Чарльз Бэббидж – алғашқы автоматты цифрлық компьютерді құрастырған ағылшын математигі және өнертапқышы. Сонымен қатар, ол заманауи ағылшын пошта жүйесін құруға көмектесті және алғашқы сенімді актуарлық кестелерді құрастырды, спидометрдің түрін ойлап тапты және теміржол тазартқышын ойлап тапты.
Чарльз Бэббидждің өмірбаяны
Лондонда 1791 жылы 26 желтоқсанда Предс банкінің серіктесі, Тейнмуттағы Bitton Estate компаниясының иесі Бенджамин Бэббидж және Бетси Плумли Типтің отбасында дүниеге келген. 1808 жылы отбасы Шығыс Тейнмуттағы ескі Роуден үйіне көшуді ұйғарды, ал әкесі жақын маңдағы Сент-Майклдің күзетшісі болды.
Чарльздың әкесі бай адам болған, сондықтан ол бірнеше элиталық мектептерде оқи алатын. 8 жасында қауіпті дерттен айығу үшін ауыл мектебіне баруға мәжбүр болды. Оның ата-анасы баланың миы «тым қатты болмаса керек» деп шешті. Бэббидждің айтуы бойынша, "Бұл үлкен бекершілік оның балаша ойлауына себеп болған болуы мүмкін."
Содан кейін ол Оңтүстік Девондағы Тотнес қаласындағы Кинг Эдвард VI грамматикалық мектебіне оқуға түсті.әлі де жұмыс істейтін өркендеп келе жатқан мемлекеттік мектеп, бірақ денсаулық жағдайы Чарльзды біраз уақытқа жеке мұғалімдерге жүгінуге мәжбүр етті. Ақырында ол Стивен Фриман басқаратын 30 студентке арналған жабық академияға түсті. Мекеменің кең кітапханасы болды, Бэббидж математиканы өз бетімен оқып, оны жақсы көруді үйренді. Академиядан кеткеннен кейін оның тағы екі жеке тәлімгері болды. Олардың бірі Кембридждік діни қызметкер болды, оның ілімі туралы Чарльз: «Мен қолымнан келген барлық артықшылықтарды пайдалана алмадым деп қорқамын». Екіншісі Оксфорд профессоры болды. Ол Кембриджге түсу үшін Чарльз Бэббиджге классикадан сабақ берді.
Университеттік зерттеулер
1810 жылы қазанда Бэббидж Кембриджге келіп, Тринити колледжіне оқуға түсті. Оның тамаша білімі болды - ол Лагранж, Лейбниц, Лакруа, Симпсонды білді және қол жетімді математикалық бағдарламалардан қатты көңілі қалды. Сондықтан ол Джон Гершель, Джордж Пикок және басқа достарымен бірге Аналитикалық қоғам құруды шешті.
Бэббидж 1812 жылы Кембридж Питерхаусқа ауысқан кезде ол ең жақсы математик болды; бірақ ол оқуын үздік аяқтаған жоқ. Ол кейінірек, тіпті емтихансыз, 1814 жылы құрметті диплом алды.
1814 жылы Чарльз Бэббидж Джорджана Уитморға үйленді. Әкесі неге екені белгісіз оған ешқашан батасын бермеген. Бұл отбасы Лондондағы Девоншир көшесі, 5-үйде тату-тәтті өмір сүрді. Олардың сегіз баласының үшеуі ғана аман қалды.есейгенге дейін.
Чарльздың әкесі, әйелі және ұлдарының бірі 1827 жылы қайғылы жағдайда қайтыс болды.
Компьютер жобасы
Чарльз Бэббидж кезінде математикалық кестелерді есептеуде жиі қателер болатын, сондықтан ол адам қателігінің факторын жойып, оны механикалық түрде орындайтын жаңа әдіс табуды ұйғарды. Бұл идея оған өте ерте, сонау 1812 жылы келді.
Оның шешіміне үш түрлі фактор әсер етті:
- ол жалаңдық пен дәлсіздікті ұнатпайтын;
- логарифмдік кестелер оған оңай болды;
- ол В. Шикард, Б. Паскаль және Г. Лейбництің есептеу машиналары бойынша жұмысынан шабыт алды.
Ол 1822 жылдың басында сэр Х. Дэвиге жазған хатында құрылғыны есептеудің негізгі принциптерін талқылады.
Айырмалық қозғалтқыш
Бэббидж 1822 жылы 14 маусымда Корольдік астрономиялық қоғамға «Астрономиялық және математикалық кестелерді машиналық есептеуді қолдану туралы ескертулер» атты мақаласында «айырма қозғалтқышы» деп атаған нәрсені ұсынды. Ол көпмүшелерді айырмашылық деп аталатын сандық әдіс арқылы есептей алады.
Қоғам бұл идеяны мақұлдады және 1823 жылы үкімет оны салу үшін оған 1500 фунт стерлинг берді. Бэббидж үйінің бір бөлмесінде шеберхана жасап, құрылғының құрылысын қадағалау үшін Джозеф Клементті жалдаған. Әрбір бұйымды арнайы құралдардың көмегімен қолмен жасау керек болды, олардың көпшілігін ол өзі жасады. Чарльз жақсырақ болу үшін өнеркәсіптік кәсіпорындарға көптеген сапарлар жасадыөндірістік процестерді түсіну. Осы саяхаттар мен оның машина жасаудағы жеке тәжірибесі негізінде 1832 жылы Бэббидж «Машина және өндіріс экономикасы туралы» еңбегін жариялады. Бұл бүгінгі «өндірістің ғылыми ұйымдастырылуы» деп аталатын бірінші басылым болды.
Жеке трагедия және Еуропа бойынша саяхат
Чарльз Бэббидждің әкесі әйелі Джорджана мен оның сәби ұлының өлімі 1827 жылы құрылысты тоқтатты. Жұмыс оған үлкен салмақ түсірді, ол бұзылудың аз-ақ алдында болды. Джон Гершель және басқа бірнеше достары Бэббиджді Еуропаға сауықтыру үшін сапарға шығуға көндірді. Ол Нидерланды, Бельгия, Германия, Италия елдерін аралап, университеттер мен зауыттарды аралады.
Италияда ол Кембридж университетінің Лукасиялық математика профессоры болып тағайындалғанын білді. Бастапқыда ол бас тартқысы келді, бірақ достары оны басқаша сендірді. 1828 жылы Англияға қайтып оралғанда Дорсет 1 көшесіне көшті.
Жұмысты жалғастыру
Бэббидж болмаған кезде Difference Engine жобасы атқыланды. «Үкіметтің ақшасын ысырап етті, станок жұмыс істемейді, оны жасаса, оның іс жүзінде еш пайдасы болмайды» деген қауесет тарады. Джон Гершель мен Корольдік қоғам жобаны көпшілік алдында қорғады. Үкімет 1829 жылы 29 сәуірде 1500 фунт стерлинг, 3 желтоқсанда 3000 фунт стерлинг және 1830 жылы 24 ақпанда сол соманы беру арқылы қолдауын жалғастырды. Жұмыс жалғасуда, бірақ Бэббидж үздіксізқазынадан ақша алу қиынға соқты.
Жобадан бас тарту
Чарльз Бэббидждің қаржылық қиындықтары Клементпен келіспеушіліктердің күшеюімен сәйкес келді. Бэббидж үйінің артына екі қабатты, ұзындығы 15 метрлік шеберхана салды. Оның жарықтандыруға арналған әйнек төбесі, сондай-ақ көлігін сақтайтын отқа төзімді таза бөлмесі болды. Клемент жаңа шеберханаға көшуден бас тартты және жұмысты бақылау үшін қаланы аралау үшін ақша талап етті. Бұған жауап ретінде Бэббидж оған тікелей қазынадан жалақы алуды ұсынды. Клемент бас тартты және жобамен жұмысын тоқтатты.
Сонымен қатар, Difference Engine құрастыру үшін пайдаланылған сызбалар мен құралдарды беруден бас тартты. 23 000 фунт стерлингті, оның ішінде Бэббидждің 6 000 фунт стерлингін инвестициялаған соң, аяқталмаған құрылғыдағы жұмыс 1834 жылы тоқтатылды. 1842 жылы үкімет жобадан ресми түрде бас тартты.
Чарльз Бэббидж және оның аналитикалық қозғалтқышы
Айырмашылық қозғалтқыштан алшақтап, өнертапқыш оның жетілдірілген нұсқасы туралы ойлана бастады. 1833 және 1842 жылдар аралығында Чарльз көпмүшелік теңдеулерге қатысты ғана емес, кез келген есептеулерді орындауға бағдарламаланатын құрылғы жасауға тырысты. Бірінші серпіліс келесі теңдеулерді шешу үшін машинаның шығысын оның кірісіне қайта бағыттаған кезде болды. Оны «құйрығын өзі жейтін» машина деп сипаттады. Аналитикалық қозғалтқыштың негізгі элементтерін анықтауға көп уақыт кетпеді.
Чарльз Бэббидждің компьютері деректерді енгізу және қажетті есептеулердің ретін көрсету үшін жаккард тоқыма станокынан алынған перфокарталарды пайдаланды. Құрылғы екі бөліктен тұрды: диірмен және қойма. Заманауи компьютердің процессорына сәйкес келетін диірмен жад деп санауға болатын жадтан алынған мәліметтерге операцияларды орындады. Бұл әлемдегі алғашқы жалпы мақсаттағы компьютер болды.
Чарльз Бэббидждің компьютері 1835 жылы құрастырылған. Жұмыстың ауқымы шынымен де керемет болды. Бэббидж және бірнеше көмекшілер 500 үлкен дизайн сызбаларын, 1000 механикалық белгілеу парағын және 7000 сипаттама парағын жасады. Аяқталған диірменнің биіктігі 4,6 м, диаметрі 1,8 м болды. 100 цифрға арналған сақтау орны 7,6 м ұзартылды. Бэббидж өзінің жаңа машинасы үшін тек шағын сынақ бөлшектерін құрастырды. Құрылғы толығымен аяқталмаған. 1842 жылы үкіметтік қаржыландыруды алудың бірнеше рет сәтсіз әрекеттерінен кейін ол сэр Роберт Пилге жүгінді. Ол бас тартып, орнына рыцарь атағын ұсынды. Бэббидж бас тартты. Ол бірнеше жылдар бойы дизайнды өзгертуді және жақсартуды жалғастырды.
Графиня Лавлейс
1842 жылы қазанда итальяндық генерал және математик Федерико Луиджи Аналитикалық қозғалтқыш туралы мақала жариялады. Жұмысты ағылшын тіліне Бэббидждің ескі досы Лавлейс графинясы Августа Ада Кинг аударған. Чарльз оған аудармаға түсініктеме беруді ұсынды. 1842-1843 жылдар аралығында ерлі-зайыптылар бірге 7 жазба жазды,жалпы ұзындығы мақалалардың нақты көлемінен үш есе көп болды. Олардың бірінде Ада Бернулли сандарын есептеу үшін Бэббидж жасаған бағдарламаның орындалу кестесін дайындады. Басқасында ол сандармен қатар символдармен де операцияларды орындай алатын жалпыланған алгебралық машина туралы жазды. Лавлейс, бәлкім, Бэббидж құрылғысының жалпы мақсаттарын бірінші болып түсінді және кейбіреулер оны әлемдегі алғашқы компьютерлік бағдарламашы деп санайды. Ол аналитикалық қозғалтқышты толығырақ сипаттайтын кітаппен жұмыс істей бастады, бірақ оны аяқтауға үлгермеді.
Инженерлік ғажайып
1846 жылдың қазаны мен 1849 жылдың наурызы аралығында Бэббидж аналитикалық қозғалтқышты құрудан алған білімін пайдалана отырып, екінші айырмашылық қозғалтқышын жобалауды бастады. Ол небәрі 8000 бөлікті пайдаланды, бұл біріншіден үш есе аз. Бұл инженерия кереметі болды.
Ол үнемі түзетіп, түрлендіретін аналитикалық қозғалтқыштан айырмашылығы, Чарльз Бэббидждің екінші айырмашылық қозғалтқышы дамудың бастапқы кезеңі аяқталғаннан кейін өзгертілмеді. Болашақта өнертапқыш құрылғыны жасауға ешқандай әрекет жасамады.
24 сызба Чарльз Бэббидж идеялары 1985-1991 жылдары оның туғанына 200 жыл толуына орай толық өлшемді көшірме жасау арқылы жүзеге асқанға дейін Ғылым мұражайының мұрағатында қалды. Құрылғының өлшемдері ұзындығы 3,4 м, биіктігі 2,1 м және тереңдігі 46 см, салмағы 2,6 тонна болды. Дәлдік шектеулері сол уақытта қол жеткізуге болатын нәрселермен шектелді.
Жетістіктер
1824 жылы Бэббидж "математикалық және астрономиялық кестелерді есептейтін машинаны ойлап тапқаны үшін" Корольдік астрономиялық қоғамының алтын медалін алды.
1828 жылдан 1839 жылға дейін Бэббидж Кембридждегі Лукасиялық математика профессоры болды. Ол бірқатар ғылыми мерзімді басылымдар үшін көп жазды және 1820 жылы Астрономиялық қоғамды және 1834 жылы Статистикалық қоғамды құруда маңызды рөл атқарды.
1837 жылы Бриджуотер компаниясының «Құдайдың жаратылысында көрінетін құдіреті, даналығы және ізгілігі туралы» 8 ресми трактатына жауап ретінде ол «Құдіреттілігі мен көрегендігі бар Құдай жаратқан» деген тезисін алға тарта отырып, Бриджуотер туралы тоғызыншы трактатын жариялады. заңдарды (немесе бағдарламаларды) шығаратын құдайдың заң шығарушысы, содан кейін тиісті уақытта түрлер жасайды, осылайша жаңа түр қажет болған сайын кереметтер жасау қажеттілігін болдырмайды. Кітапта автордың осы тақырып бойынша Джон Гершельмен хат алмасуынан үзінділер бар.
Чарльз Бэббидж криптографияда да елеулі нәтижелерге қол жеткізді. Ол автокілт шифрын, сондай-ақ бүгінгі күні Виженер шифры деп аталатын әлдеқайда әлсіз шифрды бұзды. Бэббидждің жаңалығын британдық әскерилер пайдаланды және бірнеше жылдан кейін ғана жарияланды. Нәтижесінде басымдық құқығы бірнеше жылдан кейін дәл осындай нәтижеге келген Фридрих Касискиге өтті.
1838 жылы Бэббидж локомотивтердің жолын тазарту үшін тепловоздардың алдыңғы жағына бекітілген металл жақтауды ойлап тапты.кедергілер. Ол сондай-ақ Исабард Корольдігінің Брунелдегі Ұлы Батыс теміржолында бірқатар зерттеулер жүргізді.
Ол 1832 жылы Финсбери қаласындағы сайлауға қатысқан кезде ғана саясатқа араласуға тырысты. Дауыс беру нәтижесі бойынша Бэббидж соңғы орынға ие болды.
Математик және өнертапқыш 1871 жылы 18 қазанда 79 жасында қайтыс болды.
Ол жасаған есептеу құрылғыларының аяқталмаған механизмдерінің бөліктерін Лондондағы Ғылым мұражайында көруге болады. 1991 жылы Чарльз Бэббидждің Дифференция қозғалтқышы оның бастапқы жоспарлары негізінде құрастырылды және ол тамаша жұмыс істеді.
