Die analytische Engine: ein Rückblick auf die zeitlosen Designs von babbage

Die analytische Engine - es ist kein auffälliger Name, aber diese Kreation des späten 19. Jahrhunderts wäre selbst für das moderne Publikum beeindruckend gewesen. Es wäre eine Metall-Monstrosität gewesen - ein klapperndes Multitonnen-Ungetüm, das viel mehr Platz benötigt als ein herkömmlicher Serverraum für kleine Unternehmen. Was dieses Design wirklich tat, war im Wesentlichen, die Kluft zwischen dem, was damals existierte und dem, was heute existierte, zu überbrücken und die Science-Fiction in die Realität umzuwandeln.

Die analytische Engine war eine Idee, an der ein Mann namens Charles Babbage bis zu seinem Tod im Jahr 1871 arbeitete - eine Maschine, die, obwohl nie vollständig gebaut, zu den Arten von intelligenten Geräten führte, die wir heute für selbstverständlich halten. Die analytische Engine hat das Erbe von Charles Babbage als Visionär in den Bereichen Informationstechnologie und künstliche Intelligenz verfestigt. Basierend auf Babbages früherer Arbeit mit logarithmischen Tabellen und automatischer arithmetischer Funktion (und einer mechanischen "Difference Engine", die ähnliche Grundberechnungen durchführen kann) wurde die analytische Engine so konzipiert, dass sie theoretisch mit analoger Technologie einen Teil der heutigen digitalen Maschinen erledigt mit Technologien, die nach dem Verständnis des 19. Jahrhunderts Zauberei oder Magie ähnelten.

Wenn Sie mehr über die Entwicklung dieses Plans erfahren möchten, schauen Sie sich eine der verschiedenen Online-Hommagen an Charles Babbage an oder lesen Sie die relativ dunkle Slim Edition von Jeremy Bernstein, The Analytical Engine: Computers - Past, Present and Future. Bernstein geht detailliert auf den Motor und seinen Hersteller ein und dokumentiert einige der wesentlichen Datenphilosophien, die den langen Marsch nach vorne eingeleitet haben. Bernsteins Buch wurde in den 1980er Jahren geschrieben, als sich der digitale Computer noch in den Kinderschuhen befand, und dennoch behandelt das Buch viele der Gestaltungsprinzipien, für die Babbage heute berühmt ist.

Grundprinzipien der Datenverarbeitung

Bei der Automatisierung von numerischen Berechnungsprozessen weist Bernstein darauf hin, dass Babbage in die Zukunft blicken konnte, um die Notwendigkeit des menschlichen Betriebs seines Motors zu eliminieren. Er stellt fest, dass eine der Hauptschülerinnen von Babbage, Lady Lovelace, ihre Vorherrschaft in der damaligen Technologiewelt angedeutet hat: "Dieser Motor übertrifft seine Vorgänger", schrieb Lovelace, "sowohl in Bezug auf den Umfang der Berechnungen, die er ausführen kann, als auch in Bezug auf die Einrichtung, Gewissheit und Genauigkeit, mit der es sie beeinflussen kann, und in Ermangelung aller notwendigen Eingriffe der menschlichen Intelligenz bei der Durchführung ihrer Berechnungen. "

Bernstein erinnert sich auch an Babbages merkwürdige "Ordnung" im Umgang mit modernen Speichern: "Wenn ein bestimmter Logarithmus benötigt wurde, sollte die Maschine eine Glocke läuten und an einem Fenster eine Karte anzeigen, die sicherstellt, welcher Logarithmus benötigt wird. Wenn der Bediener den liefert Falscher Wert, die Maschine sollte lauter klingeln. "

In Anspielung auf die sequentiellen und iterativen Aspekte moderner Programmiersprachen wie C ++ konzipierte Babbage das, was er "die Maschine, die sich vorwärts bewegt, indem sie ihren Schwanz frisst", um aufeinanderfolgende Operationen durchzuführen. Er erarbeitete auch Systeme für bedingte Operationen wie moderne "if" -Anweisungen. Bernstein geht auch auf die Kernelemente ein, die in Babbages theoretischen numerischen Zylindern und anderen Teilen zur Handhabung von analogen Zahlen enthalten sind.

"Alle Computer bestehen aus vier Grundeinheiten." schreibt Bernstein. "Erstens muss es einen Mechanismus geben, mit dem Daten und Anweisungen in die Maschine gelangen und Antworten abgerufen werden können - die Verbindung zwischen der Maschine und dem menschlichen Programmierer."

Dieses und andere Bücher über den Fortschritt der IT über viele Jahrzehnte zeigen, wie immer ausgefeiltere analoge Eingabemechanismen wie Bänder und Lochkarten zu vollständig digitalen Designs führten, mit denen Informationen jetzt viel besser ausgetauscht werden können.

Zweitens erklärt Bernstein die Verwendung von gespeichertem Speicher durch Babbage, der wiederum in analogen Behältern gespeichert wäre. Eine Rechenmaschine muss auch eine Art Engine für die Programmierung haben, die Bernstein "Mühle" nennt, und eine umfassende "Steuereinheit" muss alle diese Vorgänge steuern.

"Es ist einer der Triumphe der modernen Elektronik, dass Schaltkreise, die all diese Dinge können, entworfen und hergestellt wurden", schreibt Bernstein, "und es ist eine Hommage an Babbage, dass er sich vorstellte, wie die gleichen Dinge von einer Sammlung gemacht werden könnten von Zahnrädern und Rädern und Hebeln. "

Späterer Fortschritt

Erhebliche Fortschritte bei Babbages theoretischen Entwürfen würden erst in den 1900er Jahren einige Jahrzehnte später erzielt. Brownstein berichtet über die Entstehung von Maschinen wie der Mark 1, die in den 1940er Jahren entwickelt wurden, und des Electronic Numerical Integrator And Calculator (ENIAC), der 1946 vorgestellt wurde und mit seiner ausgeklügelten Hardware und seiner unglaublichen Rechenleistung die Welt verblüffte. Im Allgemeinen erzählt Bernstein, wie die Analyse-Engine als frühes IT-Wahrzeichen schließlich zu den Mainframes führte, die Mitte bis Ende des 20. Jahrhunderts die wichtigsten Regierungssysteme mit Strom versorgten, bis Hardware-Fortschritte und entsprechende Programmierentwicklungen diese hoch entwickelten Kriegsmaschinen schrittweise erweiterten in das massive World Wide Web (WWW) für Endverbraucher und für den individuellen Gebrauch, auf das wir uns jetzt verlassen, um Miley Cyrus 'Twerking-Videos nachzuschlagen und Pizzarestaurants zu vergleichen.

Vielleicht braucht es einen echten Steampunk-Fan, um zu verstehen, wie Babbage mit seinen sauber drehenden Stahlrädern und den digital gedruckten Zylindern die Art von Rechenoperationen hervorgebracht hätte, die wir jetzt selbst mit den grundlegendsten Softwareprogrammen auf PCs durchführen können. Während wir jedoch weiter mit neuer Hardware und neuen Schnittstellen experimentieren, lohnt es sich, auf ein wirklich beeindruckendes Stück Infrastruktur zurückzublicken, einen Maschinentyp, der die Webstühle, Nähmaschinen und Pressen seiner Zeit als fast mythologische Kuriosität in den Schatten gestellt hätte und ein Vorläufer einer zukünftigen verwirrenden Moderne.