O primeiro computador: o mecanismo analítico de Charles Babbage

O computador moderno nasceu da necessidade urgente após a Segunda Guerra Mundial de enfrentar o desafio de nazismo através da inovação. Mas a primeira iteração do computador, como a entendemos agora, ocorreu muito antes, quando, na década de 1830, um inventor chamado Charles Babbage projetou um dispositivo chamado Analytical Engine.

Nascido em 1791, de um banqueiro inglês e sua esposa, Charles Babbage (1791-1871) ficou fascinado pela matemática desde cedo, aprendendo álgebra e lendo amplamente sobre matemática continental. Quando, em 1811, ele estudou em Cambridge, descobriu que seus tutores eram deficientes no novo cenário matemático e que, de fato, ele já sabia mais do que eles. Como resultado, ele partiu sozinho para fundar a Sociedade Analítica em 1812, o que ajudaria a transformar o campo da matemática na Grã-Bretanha. Tornou-se membro da Royal Society em 1816 e foi co-fundador de várias outras sociedades. Em um estágio, ele foi professor de matemática de Lucas em Cambridge, embora tenha renunciado a isso para trabalhar em seus motores. Inventor, ele estava na vanguarda da tecnologia britânica e ajudou a criar o moderno serviço postal da Grã-Bretanha, um caçador de trens para trens e outras ferramentas.

Babbage foi um membro fundador da Royal Astronomical Society da Grã-Bretanha e logo viu oportunidades de inovação nesse campo. Os astrônomos tiveram que fazer cálculos demorados, difíceis e demorados, que poderiam estar repletos de erros. Quando essas tabelas estavam sendo usadas em situações de alto risco, como nos logaritmos de navegação, os erros poderiam ser fatais. Em resposta, Babbage esperava criar um dispositivo automático que produzisse tabelas perfeitas. Em 1822, ele escreveu ao presidente da Sociedade, Sir Humphry Davy (1778-1829), para expressar essa esperança. Ele o seguiu com um artigo sobre os "Princípios Teóricos de Máquinas para Cálculo de Tabelas", que ganhou a primeira medalha de ouro da Sociedade em 1823. Babbage decidiu tentar construir um "Motor de Diferenças".

Quando Babbage procurou o governo britânico para obter financiamento, eles lhe deram um dos primeiros subsídios governamentais do mundo em tecnologia. Babbage gastou esse dinheiro para contratar um dos melhores maquinistas que conseguiu encontrar para fazer as peças: Joseph Clement (1779-1844). E haveria muitas partes: 25.000 foram planejadas.

Em 1830, Babbage decidiu se mudar, criando uma oficina que era imune ao fogo em uma área livre de poeira em sua própria propriedade. A construção cessou em 1833, quando Clemente se recusou a continuar sem pagamento antecipado. No entanto, Babbage não era político; ele não tinha a capacidade de facilitar o relacionamento com governos sucessivos e, em vez disso, alienou as pessoas com seu comportamento impaciente. A essa altura, o governo havia gasto 17.500 libras, nada mais estava chegando, e Babbage tinha apenas um sétimo da unidade de cálculo concluída. Mas mesmo nesse estado reduzido e quase sem esperança, a máquina estava na vanguarda da tecnologia mundial.

Babbage não iria desistir tão rapidamente. Em um mundo em que os cálculos geralmente eram realizados para não mais que seis dígitos, Babbage pretendia produzir mais de 20, e o Engine 2 resultante precisaria apenas de 8.000 peças. O Mecanismo de Diferenças dele usou números decimais (0 a 9) - em vez dos 'bits' binários que Gottfried von da Alemanha Leibniz (1646-1716) preferia - e eles seriam montados em engrenagens / rodas que se interconectavam para formar cálculos. Mas o Engine foi projetado para fazer mais do que imitar um ábaco: ele poderia operar em problemas complexos usando uma série de cálculos e pode armazenar resultados dentro de si para uso posterior, bem como carimbar o resultado em um metal resultado. Embora ainda pudesse executar apenas uma operação de uma vez, estava muito além de qualquer outro dispositivo de computação que o mundo já tivesse visto. Infelizmente para Babbage, ele nunca terminou o mecanismo de diferença. Sem mais subsídios do governo, seu financiamento acabou.

Em 1854, uma impressora sueca chamada George Scheutz (1785-1873) usou as idéias de Babbage para criar uma máquina em funcionamento que produziu tabelas com grande precisão. No entanto, eles haviam omitido os recursos de segurança e eles tendiam a quebrar e, consequentemente, a máquina não causou impacto. Em 1991, pesquisadores do Museu de Ciência de Londres, onde Registros de Babbage e os testes mantidos, criaram um motor de diferença 2 para o design original após seis anos de trabalho. O DE2 usou cerca de 4.000 peças e pesava pouco mais de três toneladas. A impressora correspondente foi concluída em 2000 e possuía o mesmo número de peças novamente, embora com um peso ligeiramente menor de 2,5 toneladas. Mais importante, funcionou.

Durante sua vida, Babbage foi acusado de estar mais interessado na teoria e na vanguarda da inovação do que realmente produzir as tabelas que o governo estava pagando para ele criar. Isso não era exatamente injusto, porque quando o financiamento para o Mecanismo das Diferenças evaporou, Babbage teve uma nova idéia: o Mecanismo Analítico. Esse foi um grande passo além do Mecanismo de Diferenças: era um dispositivo de uso geral que podia computar muitos problemas diferentes. Era para ser digital, automático, mecânico e controlado por programas variáveis. Em resumo, resolveria qualquer cálculo que você desejasse. Seria o primeiro computador.

O mecanismo analítico tinha quatro partes:

• Uma usina, que foi a seção que fez os cálculos (essencialmente a CPU)
• A loja, onde as informações foram mantidas registradas (essencialmente a memória)
• O leitor, que permitiria a inserção de dados usando cartões perfurados (essencialmente o teclado)
• A impressora

Os cartões perfurados foram modelados sobre aqueles desenvolvidos para o Tear jacquard e permitiria à máquina uma maior flexibilidade do que qualquer coisa já inventada para fazer cálculos. Babbage tinha grandes ambições para o dispositivo, e a loja deveria conter 1.050 dígitos. Teria uma capacidade interna de pesar dados e processar instruções fora de ordem, se necessário. Seria movido a vapor, feito de latão e exigiria um operador / motorista treinado.

Babbage foi auxiliado por Ada Lovelace (1815-1852), filha do poeta britânico Lord Byron e uma das poucas mulheres da época com educação em matemática. Babbage admirou muito sua tradução publicada de um artigo em francês sobre o trabalho de Babbage, que incluía suas volumosas anotações.

O mecanismo estava além do que Babbage podia pagar e talvez o que a tecnologia pudesse produzir, mas o governo havia ficado exasperado com Babbage e o financiamento não estava disponível. Babbage continuou a trabalhar no projeto até sua morte, em 1871, de acordo com muitos relatos, um homem amargo que achava que mais fundos públicos deveriam ser direcionados para o avanço da ciência. Pode não ter sido concluído, mas o mecanismo analítico foi uma inovação na imaginação, se não na praticidade. Os motores de Babbage foram esquecidos e os apoiadores tiveram que lutar para mantê-lo bem visto; alguns membros da imprensa acharam mais fácil zombar. Quando os computadores foram inventados no século XX, os inventores não usaram os planos ou as idéias de Babbage, e foi apenas nos anos setenta que seu trabalho foi totalmente compreendido.

Demorou mais de um século, mas os computadores modernos excederam o poder do mecanismo analítico. Agora, os especialistas criaram um programa que replica o habilidades do mecanismo, então você pode tente você mesmo.

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