verken et leksikon eller Google kan svare på spørsmål som virker så enkle som dette: hvem oppfant den første datamaskinen? Hvis vi begynner å grave dypere, finner vi snart mange forskjellige svar, og de fleste er riktige. Søker etter et svar inviterer oss til å gjennomgå historien om databehandling, for å møte pionerene og å oppdage at det fortsatt ikke er helt klart hva en datamaskin er.
Charles Babbage og den mekaniske datamaskinen
før Babbage var datamaskiner mennesker. Dette var navnet gitt til folk som spesialiserte seg på å lage numeriske beregninger —de som tilbrakte lange timer med å utføre aritmetiske operasjoner, gjenta prosessene igjen og igjen og forlot resultatene av deres beregninger skrevet i tabeller, som ble samlet i verdifulle bøker. Disse tabellene gjorde livet mye lettere for andre spesialister, hvis jobb det var å bruke disse resultatene til å utføre alle slags oppgaver: fra artillerioffiserene som bestemte seg for å sikte kanonene, til skatteoppkreverne som beregnet skatt, til forskerne som spådde tidevannet eller bevegelsen av stjernene i himmelen.
På slutten av Det 17.århundre bestilte Napoleon Derfor Gaspard De Prony (22. juli 1755 – 29. juli 1839) med den revolusjonerende oppgaven å produsere de mest presise logaritmiske og trigonometriske tabellene (med mellom 14 og 29 desimaler) noensinne laget, for å forfine Og legge til rette For De astronomiske beregningene Til Paris Observatoriet, og for å kunne forene alle målingene som ble gjort av den franske administrasjonen. For denne kolossale oppgaven hadde de Prony den strålende ideen om å dele de mest komplekse beregningene i enklere matematiske operasjoner som kunne utføres av mindre kvalifiserte menneskelige datamaskiner. Denne måten å påskynde arbeidet og unngå feil var en av de tingene som inspirerte engelsk polymath Charles Babbage (26. desember 1791-18. oktober 1871) til å ta neste skritt: erstatte menneskelige datamaskiner med maskiner.
Babbage anses av mange å være far til databehandling på grunn av den visjonen, som aldri virkelig ble oppfylt av hans innsats. Hans første forsøk var Difference Engine, som han begynte å bygge i 1822, basert på prinsippet om endelige forskjeller, for å utføre komplekse matematiske beregninger ved hjelp av en enkel serie av tillegg og subtraksjoner, unngå multiplikasjoner og divisjoner. Han opprettet til og med en liten kalkulator som viste at hans metode fungerte, men han var ikke i stand til å bygge en differensialmotor for å fylle ut de ettertraktede logaritmiske og trigonometriske tabellene med nøyaktige data. Lady Byron, ada Lovelaces mor, hevdet å ha sett en funksjonell prototype i 1833-om enn en begrenset i både kompleksitet og presisjon— men På Den tiden Hadde Babbage allerede uttømt finansieringen fra Den Britiske regjeringen.
langt fra å bli motløs av dette tilbakeslaget, doblet matematiker, filosof, ingeniør Og oppfinner Charles Babbage ned. Han konsentrerte all sin energi på å utvikle Den Analytiske Motoren, som var mye mer ambisiøs siden det ville være i stand til å utføre enda mer komplekse beregninger ved å beregne multiplikasjoner og divisjoner. Igjen Kom Babbage aldri forbi designfasen, men det var de designene han begynte i 1837 som gjorde ham, kanskje ikke faren til databehandling, men definitivt en profet av det som skulle komme.
Babbages tusenvis av sider med merknader og skisser om den analytiske motoren inneholdt komponenter og prosesser som er felles for enhver moderne datamaskin: en logisk enhet for å utføre aritmetiske beregninger( tilsvarende en prosessor eller CPU), en kontrollstruktur med instruksjoner, løkker og betinget forgrening (som et programmeringsspråk) og datalagring på stansekort (en tidlig versjon av minnet), en ide han lånte fra Jacquardmaskinen. Babbage tenkte selv på å registrere resultatene av beregningene på papir, ved hjelp av en utgangsenhet som var en forløper til dagens skrivere.
Thomson-brødrene og analoge datamaskiner
i 1872, ett år etter At Charles Babbage døde, oppfant Den store fysikeren William Thomson (Lord Kelvin) en maskin som kunne utføre komplekse beregninger og forutsi tidevannet på et gitt sted. Det regnes som den første analoge datamaskinen, og deler æresbevisninger med differensialanalysatoren bygget i 1876 av sin bror James Thomson. Sistnevnte enhet var en mer avansert og komplett versjon, som klarte å løse differensialligninger ved integrasjon, ved hjelp av hjul-og skivemekanismer.
det tok imidlertid flere tiår til, godt inn i det 20. århundre, Perfeksjonerte Hl Hazen og Vannevar Bush ideen om den mekaniske analoge datamaskinen VED Mit (Massachusetts Institute of Technology). Mellom 1928 og 1931 bygget de en differensialanalysator som var virkelig praktisk siden den kunne brukes til å løse forskjellige problemer, og som sådan, etter dette kriteriet, kunne det betraktes som den første datamaskinen.
Turing og universal computing machine
på dette tidspunktet kunne disse analoge maskinene allerede erstatte menneskelige datamaskiner i noen oppgaver og kalkulerte raskere og raskere, spesielt når girene begynte å bli erstattet av elektroniske komponenter. Men de hadde fortsatt en alvorlig ulempe. De ble designet for å utføre en type beregning, og hvis de skulle brukes til en annen, måtte deres gir eller kretser byttes ut.
det var tilfelle til 1936, da En ung engelsk student, Alan Turing, tenkte på en datamaskin som ville løse ethvert problem som kunne oversettes til matematiske termer og deretter reduseres til en kjede av logiske operasjoner med binære tall, hvor bare to beslutninger kunne gjøres: sant eller usant. Tanken var å redusere alt (tall, bokstaver, bilder, lyder) til strenger av enere og nuller og bruk en oppskrift (et program) for å løse problemene i svært enkle trinn. Den digitale datamaskinen ble født, men for nå var det bare en imaginær maskin.
Babbages analytiske maskin ville trolig ha møtt (nesten et århundre tidligere) betingelsene for å være en universell Turingmaskin… hvis den noen gang hadde blitt bygget. På slutten av Andre Verdenskrig —hvor Han bidro til å dechiffrere Enigma— koden Til De Nazistiske kodede meldingene-skapte Turing En av de første datamaskinene som ligner på moderne, Den Automatiske Databehandlingsmotoren, som i tillegg til å være digital var programmerbar; med andre ord, Den kunne brukes til mange ting ved å bare endre programmet.
Zuse og den digitale datamaskinen
Selv Om Turing etablerte hvordan en datamaskin skulle se ut i teorien, var Han ikke den første til å sette den ut i praksis. Den æren går til en ingeniør som var treg til å få anerkjennelse, delvis fordi hans arbeid ble finansiert Av Naziregimet midt i en global krig. Den 12. Mai 1941 fullførte Konrad Zuse Z3 I Berlin, som var Den første fullt funksjonelle (programmerbare og automatiske) digitale datamaskinen. Akkurat Som Silicon Valley-pionerene senere ville gjøre, bygde Zuse Z3 i sitt hjemmeverksted, og klarte å gjøre det uten elektroniske komponenter, men ved hjelp av telefonreleer. Den første digitale datamaskinen var derfor elektromekanisk, og den ble ikke gjort til en elektronisk versjon fordi den tyske regjeringen utelukket å finansiere den, da den ikke ble ansett som «strategisk viktig» i krigstid.
På den Andre siden av krigen la De Allierte maktene vekt på å bygge elektroniske datamaskiner, ved hjelp av tusenvis av vakuumrør. DEN første VAR ABC (ATANASOFF-Berry Computer), opprettet I 1942 I Usa Av John Vincent Atanasoff Og Clifford E. Berry, som imidlertid ikke var programmerbar eller «Turing-komplett». I Storbritannia skapte To Av Alan Turings kolleger —Tommy Flowers Og Max Newman, som også jobbet I Bletchley Park, dekryptering Av Nazi— koder-Colossus, den første elektroniske, digitale og programmerbare datamaskinen. Men Colossus, SOM ABC, manglet også en endelig detalj: det var ikke «Turing-complete».
den første datamaskinen Som Var Turing-komplett, og som hadde de fire grunnleggende funksjonene i våre nåværende datamaskiner, var Eniac (Electronic Numerical Integrator and Computer), hemmelig utviklet av US army og først satt på jobb ved University Of Pennsylvania den 10. desember 1945 for å studere muligheten for hydrogenbomben. For å utføre andre beregninger måtte «programmet» endres, det vil si at en rekke kabler og brytere måtte flyttes manuelt. ENIAC, designet Av John Mauchly Og J. Presper Eckert, okkupert 167 m2, veide 30 tonn, forbrukte 150 kilowatt elektrisitet og inneholdt rundt 20.000 vakuumrør.
ENIAC ble snart overgått av andre datamaskiner som lagret programmene i elektroniske minner. Vakuumrørene ble erstattet først av transistorer og til slutt av mikrochips, som datamaskinens miniatyriseringsløp begynte. Men den gigantiske maskinen, bygget av den store vinneren Av Andre Verdenskrig, lanserte vår digitale tidsalder. I dag ville det bli enstemmig ansett som den første sanne datamaskinen i historien hvis Det ikke var For Konrad Zuse (1910-1995), som bestemte seg I 1961 for å rekonstruere Sin Z3, som hadde blitt ødelagt av en bombing i 1943. Kopien ble utstilt På Deutsches Museum I Munchen, hvor den er funnet i Dag. Flere tiår ville passere til I 1998 gjorde En Meksikansk datavitenskapsmann, Raú Rojas, en innsats for å studere Z3 i dybden og klarte å bevise at Det kunne være «Turing-komplett», noe som ikke engang den da avdøde skaperen hadde vurdert.
Fokusert på å få det til å fungere, Var Zuse aldri klar over at Han hadde i hendene den første universelle databehandlingsmaskinen. Faktisk gjorde Han aldri oppfinnelsen sin på den måten… Så Er Charles Babbage, Konrad Zuse eller Alan Turing oppfinneren av datamaskinen? Var Z3, Colossus eller ENIAC den første moderne datamaskinen? Det kommer an på. Spørsmålet er fortsatt så åpent som dette: Hva gjør en maskin til en datamaskin?