varken en encyklopedi eller Google kan svara på frågor som verkar så enkla som den här: Vem uppfann den första datorn? Om vi börjar gräva djupare hittar vi snart många olika svar, och de flesta är korrekta. Att söka efter ett svar inbjuder oss att granska datorhistoriken, träffa sina pionjärer och upptäcka att det fortfarande inte är helt klart vad en dator är.
Charles Babbage och den mekaniska datorn
före Babbage var datorer människor. Detta var namnet på personer som specialiserat sig på att göra numeriska beräkningar —de som tillbringade långa timmar med att utföra aritmetiska operationer, upprepade processerna om och om igen och lämnade resultaten av sina beräkningar skrivna i tabeller, som sammanställdes i värdefulla böcker. Dessa tabeller gjorde livet mycket enklare för andra specialister, vars jobb det var att använda dessa resultat för att utföra alla slags uppgifter: från artilleriofficerarna som bestämde sig för att sikta kanonerna, till skatteuppsamlarna som beräknade skatter, till forskarna som förutspådde tidvattnet eller rörelsen av stjärnorna i himlen.
i slutet av 17 – talet beställde Napoleon Gaspard de Prony (22 juli 1755-29 juli 1839) med den revolutionära uppgiften att producera de mest exakta logaritmiska och trigonometriska tabellerna (med mellan 14 och 29 decimaler) som någonsin gjorts för att förfina och underlätta de astronomiska beräkningarna av Parisobservatoriet och för att kunna förena alla mätningar som gjorts av den franska administrationen. För denna kolossala uppgift hade de Prony den lysande tanken att dela de mest komplexa beräkningarna i enklare matematiska operationer som kunde utföras av mindre kvalificerade mänskliga datorer. Detta sätt att påskynda arbetet och undvika fel var en av de saker som inspirerade engelska polymath Charles Babbage (26 December 1791 – 18 oktober 1871) att ta nästa steg: ersätta mänskliga datorer med maskiner.
Babbage anses av många vara fadern till datorer på grund av den visionen, som aldrig riktigt blev sann genom hans ansträngningar. Hans första försök var Differensmotorn, som han började bygga 1822, baserat på principen om ändliga skillnader, för att utföra komplexa matematiska beräkningar med hjälp av en enkel serie tillägg och subtraktioner, för att undvika multiplikationer och uppdelningar. Han skapade till och med en liten kalkylator som visade att hans metod fungerade, men han kunde inte bygga en differentialmotor för att fylla i de eftertraktade logaritmiska och trigonometriska tabellerna med exakta data. Lady Byron, Ada Lovelaces mor, påstod sig ha sett en funktionell prototyp 1833— om än en begränsad i både komplexitet och precision-men vid den tiden hade Babbage redan uttömt finansieringen från den brittiska regeringen.
långt ifrån avskräckt av detta bakslag fördubblades matematiker, filosof, ingenjör och uppfinnare Charles Babbage. Han koncentrerade all sin energi på att utveckla den analytiska motorn, som var mycket mer ambitiös eftersom den skulle kunna utföra ännu mer komplexa beräkningar genom att beräkna multiplikationer och divisioner. Återigen kom Babbage aldrig förbi designfasen, men det var de mönster som han började 1837 som gjorde honom, kanske inte fadern till databehandling, men definitivt en profet av vad som skulle komma.
Babbages tusentals sidor med anteckningar och skisser om den analytiska motorn innehöll komponenter och processer som är gemensamma för alla moderna datorer: en logisk enhet för att utföra aritmetiska beräkningar (motsvarande en processor eller CPU), en kontrollstruktur med instruktioner, slingor och villkorlig förgrening (som ett programmeringsspråk) och datalagring på hålkort (en tidig version av minnet), en ide som han lånade från Jacquardmaskinen. Babbage tänkte även på att spela in resultaten av beräkningarna på papper, med hjälp av en utmatningsenhet som var en föregångare till dagens skrivare.
bröderna Thomson och analoga datorer
1872, ett år efter Charles Babbage dog, uppfann den stora fysikern William Thomson (Lord Kelvin) en maskin som kunde utföra komplexa beräkningar och förutsäga tidvattnet på en viss plats. Det anses vara den första analoga datorn som delar utmärkelser med differentialanalysatorn som byggdes 1876 av sin bror James Thomson. Den senare enheten var en mer avancerad och komplett version som lyckades lösa differentialekvationer genom integration med hjälp av hjul-och skivmekanismer.
det tog dock flera decennier tills, långt in på 20-talet, H. L. Hazen och Vannevar Bush perfekterade tanken på den mekaniska analoga datorn vid MIT (Massachusetts Institute of Technology). Mellan 1928 och 1931 byggde de en differentialanalysator som verkligen var praktisk eftersom den kunde användas för att lösa olika problem, och som sådan, efter det kriteriet, kunde den betraktas som den första datorn.
Turing och universal computing machine
vid denna tidpunkt kunde dessa analoga maskiner redan ersätta mänskliga datorer i vissa uppgifter och beräknade snabbare och snabbare, särskilt när deras växlar började ersättas av elektroniska komponenter. Men de hade fortfarande en allvarlig nackdel. De var utformade för att utföra en typ av beräkning och om de skulle användas för en annan, måste deras växlar eller kretsar bytas ut.
så var fallet fram till 1936, då en ung engelsk student, Alan Turing, tänkte på en dator som skulle lösa alla problem som kunde översättas till matematiska termer och sedan reduceras till en kedja av logiska operationer med binära tal, där endast två beslut kunde fattas: sant eller falskt. Tanken var att minska allt (siffror, bokstäver, bilder, ljud) till strängar av ettor och nollor och använda ett recept (ETT program) för att lösa problemen i mycket enkla steg. Den digitala datorn föddes, men för tillfället var det bara en imaginär maskin.
Babbages analytiska maskin skulle förmodligen ha uppfyllt (nästan ett sekel tidigare) villkoren för att vara en universell Turing-maskin… om den någonsin hade byggts. I slutet av andra världskriget —under vilken han hjälpte till att dechiffrera Enigma— koden för de nazistiska kodade meddelandena-skapade Turing en av de första datorerna som liknar moderna, Den automatiska Datormotorn, som förutom att vara digital var programmerbar; med andra ord kan den användas för många saker genom att helt enkelt ändra programmet.
Zuse och den digitala datorn
även om Turing fastställde hur en dator skulle se ut i teorin var han inte den första som omsatte den i praktiken. Den äran går till en ingenjör som var långsam att få erkännande, delvis för att hans arbete finansierades av nazistregimen mitt i ett globalt krig. Den 12 maj 1941 slutförde Konrad Zuse Z3 i Berlin, som var den första fullt funktionella (programmerbara och automatiska) digitala datorn. Precis som Silicon Valley-pionjärerna senare skulle göra, byggde Zuse framgångsrikt Z3 i sin hemverkstad och lyckades göra det utan elektroniska komponenter, men med telefonreläer. Den första digitala datorn var därför elektromekanisk, och den gjordes inte till en elektronisk version eftersom den tyska regeringen utesluter finansiering av den, eftersom den inte ansågs ”strategiskt viktig” under krigstid.
på andra sidan kriget fäster de allierade makterna vikt vid att bygga elektroniska datorer med tusentals vakuumrör. Den första var ABC (Atanasoff-Berry Computer), skapad 1942 i USA av John Vincent Atanasoff och Clifford E. Berry, som dock varken var programmerbar eller ”Turing-complete”. Under tiden, i Storbritannien, skapade två av Alan Turings kollegor —Tommy Flowers och Max Newman, som också arbetade i Bletchley Park dechiffrera nazistiska koder— Colossus, den första elektroniska, digitala och programmerbara datorn. Men Colossus, som ABC, saknade också en sista detalj: det var inte ”Turing-complete”.
den första datorn som var Turing-komplett och som hade de fyra grundläggande funktionerna i våra nuvarande datorer var ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), som i hemlighet utvecklades av US army och först började arbeta vid University of Pennsylvania den 10 December 1945 för att studera genomförbarheten av vätebomben. För att utföra andra beräkningar måste dess ”program” ändras, det vill säga en mängd Kablar och omkopplare måste manuellt omplaceras. Eniac, designad av John Mauchly och J. Presper Eckert, upptagen 167 m2, vägde 30 ton, förbrukade 150 kilowatt el och innehöll cirka 20 000 vakuumrör.
ENIAC överträffades snart av andra datorer som lagrade sina program i elektroniska minnen. Vakuumrören ersattes först av transistorer och så småningom av mikrochips, med vilka datorminiaturiseringsloppet påbörjades. Men den jätte maskinen, byggd av den stora vinnaren av andra världskriget, lanserade vår digitala tid. Numera skulle det enhälligt betraktas som den första riktiga datorn i historien om det inte var för Konrad Zuse (1910-1995), som beslutade 1961 att rekonstruera sin Z3, som hade förstörts av en bombning 1943. Repliken ställdes ut på Deutsches Museum i Munich, där den finns idag. Flera decennier skulle gå fram till 1998, en mexikansk datavetare, ra Bisexl Rojas, gjorde ett försök att studera Z3 på djupet och lyckades bevisa att det kunde vara ”Turing-complete”, något som inte ens dess då avlidne skapare hade övervägt.
fokuserad på att få det att fungera, var Zuse aldrig medveten om att han hade i sina händer den första universella datormaskinen. Faktum är att han aldrig fick sin uppfinning att fungera så… så är Charles Babbage, Konrad Zuse eller Alan Turing uppfinnaren av datorn? Var Z3, Colossus eller ENIAC den första moderna datorn? Det beror på. Frågan är idag lika öppen som den här: Vad gör en maskin till en dator?