Naprej na vsebino

V 19. stoletju se je na obzorju zarisal prvi moderni računalnik

V prvem pregledu zgodovine nastanka računalnikov smo prišli do prelomnice na poti do sodobnega računalnika. Osebnost, ki je izvedla preskok od logaritemskih tablic in prvih računskih strojev, kakršne so zasnovali Schickard, Pascal in Leibnitz, k novemu pristopu in nadgradnji dotedanjega načina reševanja matematičnih zagat, je bil angleški matematik in oče računalništva Charles Babbage, ki je bil s svojimi idejami daleč pred svojim časom.

Oče računalnikov Charles Babbage. Vir slike: Wikipedia.
Oče računalnikov Charles Babbage.
Vir slike: Wikipedia.

Babbage je zasnoval diferenčni stroj – pot k zvezdam je odprta

Charlesu Babbageu niso bile všeč napake in pomanjkljivosti, ki jih je opažal pri dotedanjih računskih operacijah z računskimi stroji, zato se je odločil preseči sisteme teh strojev, ki so temeljili na logiki in načinu, kakršnega je uporabljal pri računanju človek. Zastavil je nov koncept delovanja stroja in najprej zasnoval model svojega diferenčnega stroja, ki je prinesel pomembne spremembe na področje matematičnega računanja. 

Od angleške Kraljeve astronomske družbe je leta 1824 za ta model prejel zlato medaljo za izum stroja za računanje astronomskih in matematičnih tabel, kot je svoj diferenčni stroj sam poimenoval. Tu pa se njegova zgodba o uspehu ne konča, ampak je pravzaprav sprožilec za revolucionarno odkritje.

Prelomnica: analitičen stroj ima vse elemente sodobnega računalnika            

Leta 1833 je Babbage dobil genialno zamisel, da je mogoče izdelati analitičen stroj. Ta pa je bil v osnovnem principu delovanja tak, kot so današnji sodobni računalniki – s čimer je prehiteval svoje sodobnike za skoraj sto let. In kako je deloval ta Babbageev računalnik?

Ta njegova neverjetno napredna naprava za računanje matematičnih operacij je imela dva dela, po funkciji popolnoma enakovredna današnjim računalnikom, in sicer: shranjevalno enoto za tisoč števil s po več deset ciframi – današnji pomnilnik – in mlin – današnja procesna enota računalnika – v katerem so se dogajale vse računske operacije: seštevanje, odštevanje, množenje in deljenje.

Te računske operacije so se izvajale po določenem zaporedju, za nadzor nad temi operacijami pa je Babbage uporabil luknjane kartice, takšne, kot so se uporabljale v tkalskih strojih Josepha Jacquarda. Te kartice so bile v današnjem pomenu računalniški program. V kakšnem smislu? Izvajale so nadzor nad računalniškimi operacijami in določale, katera računska operacija naj se izvaja (seštevanje, odštevanje, deljenje, množenje), kolikokrat naj se izvede, kje so operandi oziroma predmeti matematične operacije in kje naj se pokaže rezultat.  

Genialna ideja je vplivala na tok zgodovine

Prav to je genialnost Babbageevega izuma in v tem se je njegov stroj razlikoval od predhodnikov: sam je znal sprejemati odločitve na podlagi lastnih računskih operacij, kar počnejo tako rekoč vsi sodobni računalniki.

Lahko si predstavljamo, kako megalomanski bi bil ta stroj, če bi ga Babbage sestavil: položaj zobnikov v enem menjalniku je predstavljal eno številko (bilo pa jih je tisoč), en menjalnik je lahko seštel le enomestno številko itd. To je edina napaka tega analitičnega stroja – da ga Babbage ni sestavil (kasneje je bil sestavljen in danes je na ogled v muzeju, tehta pa tri tone). Pri tem mu je ponudila pomoč pri iskanju finančne podpore za sestavo stroja njegova izvrstna tesna sodelavka, vizionarka, matematičarka, računalničarka in programerka Ada Lovelace, a je njeno pomoč zavrnil. Kaj bi bilo, če je ne bi?

Razvoj računalnikov bi se začel stoletje prej, tako pa je ostal Babbageev ogromni matematični mehanski stroj pozabljen do sredine 20. stoletja. Takrat je zapiske Ade Lovelace o tem stroju našel Alan Turing, začetnik modernega računalništva, in doba računalništva se je razcvetela. Tako velika je bila vloga Charlesa Babbagea in Ade Lovelace pri uveljavitvi nove ere v človeški zgodovini. In kdo je bila Ada Lovelace?

Računalniška programerka in vizionarka Ada Lovelace. Vir slike: Wikipedia.
Računalniška programerka in vizionarka Ada Lovelace.
Vir slike: Wikipedia.

Ada Lovelace – prva programerka in računalniška vizionarka

Ado Lovelace (njen oče je bil pesnik Lord Byron) je matematika navdušila že zgodaj, in ker je bila zelo uspešna, je prek priporočila svojega mentorja začela po letu 1833 sodelovati s Charlesom Babbageem, s katerim sta postala ne le sodelavca, ampak tudi prijatelja – dva za tiste čase posebna človeka. Kako je Babbage cenil Adino znanje, pove njegova oznaka zanjo: »čarovnica števil«.

Babbage je izumil analitični stroj, Ada pa je zapisala podrobne podatke o tem stroju. Vizionarsko je predvidevala in napovedovala, kaj vse bi lahko s tem strojem ustvarjali in delali – prav to, kar res počnemo danes. Za ta analitični stroj je napisala tudi računalniški program, zaradi česar velja za prvo programerko v zgodovini. Posebej dragocen je njen prevod članka italijanskega matematika Luigija Menabresa, ki mu je dodala vrsto svojih ugotovitev. Zaradi svoje vloge in dosežkov velja Ada Lovelace kot simbol za ženske v znanosti.

Prodor elektronskih računalnikov

Po Babbageevem analitičnem stroju so konec 19. stoletja nastajali še elektromehanski računalniki, nov mejnik pa je bila iznajdba elektronskih računalnikov. Prvi elektronski računalnik je zasnoval Nemec Konrad Zuse in ga izpopolnjeval med letoma 1935 in 1941. Njegov računalnik Z3 je bil prvi avtomatski elektronski računalnik, ki je deloval in se ga je dalo programirati.

Zusejev računalnik Z3 je deloval po enakem konceptu kot sodobni računalniki, prvič se je namreč za računanje uporabil dvojiški sestav. Njegov Z3 je bil med drugo svetovno vojno uničen, ampak je muzej v Münchnu naredil repliko stroja in je danes na ogled.

Angleški računalnik Colossus. Vir slike: Wikipedia.
Angleški računalnik Colossus.
Vir slike: Wikipedia.

Nov napredek v računalništvu, večina za potrebe vojne: elektronke in vezja 

Hkrati z vzponom elektronskih računalnikov, ki so izpodrivali analogne računalnike, so mehanske in elektromehanske elemente zamenjevali elektronski elementi: elektronke in elektronska vezja. Poskusi delovanja takih naprav so bili že pred drugo svetovno vojno, prvi delujoči računalniki pa so nastali med vojno.

Angleži so med vojno, leta 1944, zasnovali računalnik Colossus, s katerim so odkrivali kode, ki so jih Nemci uporabljali za svojo vojaško komunikacijo. Nemški napravi Enigmo in Lorenz SZ so Angleži napadali z »elektronskimi bombami«, računalnik Colossus pa so večinoma upravljale ženske. Ta računalnik je bil prvi elektronski digitalni računalnik, ki se je dal programirati, vseboval je ogromno elektronk. Angleži so zgradili deset računalnikov Colossus.

Ameriška vojska je približno v istem času sestavila računalnik ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), ki pa je bil hitrejši in učinkovitejši od Colossusa ter – kar je najpomembneje – prvi v zgodovini je ustrezal vsem kriterijem po Turingovih merilih, po katerih se ocenjujejo moderni računalniki. Program se je vnašal mehansko, programerke so bile ženske, ki so bile znane kot Eniacova dekleta.

Američani so leta 1945 sestavili ENIAC. Vir slike: Wikipedia.
Američani so leta 1945 sestavili ENIAC.
Vir slike: Wikipedia.

ENIAC je lahko množil, delil, računal korene in je polno deloval leta 1945. To je bil velikanski stroj, tehtal je 30 ton in je imel 18.000 elektronk, 1500 relejev, stotisoče uporov, kondenzatorjev in tuljav.

Vsi računalniški sistemi, nastali v tem času, ki so vsebovali elektronke, se štejejo za računalnike prve generacije. In tako smo prispeli prav do praga modernih računalnikov, za katere je podal merila Alan Turing in ki so postajali vse manjši in bolj uporabni ter so zaznamovali moderno digitalno dobo v človeški zgodovini. O tem pa bo govora v naslednjem članku.

Izjava o avtorstvu in omejitvi odgovornost: Ta prispevek je del skupnega projekta Wilfried Martens Centra za evropske študije (WMSCES) in Inštituta dr. Antona Korošca (INAK). Projekt sofinancira Evropski parlament.Informacije in stališča v tem članku so avtorjevi in ne odražajo nujno uradnega mnenja institucij Evropske unije/Wilfried Martens Centre for European Studies/Inštituta dr. Antona Korošca. Zgoraj omenjene organizacije ne prevzemajo odgovornosti za informacije in stališča, izražena v tem članku, ali kakršnokoli naknadno uporabo informacij, ki jih vsebuje.

Prispevek v angleškem jeziku je dostopen na spletni strani Inštituta dr. Antona Korošca.

Subscribe
Notify of
guest
0 Komentarji
Inline Feedbacks
View all comments

Prijava na e-novice