigd meer geïnteresseerd te zijn in de theorie en het nieuwste van het nieuwste dan de tafels te produceren die de overheid hem betaalde om te maken. Dit was niet echt oneerlijk, want tegen de tijd dat de financiering voor de Difference Engine was verdwenen, had Babbage een nieuw idee bedacht: de Analytical Engine. Dit was een enorme stap verder dan de Difference Engine: het was een apparaat voor algemene doeleinden dat veel verschillende problemen kon verwerken. Het moest digitaal, automatisch, mechanisch en bestuurd worden door variabele programma's. Kortom, het zou elke gewenste berekening oplossen. Het zou de eerste computer zijn. 

De Analytical Engine bestond uit vier delen:

• Een molen, dat was de sectie die de berekeningen deed (in wezen de CPU)
• De winkel, waar de informatie werd bewaard (hoofdzakelijk de herinnering)
• De lezer, waarmee gegevens kunnen worden ingevoerd met behulp van ponskaarten (in wezen het toetsenbord)
• De printer

De ponskaarten zijn gemodelleerd naar de kaarten die zijn ontwikkeld voor het Jacquard-weefgetouw en zouden de machine een grotere flexibiliteit bieden dan alles wat ooit is uitgevonden om berekeningen te maken. Babbage had grote ambities voor het apparaat en de winkel zou 1.050 cijfers moeten bevatten. Het zou een ingebouwde mogelijkheid hebben om gegevens af te wegen en instructies buiten gebruik te verwerken indien nodig. Het zou stoomgedreven zijn, gemaakt van messing en een opgeleide operator / bestuurder vereisen.

Babbage werd geholpen door Ada Lovelace (1815-1852), dochter van de Britse dichter Lord Byron en een van de weinige vrouwen van het tijdperk met een opleiding in wiskunde. Babbage had grote bewondering voor haar gepubliceerde vertaling van een Frans artikel over het werk van Babbage, inclusief haar omvangrijke aantekeningen.

De motor ging verder dan Babbage zich kon veroorloven en misschien wat technologie dan kon produceren, maar de overheid was geërgerd met Babbage en er was geen financiering voor. Babbage bleef aan het project werken tot hij stierf in 1871, volgens vele verslagen zou een verbitterde man die meer publieke middelen vond naar de vooruitgang van de wetenschap moeten worden geleid. Het is misschien nog niet klaar, maar de Analytical Engine was een doorbraak in de verbeelding, zo niet praktisch. Babbage's motoren waren vergeten, en supporters moesten worstelen om hem goed gerespecteerd te houden; sommige leden van de pers vonden het gemakkelijker om te spotten. Toen computers in de twintigste eeuw werden uitgevonden, gebruikten de uitvinders de plannen of ideeën van Babbage niet en pas in de jaren zeventig werd zijn werk volledig begrepen.

Computers vandaag

Het heeft meer dan een eeuw geduurd, maar moderne computers hebben de kracht van de Analytical Engine overtroffen. Nu hebben experts een programma gemaakt dat de mogelijkheden van de Engine repliceert, zodat u het zelf kunt proberen.