Průkopníci informačního věku (1.): Charles Babbage

Hardware |

Britský matematik a vynálezce Charles Babbage se v první polovině 19. století pokusil zkonstruovat mechanický výpočetní stroj, jehož činnost byla založena na programování.

Průkopníci informačního věku (1.): Charles Babbage




S velkým předstihem se tak objevila myšlenka, která o sto padesát let později začala měnit svět. Babbage si tuto proměnu uvědomoval a úsilí předznamenalo jeden z nejdůležitějších vynálezů 20. století.

„Kdyby tak Bůh dal a tyto výpočty bylo možné realizovat pomocí páry!“ povzdechl si Charles Babbage, když se v roce 1815 trápil nad únavnými výpočty pomocí logaritmických tabulek. V této chvíli patrně začala jeho obsedantní posedlost sestrojit zařízení, schopné provádět aritmetické (a do jisté míry i algebraické) výpočty. Ačkoli o podobných početních strojích snila řada učenců a někteří z nich, jako např. Blaire Pascal či Gottfried Wilhelm Leibnitz, se jej pokusili s větším či menším úspěchem sestrojit, Babbage v tomto úsilí zašel nejdále. Myšlence, že by omylný lidský mozek mohl při náročných výpočtech nahradit výpočetní stroj, zasvětil takřka celý svůj život.

Babbageovy úvahy byly správné. Množství početních chyb, způsobených lidským faktorem, znesnadňovalo ve viktoriánské době život zaměstnancům v řadě oborů. Tehdy se už naplno začalo rozvíjet přesné měření, zdokonalovala se věda a ruku v ruce s ní i technické výpočty. Nadto vznikala nová odvětví (např. statistika), takže bylo evidentní, že logaritmickénavigační tabulky budou pro účel složitějších a složitějších výpočtů stále méně vyhovující.

Britský matematik byl jedním z prvních, kdo si tyto skutečnosti plně uvědomoval. Abychom byli přesní, Charles Babbage snil zejména o tom, co dnes nazýváme tabulkovým editorem. Tato vize byla neobyčejně prozíravá. Neboť první užitečnou aplikací, která přibližně o sto šedesát let později nasměrovala počítače do kanceláří a udělala z nich přístroj denní potřeby, byl právě program, o němž Babbage spřádal fantazie. Jednalo se o VisiCalc, předchůdce tabulkových editorů, vytvořený pro počítače společnosti Apple koncem sedmdesátých let minulého století.

 

Diferenční stroj

Geniální výstředník se však nespokojil s pouhým sněním. V roce 1820 se rozhodl, že svou myšlenku uskuteční. Pustil se do nákresů zařízení, které mělo v tabulkách zavést pořádek. Nazval jej „diferenční stroj“ (Difference Engine). Konstrukce modelu mu zabrala celé dva roky. Když jej pak slavnostně předvedl členům Královské společnosti v Londýně, vzbudilo zařízení nemalý zájem. Stroj obsahoval 96 koleček na 24 osách a byl vybaven hodinovým mechanizmem, jenž zprostředkovával nejen vlastní výpočty, ale přes mosaznou destičku s číslicemi umožňoval dokonce i tisknout tabulky s výslednými ciframi.

Kladný ohlas, který model diferenčního stroje způsobil, vedl k tomu, že Babbage od ministerstva financí obdržel grant ve výši 7 500 liber. To byla v té době obrovská suma, největší, jakou vláda na realizaci nějakého vynálezu do té doby uvolnila. Předsedou Královské společnosti byl tehdy chemik Humphry Davy, zakladatel elektrochemie, který Babbageovi přál. Za vynálezce se na vyšších místech ovšem přimlouval i vévoda Wellington, jenž u Waterloo porazil císaře Napoleona. Ten si pro změnu dokázal představit vojenské využití počítacích strojů, zejména pro pozemní a námořní dělostřelectvo a navigaci. Byl to on, kdo s prohlášením, že počítací stroj je součástí národní obrany, prosadil na vládní úrovni matematikovu myšlenku.

Diferenční stroj

Ale cesta od modelu k prototypu se ukázala být daleko nesnadnější, než Babbage předpokládal. První verze obsahovala aritmetickou jednotku s jedním tisícem ozubených koleček a „paměť“ dat pro tisíc padesátimístných čísel. Navýsost důležitou součástí výpočetního zařízení, které měl pohánět parní stroj, byla řídicí sekce s programem činnosti zapsaným na řetězci papírových děrných karet. Děrné karty byly nápadem, k němuž Babbagea inspiroval vynález francouzského obchodníka Josepha Jacquarda, jenž děrovaného papíru začal používat jako vzory pro tkaní ve svých textilkách. „Žakárový stroj“ byl stav využívajícího řídicího mechanizmu, skládajícího se z listu papíru, do něhož byl vytlačen děrový vzor. (Není bez zajímavosti, že právě „žakárový stroj“ inspiroval v roce 1890 amerického inženýra Hermana Holleritha k vynálezu děrných štítků přenášejících data. Hollerith těchto štítků využil ke konstrukci třídicího systému, využívaného při sčítání lidu. Jeho projekt sčítání, porovnávání a analýzy čísel na základě děrných štítků byl tak úspěšný, že Hollerith se svými společníky založil společnost, jež byla později přejmenována na International Business MachinesIBM.)

Konstrukce diferenčního stroje si vyžadovala jak přesné opracování materiálu, tak i řešení řady problémů, které souvisely s jeho výpočetní funkčností. Babbageovi rovněž došlo, že stroj nemůže naprogramovat běžným jazykem, jehož podoba je pro výpočty příliš rozvláčná, komplikovaná a v mnohém nelogická. Z tohoto důvodu vyvinul zvláštní systém, jakousi kombinaci čísel a typografických znaků, s jejíž pomocí hodlal stroj programovat.

Další obtíží byl materiál. Zkonstruovat v době litiny a mosazi přístroj, jehož funkčnost závisela na neobyčejné přesnosti opracování součástek, se ukázalo jako neřešitelný problém. Technici, ať dělali co dělali, nebyli s to sestrojit jednotlivá ozubená kolečka s takovou přesností, aby do sebe zapadaly, jak si vynálezce usmyslel. Nakonec se Babbage spojil s vynikajícím řemeslníkem Josephem Clementem, který musel pro výrobu stroje vyvinout celou řadu speciálních nástrojů, avšak ani za jeho přispění se nepodařilo stroj uvést do chodu. Nutno však dodat, že díky vylepšené technologii přesného opracování, vyvinuté kvůli diferenčnímu stroji, se Clement později stal předním evropským výrobcem obráběcích strojů.

Celý projekt výpočetního zařízení vázl a polykal další a další finance. Utopila se v něm jak štědrá vládní podpora, tak i skoro celé vynálezcovo jmění. Náhle měl vynálezce prázdné ruce a diferenční stroj, který vyrostl do podoby obrovského železného mechanizmu, stále nesplňoval jeho představy.

 

Pokračování článku pojednávající zejména o analytickém stroji a Babbageově odkazu naleznete na sesterském magazínu CIO BusinessWorld.














Komentáře