Der erste Computer

Der moderne Computer ist aus der dringenden Notwendigkeit heraus entstanden, sich nach dem Zweiten Weltkrieg der Herausforderung des Nationalsozialismus durch Innovation zu stellen. Die erste Iteration des Computers, wie wir sie heute verstehen, erfolgte jedoch viel früher, als in den 1830er Jahren ein Erfinder namens Charles Babbage ein Gerät namens Analytical Engine entwarf.

Wer war Charles Babbage?? 

Der 1791 als Sohn eines englischen Bankiers und seiner Frau geborene Charles Babbage (1791-1871) war schon in jungen Jahren von Mathematik fasziniert. Er brachte sich selbst Algebra bei und las viel in Kontinentalmathematik. Als er 1811 nach Cambridge ging, um zu studieren, stellte er fest, dass seinen Lehrern die neue mathematische Landschaft fehlte und dass er tatsächlich bereits mehr wusste als sie. Infolgedessen machte er sich selbständig, um 1812 die Analytical Society zu gründen, die dazu beitragen sollte, das Gebiet der Mathematik in Großbritannien zu verändern. Er wurde 1816 Mitglied der Royal Society und war Mitbegründer mehrerer anderer Gesellschaften. Irgendwann war er Lucasian Professor für Mathematik in Cambridge, obwohl er darauf verzichtete, um an seinen Motoren zu arbeiten. Als Erfinder war er an der Spitze der britischen Technologie und half beim Aufbau des modernen britischen Postdienstes, eines Kuhfängers für Züge und anderer Werkzeuge. 

Die Differenz-Engine

Babbage war Gründungsmitglied der Royal Astronomical Society in Großbritannien und sah bald Möglichkeiten für Innovationen in diesem Bereich. Die Astronomen mussten langwierige, schwierige und zeitaufwändige Berechnungen anstellen, die mit Fehlern behaftet sein konnten. Wenn diese Tabellen in Situationen mit hohen Einsätzen verwendet werden, z. B. für Navigationslogarithmen, können sich die Fehler als schwerwiegend erweisen. Als Reaktion darauf hoffte Babbage, ein automatisches Gerät zu schaffen, das fehlerfreie Tabellen produzieren würde. 1822 schrieb er an den Präsidenten der Gesellschaft, Sir Humphry Davy (1778-1829), um diese Hoffnung zum Ausdruck zu bringen. Er schloss sich mit einem Artikel über die "Theoretischen Prinzipien von Maschinen zur Berechnung von Tabellen" an, der 1823 die erste Goldmedaille der Society gewann. Babbage hatte beschlossen, einen "Differenzmotor" zu bauen.

Als Babbage sich an die britische Regierung wandte, um finanzielle Unterstützung zu erhalten, gab man ihm einen der ersten staatlichen Zuschüsse der Welt für Technologie. Babbage gab dieses Geld aus, um einen der besten Maschinisten einzustellen, die er finden konnte, um die Teile herzustellen: Joseph Clement (1779-1844). Und es würde eine Menge Teile geben: 25.000 waren geplant.

1830 beschloss Babbage, umzuziehen, und gründete eine feuerfeste Werkstatt in einem staubfreien Bereich auf seinem eigenen Grundstück. Der Bau wurde 1833 eingestellt, als Clement sich weigerte, ohne Vorauszahlung fortzufahren. Babbage war jedoch kein Politiker; es fehlte ihm die Fähigkeit, die Beziehungen zu aufeinanderfolgenden Regierungen zu glätten, und er entfremdete stattdessen die Menschen mit seinem ungeduldigen Auftreten. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Regierung 17.500 Pfund ausgegeben, es kam kein weiteres, und Babbage hatte nur ein Siebtel der Recheneinheit fertiggestellt. Aber auch in diesem reduzierten und nahezu hoffnungslosen Zustand war die Maschine auf dem neuesten Stand der Technik.

Differenz Engine # 2

Babbage würde nicht so schnell aufgeben. In einer Welt, in der die Berechnungen normalerweise nicht mehr als sechsstellig waren, strebte Babbage die Produktion von über 20 an, und die resultierende Engine 2 benötigte nur 8.000 Teile. Seine Difference Engine verwendete Dezimalzahlen (0-9) - anstelle der von Gottfried von Leibniz (1646-1716) bevorzugten binären "Bits" - und sie wurden auf Rädern abgelegt, die miteinander verbunden waren, um Berechnungen zu erstellen. Die Engine sollte jedoch mehr als nur einen Abakus imitieren: Sie konnte mithilfe einer Reihe von Berechnungen komplexe Probleme lösen und die Ergebnisse für die spätere Verwendung in sich selbst speichern sowie das Ergebnis auf eine Metallausgabe stempeln. Obwohl es immer noch nur einen Vorgang gleichzeitig ausführen konnte, war es weitaus besser als jedes andere Computergerät, das die Welt jemals gesehen hatte. Unglücklicherweise für Babbage hat er die Difference Engine nie fertiggestellt. Ohne weitere Zuwendungen der öffentlichen Hand ging ihm die Finanzierung aus.

1854 verwendete ein schwedischer Drucker namens George Scheutz (1785-1873) die Ideen von Babbage, um eine funktionierende Maschine zu schaffen, die Tabellen mit großer Genauigkeit produzierte. Sie hatten jedoch Sicherheitsmerkmale ausgelassen und es bestand die Tendenz, dass sie ausfiel, und infolgedessen schlug die Maschine fehl. 1991 schufen Forscher des Londoner Science Museum, in dem Babbages Aufzeichnungen und Studien aufbewahrt wurden, nach sechsjähriger Arbeit eine Differenzierungsmaschine 2 nach dem Originaldesign. DE2 verbrauchte rund 4.000 Teile und wog etwas mehr als drei Tonnen. Der passende Drucker wurde im Jahr 2000 fertiggestellt und hatte wieder so viele Teile, allerdings ein etwas geringeres Gewicht von 2,5 Tonnen. Noch wichtiger ist, es hat funktioniert.

Die analytische Engine

Zu Lebzeiten wurde Babbage vorgeworfen, er interessiere sich mehr für die Theorie und den neuesten Stand der Innovation als für die Herstellung der Tische, für die er von der Regierung bezahlt wurde. Dies war nicht gerade unfair, da Babbage zu dem Zeitpunkt, an dem die Mittel für die Difference Engine aufgebraucht waren, eine neue Idee hatte: die Analytical Engine. Dies war ein gewaltiger Schritt über die Difference Engine hinaus: Es war ein Allzweckgerät, mit dem viele verschiedene Probleme berechnet werden konnten. Es sollte digital, automatisch, mechanisch und von variablen Programmen gesteuert sein. Kurz gesagt, es würde jede von Ihnen gewünschte Berechnung lösen. Es wäre der erste Computer. 

Die Analytical Engine bestand aus vier Teilen:

• Eine Mühle, in der die Berechnungen durchgeführt wurden (im Wesentlichen die CPU)
• Das Geschäft, in dem die Informationen gespeichert wurden (im Wesentlichen der Speicher)
• Das Lesegerät, mit dem Daten mithilfe von Lochkarten eingegeben werden können (im Wesentlichen die Tastatur)
• Der Drucker

Die Lochkarten orientierten sich an denen, die für die Jacquard-Webmaschine entwickelt wurden, und ermöglichten der Maschine eine größere Flexibilität als alles, was jemals für Berechnungen erfunden wurde. Babbage hatte große Ambitionen für das Gerät, und der Laden sollte 1.050-stellige Nummern enthalten. Es verfügt über eine integrierte Funktion zum Abwägen von Daten und Verarbeiten von Anweisungen, falls erforderlich. Es wäre dampfgetrieben, aus Messing gefertigt und würde einen geschulten Bediener / Fahrer erfordern.

Babbage wurde von Ada Lovelace (1815-1852) unterstützt, der Tochter des britischen Dichters Lord Byron und einer der wenigen Frauen dieser Zeit mit einer Ausbildung in Mathematik. Babbage bewunderte sehr ihre veröffentlichte Übersetzung eines französischen Artikels über Babbages Werk, der ihre umfangreichen Notizen enthielt.

Die Maschine war jenseits dessen, was Babbage sich leisten konnte und vielleicht welche Technologie dann produzieren konnte, aber die Regierung war über Babbage verärgert und es gab keine Finanzierung. Babbage arbeitete weiter an dem Projekt, bis er 1871 starb. Ein verbitterter Mann, der der Meinung war, dass mehr öffentliche Gelder für den Fortschritt der Wissenschaft verwendet werden sollten. Es ist vielleicht noch nicht fertig, aber die Analytical Engine war ein Durchbruch in der Vorstellungskraft, wenn nicht sogar in der praktischen Anwendbarkeit. Babbages Motoren wurden vergessen, und die Anhänger mussten sich abmühen, um ihn in Ehren zu halten. Einige Pressevertreter fanden es leichter, sich zu lustig zu machen. Als im zwanzigsten Jahrhundert Computer erfunden wurden, verwendeten die Erfinder keine Pläne oder Ideen von Babbage, und erst in den siebziger Jahren wurde sein Werk vollständig verstanden.

Computer heute

Es hat über ein Jahrhundert gedauert, aber moderne Computer haben die Leistung der Analytical Engine übertroffen. Jetzt haben Experten ein Programm erstellt, das die Fähigkeiten der Engine nachahmt, sodass Sie es selbst ausprobieren können.