Charles Babbage

Charles Babbage

Charles Babbage 26. desember 1791–18. oktober 1871 var ein engelsk matematikar. Han er kjend for skissene sine av maskiner, til dømes differansemaskinen hans (the Difference Engine), som var forløparen for dagens datamaskinar. Påbegynte konstruksjonar og teikningar av desse maskinene finst på London Science Museum. I 1991 vart det produsert, på grunnlag av teikningane til Babbage, ein ferdig differansemaskin som fungerte slik det var tenkt. Han vart produsert med presisjonsnivå og toleransar som var fullt moglege på 1700-talet, noko som beviser at maskinen til Babbage ville ha fungert viss han hadde fått ferdigstilt han.

Tidlege år

Han vart født i Teignmouth, Devonshire og studerte ved Trinity College og Peterhouse ved Universitetet i Cambridge. Han vart uteksaminert frå Cambridge i 1814. Same år gifta han seg med Georgiana Whitmore. Dei fekk åtte born, men berre tre levde opp til vaksen alder. Kona hans døydde i 1827.

Utrekningsmaskinane

On the economy of machinery and manufactures, 1835

Astronomar og navigatørar utfører mange rekneoperasjonar, t.d. multiplikasjon og divisjon, og heilt opp til dagane våre (før datamaskinar og andre elektroniske hjelpemiddel) har det viktigaste hjelpemidlet til dette vore logaritmar. Enklare logaritmetabellar strekkjer ikkje til for presisjonsbehova i astronomi og navigasjon. Sidan det er arbeidskrevjande å rekne ut ein logaritme for hand, vart det publisert logaritmetabellar i tjukke bind, med meir nøyaktige logaritmar. Desse vart framstilt ved hjelp av mange tilsette som rekna ut tabellar for hand. Deretter vart tabellane sett i bly for trykking. Denne arbeidskrevjande prosessen resulterte i mange feil, noko som skapte store og kostbare problem for fartøy.

Med bakgrunn i den høge feilfrekvensen i logaritmetabellane på denne tida, leitte Babbage etter ein metode for å gjere desse utrekningane manuelt. Målet var at utrekningar og setting skulle gjerast utan menneskeleg inngrep. Han kjende til, og var sikkert påverka av dei tidlegare arbeida med utrekningsmaskinar av Blaise Pascal og Gottfried Leibniz. I 1822 skildra han i eit brev til Sir Humphry Davy idene sine om korleis ein utrekningsmaskin skulle kunne brukast til å rekne ut og trykkje matematiske tabellar.

Differansemaskinen

I 1821 presenterte Babbage ein modell til noko han kalla differansemaskinen (the Difference Engine) for Royal Astronomical Society. Formålet med denne maskina var å framstille logaritmetabellar der logaritmeberekninga vart tilnærma av polynom med ein numerisk metode, differansemetoden. Ideen vart godkjent, og i 1823 mottok han eit bidrag frå den britiske regjeringa på 1500 pund for å realisere konstruksjonen.

Arbeidet vart påbegynt, men aldri avslutta. For det første var friksjonen i tannhjulmekanismane som kunne produserast med teknikken på den tida for stor – vibrasjonar var eit konstant problem. For det andre ombestemte han seg stadig med omsyn til korleis maskina skulle konstruerast. I 1833 hadde han brukt 17 000 pund utan at han kunne vise til tilfredsstillande resultat.

Den analytiske maskinen

Mellom 1833 og 1842 gjorde han eit nytt forsøk. Denne gongen freista han å byggje ein maskin som skulle kunne programmerast til å utføre alle typar utrekningar, ikkje berre polynomfunksjonar. Denne maskina kalla han «den analytiske maskinen» (the Analytical Engine). Konstruksjonen bygde på prinsipp frå vevstolproduksjonen til Joseph-Marie Jacquard, som brukte holkort til å styre arbeidet. Babbage tilpassa denne konstruksjonen til å styre korleis ulike matematiske utrekningar skulle utførast.

Den analytiske maskinen hadde innmatingseiningar som bygde på holkort, etter idear frå Jacquard, ei utrekningseining som utførde ulike matematiske operasjonar, ei styreeining som sørgde for at riktige operasjonar vart utført, og eit minne der utrekna mellomresultat kunne lagrast for seinare bruk. Dette var den første datamaskina i verda.

Konstruksjonen var ferdig i 1835, men han såg aldri dagens lys. Dette skulda i stor grad dei tidlegare problema til Baggage med differansemaskinen, han fekk fleire avslag på søknad om økonomiske bidrag til arbeidet frå styresmaktene.

I oktober 1842 publiserte den italienske generalen og matematikaren Federico Luigi, Conte Menabrea ein forskingsrapport om den analytiske maskinen. Augusta Ada King, grevinne av Lovelace, ein mangeårig ven av Babbage, omsette rapporten til engelsk. Charles foreslo at ho skreiv kommentarar til rapporten. I ein serie brev mellom 1842 og 1843, samarbeidde paret om sju kommentarar. I den eine kommentaren utarbeidde Ada ein utføringstabell for eit program som Babbage skreiv for å rekne ut bernoullitala. I ein annan skreiv ho om eit generalisert algebraprogram som kunne utføre operasjonar på symbol i tillegg til tal. Av einskilde blir Lovelace rekna som den første programmeraren i historia. Ho byrja på arbeidet med ein meir detaljert skildring av den analytiske maskinen, men ho vart aldri ferdig. Over hundre år seinare vart eit av dei tidlege programmeringsspråka, Ada, kalla opp til minne om henne.

Seinare år

I 1837 lukkast ein svensk advokat Georg Scheutz å byggje ein fungerande versjon av differansemaskinen. Konstruksjonen bygde på skildringane til Babbage frå 1834. Babbage var blant dei som undersøkte maskinen og uttalte seg positivt om han. Den britiske regjeringa kjøpte eit eksemplar av maskinen.

Arbeidet til Babbage med å forbetre produksjonen av tannhjulmekanismar til maskinane sine, har etter mange si meining bidrege til at britane fekk eit teknisk forsprang, og til at den britiske flåten vart overlegen under første verdskrigen.

I 1816 vart han medlem i Royal Society.

Frå 1828 til 1839 var Babbage lucasiansk professor i matematikk ved universitetet i Cambridge. Han bidrog med artiklar i fleire vitskaplege tidsskrift, og var delaktig i skipingar av The Astronomical Society 1820 og The Statistical Society 1834. Dei siste åra budde han i London og arbeidde med å konstruere maskinar som kunne utføre aritmetiske og algebraiske utrekningar.

Priser og utmerkingar (utval)

• 1824 – Royal Astronomical Societys gullmedalje

Sjå òg

• Kryptoanalyse
• Kryptering
• Datamaskin

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Charles Babbage» frå Wikipedia på bokmål, den 1. november 2011.

Bakgrunnsstoff

• Biografi om Babbage
• Science Museum's utstilling om differansemaskinen