Charles Babbage ialah seorang ahli matematik dan pencipta Inggeris yang mereka bentuk komputer digital automatik pertama. Selain itu, beliau membantu mencipta sistem pos Inggeris moden dan menyusun jadual aktuari pertama yang boleh dipercayai, mencipta sejenis meter kelajuan dan mencipta landasan kereta api yang lebih jelas.
Biografi Charles Babbage
Dilahirkan di London pada 26 Disember 1791 dalam keluarga Benjamin Babbage, rakan kongsi di Bank Praeds, pemilik Bitton Estate di Teignmouth, dan Betsy Plumley Tip. Pada tahun 1808 keluarga itu memutuskan untuk berpindah ke Rumah Rowden lama di Teignmouth Timur, dan bapanya menjadi warden St Michael yang berdekatan.
Ayah Charles ialah seorang kaya, jadi dia boleh belajar di beberapa sekolah elit. Pada usia 8 tahun, dia terpaksa pergi ke sekolah luar bandar untuk sembuh daripada penyakit berbahaya. Ibu bapanya memutuskan bahawa otak kanak-kanak itu "tidak sepatutnya terlalu keras." Menurut Babbage, "Kemalasan yang hebat ini mungkin telah menyebabkan beberapa alasan kebudak-budakannya."
Kemudian dia memasuki Sekolah Tatabahasa King Edward VI di Totnes, Devon Selatan,sebuah sekolah awam yang berkembang maju yang masih beroperasi hari ini, tetapi keadaan kesihatan memaksa Charles beralih kepada guru swasta untuk seketika. Akhirnya dia masuk ke akademi tertutup untuk 30 pelajar, yang diketuai oleh Pendeta Stephen Freeman. Institusi itu mempunyai perpustakaan yang luas, yang digunakan Babbage untuk belajar matematik sendiri dan belajar menyukainya. Selepas meninggalkan akademi, dia mempunyai dua lagi mentor peribadi. Salah seorang daripada mereka ialah seorang paderi Cambridge, yang mengajar Charles mengulas: "Saya khuatir saya tidak mengambil semua kelebihan yang saya boleh miliki." Seorang lagi ialah seorang profesor Oxford. Dia mengajar klasik kepada Charles Babbage supaya dia boleh diterima masuk ke Cambridge.
Pengajian universiti
Pada Oktober 1810, Babbage tiba di Cambridge dan memasuki Kolej Trinity. Dia mempunyai pendidikan yang cemerlang - dia mengenali Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson dan sangat kecewa dengan program matematik yang ada. Jadi dia memutuskan untuk membentuk Persatuan Analitikal bersama John Herschel, George Peacock dan rakan-rakan lain.
Apabila Babbage berpindah ke Cambridge Peterhouse pada tahun 1812, beliau adalah ahli matematik terbaik; tetapi dia tidak lulus dengan cemerlang. Dia menerima ijazah kehormat kemudian, tanpa mengambil peperiksaan pun, pada tahun 1814.
Pada tahun 1814, Charles Babbage berkahwin dengan Georgiana Whitmore. Ayahnya, atas sebab tertentu, tidak pernah merestuinya. Keluarga itu tinggal dengan aman di 5 Devonshire Street di London. Hanya tiga daripada lapan anak mereka terselamat.sehingga dewasa.
Ayah Charles, isterinya dan salah seorang anak lelakinya meninggal dunia secara tragis pada tahun 1827.
Projek Komputer
Semasa zaman Charles Babbage, sering berlaku kesilapan dalam mengira jadual matematik, jadi dia memutuskan untuk mencari kaedah baharu yang akan melakukannya secara mekanikal, menghapuskan faktor kesilapan manusia. Idea ini datang kepadanya sangat awal, pada tahun 1812.
Tiga faktor berbeza mempengaruhi keputusannya:
- dia tidak menyukai kecerobohan dan ketidaktepatan;
- jadual logaritma adalah mudah baginya;
- dia telah diilhamkan oleh kerja sedia ada pada mesin pengiraan oleh W. Schickard, B. Pascal dan G. Leibniz.
Dia membincangkan prinsip asas pengiraan peranti dalam surat kepada Sir H. Davy pada awal tahun 1822.
Enjin Perbezaan
Babbage mempersembahkan apa yang dipanggilnya "enjin perbezaan" kepada Royal Astronomical Society pada 14 Jun 1822, dalam kertas kerja bertajuk "Remarks on the Application of the Machine Calculation of Astronomical and Mathematical Tables". Dia boleh mengira polinomial menggunakan kaedah berangka yang dipanggil perbezaan.
Persatuan meluluskan idea itu, dan pada tahun 1823 kerajaan memberinya £1,500 untuk membinanya. Babbage membuat bengkel di salah satu bilik di rumahnya dan mengupah Joseph Clement untuk menyelia pembinaan peranti itu. Setiap bahagian perlu dibuat dengan tangan menggunakan alat khas, kebanyakannya direka sendiri. Charles membuat banyak lawatan ke perusahaan perindustrian untuk menjadi lebih baikmemahami proses pembuatan. Atas dasar perjalanan ini dan pengalaman peribadinya membina mesin, pada tahun 1832 Babbage menerbitkan On the Economics of Machinery and Production. Ia adalah penerbitan pertama yang hari ini dipanggil "organisasi saintifik pengeluaran".
Tragedi peribadi dan perjalanan melalui Eropah
Kematian isteri Georgiana, bapa kepada Charles Babbage dan anak lelakinya yang masih bayi telah mengganggu pembinaan pada tahun 1827. Kerja itu membebankannya, dan dia hampir mengalami kerosakan. John Herschel dan beberapa rakan lain memujuk Babbage untuk membuat perjalanan ke Eropah untuk memulihkan kesihatan. Dia mengembara melalui Belanda, Belgium, Jerman, Itali, melawat universiti dan kilang.
Di Itali, dia mengetahui bahawa dia telah dilantik sebagai Profesor Matematik Lucasian di Universiti Cambridge. Pada mulanya, dia ingin menolak, tetapi rakan-rakan meyakinkannya sebaliknya. Sekembalinya ke England pada tahun 1828, dia berpindah ke 1 Dorset Street.
Menyambung kerja
Semasa ketiadaan Babbage, projek Difference Engine mendapat kecaman. Khabar angin tersebar bahawa dia telah membazir wang kerajaan, bahawa mesin itu tidak berfungsi, dan ia tidak akan bernilai praktikal jika ia dibuat. John Herschel dan Royal Society secara terbuka mempertahankan projek itu. Kerajaan meneruskan sokongannya dengan menyediakan £1,500 pada 29 April 1829, £3,000 pada 3 Disember, dan jumlah yang sama pada 24 Februari 1830. Kerja diteruskan, tetapi Babbage sentiasamengalami kesukaran mendapatkan wang daripada perbendaharaan.
Meninggalkan projek
Masalah kewangan Charles Babbage bertepatan dengan perselisihan faham yang semakin meningkat dengan Clement. Babbage membina bengkel dua tingkat sepanjang 15 meter di belakang rumahnya. Dia mempunyai bumbung kaca untuk pencahayaan, serta bilik bersih kalis api untuk menyimpan keretanya. Clement enggan berpindah ke bengkel baru dan menuntut wang untuk mengembara di sekitar bandar untuk mengawasi kerja. Sebagai tindak balas, Babbage mencadangkan agar dia dibayar terus dari perbendaharaan. Clement menolak dan berhenti mengusahakan projek itu.
Selain itu, enggan menyerahkan pelan tindakan dan alatan yang digunakan untuk membina Enjin Perbezaan. Selepas melabur £23,000, termasuk £6,000 daripada dana Babbage sendiri, kerja pada peranti yang belum siap itu dihentikan pada tahun 1834. Pada tahun 1842 kerajaan secara rasmi meninggalkan projek itu.
Charles Babbage dan Enjin Analisisnya
Berjauhan daripada enjin perbezaan, pencipta mula memikirkan versinya yang dipertingkatkan. Antara 1833 dan 1842, Charles cuba membina peranti yang boleh diprogramkan untuk melakukan sebarang pengiraan, bukan hanya yang berkaitan dengan persamaan polinomial. Kejayaan pertama datang apabila dia mengubah hala keluaran mesin kepada inputnya untuk menyelesaikan persamaan selanjutnya. Dia menyifatkan ia sebagai mesin yang "memakan ekornya sendiri". Ia tidak mengambil masa yang lama untuk dia mengetahui elemen asas Enjin Analisis.
Komputer Charles Babbage menggunakan kad tebuk yang dipinjam daripada mesin tenun jacquard untuk memasukkan data dan menunjukkan susunan pengiraan yang diperlukan. Peranti ini terdiri daripada dua bahagian: kilang dan penyimpanan. Kilang, sepadan dengan pemproses komputer moden, melakukan operasi pada data yang diterima daripada storan, yang boleh dianggap sebagai memori. Ia ialah komputer tujuan umum pertama di dunia.
Komputer Charles Babbage telah direka pada tahun 1835. Skala kerja itu benar-benar luar biasa. Babbage dan beberapa pembantu menghasilkan 500 lukisan reka bentuk besar, 1,000 helaian penunjuk mekanikal, dan 7,000 helaian keterangan. Kilang yang telah siap adalah 4.6 m tinggi dan 1.8 m diameter. Storan untuk 100 digit dilanjutkan 7.6 m. Untuk mesin baharunya, Babbage hanya membina bahagian ujian kecil. Peranti tidak pernah disiapkan sepenuhnya. Pada tahun 1842, selepas percubaan berulang kali gagal untuk mendapatkan pembiayaan kerajaan, dia mendekati Sir Robert Peel. Dia menolak dan sebaliknya menawarkan gelaran kesatria kepadanya. Babbage menolak. Dia terus mengubah suai dan menambah baik reka bentuk selama bertahun-tahun.
Countess Lovelace
Pada Oktober 1842, Federico Luigi, seorang jeneral dan ahli matematik Itali, menerbitkan artikel mengenai Enjin Analitik. Augusta Ada King, Countess of Lovelace, kawan lama Babbage, menterjemah karya itu ke dalam bahasa Inggeris. Charles mencadangkan agar dia memberi anotasi terjemahan. Antara 1842 dan 1843 pasangan itu menulis 7 nota bersama-sama,jumlah panjangnya adalah tiga kali ganda saiz sebenar artikel. Dalam salah satu daripadanya, Ada menyediakan jadual pelaksanaan program yang dicipta Babbage untuk mengira nombor Bernoulli. Dalam satu lagi, dia menulis tentang mesin algebra umum yang boleh melakukan operasi pada simbol dan juga pada nombor. Lovelace mungkin yang pertama memahami matlamat yang lebih umum bagi peranti Babbage, dan dianggap oleh sesetengah pihak sebagai pengaturcara komputer pertama di dunia. Dia mula mengerjakan buku yang menerangkan Enjin Analitik dengan lebih terperinci, tetapi tidak sempat menyelesaikannya.
Keajaiban Kejuruteraan
Antara Oktober 1846 dan Mac 1849, Babbage mula mereka bentuk enjin perbezaan kedua, menggunakan pengetahuan yang diperolehnya daripada membina enjin analitikal. Ia menggunakan hanya 8,000 bahagian, tiga kali lebih rendah daripada yang pertama. Ia adalah satu keajaiban kejuruteraan.
Tidak seperti yang analitikal, yang sentiasa dinyahpenyah dan diubah suainya, enjin perbezaan kedua Charles Babbage tidak ditukar selepas selesai peringkat awal pembangunan. Pada masa hadapan, pencipta tidak membuat sebarang percubaan untuk membina peranti itu.
24 lukisan kekal dalam arkib Muzium Sains sehingga idea Charles Babbage direalisasikan pada 1985-1991 dengan penciptaan replika bersaiz penuh sempena ulang tahun ke-200 kelahirannya. Dimensi peranti adalah 3.4 m panjang, 2.1 m tinggi dan 46 cm dalam, dan beratnya ialah 2.6 tan. Had ketepatan adalah terhad kepada apa yang boleh dicapai pada masa itu.
Pencapaian
Pada tahun 1824, Babbage menerima Pingat Emas Persatuan Astronomi Diraja "atas ciptaannya mesin untuk mengira jadual matematik dan astronomi."
Dari 1828 hingga 1839 Babbage ialah profesor matematik Lucasian di Cambridge. Beliau menulis secara meluas untuk beberapa majalah saintifik dan memainkan peranan penting dalam mengasaskan Persatuan Astronomi pada tahun 1820 dan Persatuan Statistik pada tahun 1834.
Pada tahun 1837, sebagai respons kepada 8 risalah rasmi Bridgewater "Mengenai kuasa, kebijaksanaan dan kebaikan Tuhan yang nyata dalam penciptaan", dia menerbitkan risalah Bridgewater kesembilan, mengemukakan tesis bahawa Tuhan, yang memiliki kemahakuasaan dan pandangan jauh, mencipta ilahi seorang penggubal undang-undang yang menghasilkan undang-undang (atau program) yang kemudian mencipta spesies pada masa yang sesuai, dengan itu menghapuskan keperluan untuk melakukan keajaiban setiap kali spesies baru diperlukan. Buku ini mengandungi petikan daripada surat-menyurat penulis dengan John Herschel mengenai perkara ini.
Charles Babbage juga mencapai keputusan yang ketara dalam kriptografi. Dia memecahkan sifir autokey serta sifir yang lebih lemah yang kini dipanggil sifir Vigenère. Penemuan Babbage digunakan oleh tentera British dan diterbitkan hanya beberapa tahun kemudian. Akibatnya, hak keutamaan diserahkan kepada Friedrich Kasiski, yang mendapat keputusan yang sama beberapa tahun kemudian.
Pada tahun 1838, Babbage mencipta trek yang lebih jelas, bingkai logam yang dipasang pada bahagian hadapan lokomotif untuk membersihkan trek daripadahalangan. Beliau juga menjalankan beberapa kajian tentang Kereta Api Barat Besar Isambard Kingdom Brunel.
Dia hanya sekali cuba memasuki politik, apabila pada tahun 1832 dia menyertai pilihan raya di bandar Finsbury. Mengikut keputusan pengundian, Babbage mendapat tempat terakhir.
Ahli matematik dan pencipta meninggal dunia pada 18 Oktober 1871 pada usia 79 tahun.
Sebahagian daripada mekanisme peranti pengkomputeran yang belum selesai yang diciptanya tersedia untuk dikunjungi di Muzium Sains di London. Pada tahun 1991, Enjin Perbezaan Charles Babbage telah dibina berdasarkan rancangan asalnya dan ia berfungsi dengan sempurna.
