المحرك التحليلي: نظرة إلى الوراء على تصاميم بابابد الخالدة

المحرك التحليلي - ليس اسمًا مبهرجًا ، ولكن هذا التصميم الذي حدث في أواخر القرن التاسع عشر كان سيثير الإعجاب ، حتى بالنسبة للجماهير الحديثة. كان يمكن أن يكون وحش المعادن - العملاق المبعثر عدة أطنان تحتاج إلى مساحة أكبر بكثير من غرفة خادم الأعمال الصغيرة التقليدية. ما فعله هذا التصميم حقًا ، في جوهره ، هو البدء في سد الفجوة بين ما كان موجودًا آنذاك وما هو موجود الآن ، وتحويل الخيال العلمي إلى حقيقة واقعة.

كان المحرك التحليلي فكرة أن رجلًا يدعى تشارلز باباج عمل حتى وفاته في عام 1871 - وهي آلة ، على الرغم من عدم بنائها تمامًا ، أدت إلى أنواع الأجهزة الذكية التي نأخذها الآن كأمر مسلم به. عزز المحرك التحليلي إرث تشارلز باباج كصاحب رؤية في مجالات تكنولوجيا المعلومات والذكاء الاصطناعي. لقد تم تصميم المحرك التحليلي لاستخدام تقنية التناظرية للقيام ، نظريًا ، ببعض ما تقوم به الأجهزة الرقمية الحالية ، استنادًا إلى عمل Babbage السابق مع الجداول اللوغاريتمية والوظيفة الحسابية الأوتوماتيكية (و "محرك الفرق" الميكانيكي القادر على إجراء حسابات أساسية مماثلة). باستخدام التقنيات التي ، حتى عقل القرن التاسع عشر ، كانت تشبه السحر أو السحر.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد حول كيفية تطوير هذه الخطة ، تحقق من أي من التهنئات المتنوعة عبر الإنترنت إلى Charles Babbage ، أو اختر الإصدار النحيف الغامض نسبياً من إعداد Jeremy Bernstein ، The Analytical Engine: أجهزة الكمبيوتر - الماضي والحاضر والمستقبل. يتناول بيرنشتاين بالتفصيل المحرك وصانعه ، حيث يوثق بعض فلسفات البيانات الأساسية التي بدأت المسيرة الطويلة إلى الأمام. كتب كتاب بيرنشتاين في الثمانينيات ، حيث كان الكمبيوتر الرقمي لا يزال يتطور بسرعة في مهده النسبي ، ومع ذلك لا يزال الكتاب يغطي العديد من مبادئ التصميم التي اشتهر بها باباج الآن.

مبادئ الحوسبة الأساسية

في أتمتة عمليات الحساب العددي ، يشير بيرنشتاين إلى أن باباج كان قادرًا على النظر إلى المستقبل ، من حيث القضاء على الحاجة إلى التشغيل البشري لمحركه. ويلاحظ أن أحد تلاميذ Babbage الرئيسيين ، Lady Lovelace ، اقترح غلبة داخل عالم التكنولوجيا في تلك الحقبة: "هذا المحرك يفوق سابقيه" ، كتب Lovelace ، على حد سواء في نطاق الحسابات التي يمكن أن تؤديها ، والمرفق واليقين والدقة التي يمكن أن تؤثر عليها ، وفي غياب كل ضرورة لتدخل الذكاء البشري أثناء أداء حساباته ".

يروي بيرنشتاين أيضًا معالجة "ترتيب" غريبة من باباج للذاكرة الحديثة: "إذا كانت هناك حاجة إلى لوغاريتم معين ، كان على الجهاز أن يرن الجرس ويعرض في نافذة بطاقة من شأنها التأكد من اللوغاريتم المطلوب. إذا قام المشغل بتوفير قيمة خاطئة ، كان الجهاز يرن جرس أعلى. "

في إشارة إلى الجوانب المتتابعة والتكرارية للغات البرمجة الحديثة مثل C ++ ، تصور باباج ما أسماه "المحرك المضي قدمًا من خلال تناول ذيله" لأداء عمليات متتالية. كما وضع أنظمة للعمليات الشرطية مثل البيانات "if" الحديثة. يذهب بيرنشتاين أيضًا إلى العناصر الأساسية الموجودة في الأسطوانات العددية النظرية لبابج وغيرها من قطع المناولة.

"جميع أجهزة الكمبيوتر تتكون من أربع وحدات أساسية." يكتب بيرنشتاين. "في المقام الأول ، يجب أن تكون هناك آلية لإيصال البيانات والتعليمات إلى الجهاز وللحصول على إجابات - الرابط ، بين الجهاز والمبرمج البشري".

يُظهر هذا الكتاب وغيره من الكتب حول تطور تكنولوجيا المعلومات على مدار عقود عديدة كيف أدت آليات الإدخال التناظرية المتزايدة التعقيد ، مثل بطاقات الشريط واللكم ، إلى تصميمات رقمية بالكامل يمكنها الآن نقل معلومات أكثر كفاءة.

ثانياً ، يشرح برنشتاين استخدام Babbage للذاكرة المخزنة والتي - مرة أخرى - ستكون في حاويات تمثيلية. يجب أن تحتوي آلة الحوسبة أيضًا على نوع من المحركات للبرمجة ، والتي يطلق عليها بيرنشتاين اسم "المطحنة" ، ويجب أن تحكم "وحدة التحكم" الشاملة جميع هذه العمليات.

يكتب بيرنشتاين "إنه أحد انتصارات الإلكترونيات الحديثة التي صممت وأنتجت الدوائر التي يمكن أن تفعل كل هذه الأشياء" ، وهو تكريم لبابج أنه تصور كيف كان بالإمكان فعل نفس الأشياء من خلال مجموعة من التروس والعجلات والرافعات ".

التقدم اللاحق

لن يتحقق تقدم كبير في التصميمات النظرية لبابج إلا بعد عقود قليلة من بداية القرن العشرين. يروي براونشتاين ظهور آلات مثل Mark 1 ، التي تم تطويرها في الأربعينيات من القرن الماضي ، والحساب الإلكتروني الرقمي والحساب (ENIAC) ، اللذان أذهل العالم عندما كشف النقاب عنه في عام 1946 ، بأجهزته المتطورة وقدرة معالجة مذهلة. بشكل عام ، يروي برنشتاين كيف ، كمعلم مبكر لتكنولوجيا المعلومات ، أدى المحرك التحليلي في النهاية إلى الهياكل الرئيسية التي بدأت في تشغيل الأنظمة الحكومية الرئيسية في منتصف إلى أواخر 1900s ، حتى تدريجيا ، تطورات الأجهزة وتطورات البرمجة المقابلة وسعت هذه الآلات الحربية المتطورة في شبكة الويب العالمية الواسعة النطاق التي يواجهها المستهلك والتي تستخدمها بشكل فردي والتي نعتمد عليها الآن للبحث عن مقاطع فيديو Miley Cyrus الملتوية ومقارنة مطاعم البيتزا.

ربما يحتاج الأمر إلى مروحة steampunk حقيقية لتقدير الطريقة التي كانت بها عجلات Babbage الفولاذية ذات الدوران الدقيق والأسطوانات المطبوعة أرقامًا قد طغت على أنواع عمليات الرياضيات التي يمكننا القيام بها حتى مع أكثر البرامج الأساسية على أجهزة الكمبيوتر الشخصية. ومع ذلك ، بينما نستمر في تجربة الأجهزة الجديدة والواجهات الجديدة ، فإن الأمر يستحق النظر إلى بنية أساسية مثيرة للإعجاب حقًا ، وهو نوع من الآلات التي كانت تقزّم الأنوال وآلات الخياطة ومكابس وقتها كفضول أسطوري تقريبًا. ، وسلائف لعصر المستقبل المحير.