Компьютер на паровом ходу

Компьютер на паровом ходу

Этот допотопный вычислительный прибор – «дифференциальную» (или «разностную» – difference engine) машину придумал английский математик и изобретатель Чарльз Бэббидж (1791-1871)

Стоит напомнить, что на идею постройки механизма, управляемого паром и предназначенного для автоматизации вычислений, английского изобретателя натолкнул проект француза барона Гаспара де Прони, возглавлявшего при Наполеоне службу переписи населения. Этому ведомству было поручено составление новых тригонометрических и логарифмических таблиц в рамках задуманного еще первым консулом введения во Франции метрической системы мер и весов. Для выполнения задачи барон создал своего рода «технологическую цепочку» с использованием единственной доступной тогда «вычислительной машины» – людских ресурсов. Эта «вычислительная фабрика» работала поэтапно. На первом этапе группа сильнейших математиков во главе с Адриеном Лежандром и Лазаром Карно разрабатывала математическое обеспечение, на втором «среднее звено» организовывало процесс вычислений и следило за тем, чтобы он не давал сбоев, а на третьем десятки рядовых «вычислителей» вели непосредственные рутинные расчеты.

Мало кто помнит сегодня, что на первых порах в качестве «вычислителей» работали бывшие путаны, за перевоспитание которых взялось революционное правительство. Зато все, вероятно, в курсе, что по-английски «вычислитель», «счетчик» – computer…

Бэббидж как раз и решил заменить людей-счетчиков в схеме де Прони машиной, способной механизировать вычисление значений многочленов до шестой степени с точностью до 18-го знака. В 1822 году он опубликовал первую статью на эту тему и построил модель «дифференциальной машины» – пока еще с ручным управлением. После чего приступил к осуществлению своего грандиозного проекта.

То, что идея в техническом отношении была неподъемной, выяснилось спустя девять лет. Хотя фрагмент машины удалось-таки построить, и тот заработал. И даже с большей точностью, чем планировал изобретатель. Позже, между 1847 и 1849 годами, Бэббидж создал улучшенную модель (Differential Engine No.2), но потом забросил и ее, увлекшись новым проектом – универсальной «аналитической машины», работающей (внимание!) под управлением внешней программы.

В машине были центральный процессор (или арифметическое устройство – «мельница» в терминологии Бэббиджа), управляющий барабан («контрольный вал»), устройство ввода-вывода программ («инструкций») с помощью перфорированных карт, регистры памяти, объединенные в один блок («склад») и позволявшие сохранять промежуточный результат вычисления, счетчик числа итераций, печатающее устройство, роль которого выполнял печатный пресс… Регистровая память была способна хранить от ста десятичных чисел по 40 знаков каждое и теоретически могла быть расширена до тысячи 50-разрядных чисел. Для сравнения: ЗУ первого электронного компьютера ENIAC, построенного в 1947 году, содержало всего 20 десятиразрядных чисел.

Единственное, чего не хватало в этом чуде технической мысли, чтобы с полным правом именоваться «первым компьютером в истории», так это принципа хранения команд (stored-program) в том же ОЗУ, где содержатся исходные данные. И, конечно, отсутствовала электроника. Свой агрегат, состоявший из тысяч механических зубчатых колес и занимавший целую комнату, автор предполагал приводить в действие единственной известной к тому времени силой – паром.

…В 1991 году, к двухсотлетию со дня рождения Бэббиджа, энтузиасты из лондонского Музея науки воссоздали по его чертежам «дифференциальную машину №2» весом более двух с половиной тонн, а спустя девять лет и печатающее устройство к ней, само весившее три тонны. Оба агрегата превосходно работали – в более чем полуторавековых расчетах были найдены лишь две конструктивные ошибки.

Владимир Гаков

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи