Цифровые пионеры

(Продолжение, начало в №8)

В 1775 году Чарльз, третий граф Стэнхоупа в Англии, строит работоспособную умножающую машину, аналогичную изобретенной Лейбницем. В 1770-1776 Матеус Ханн где-то на территории современной Германии повторяет это достижение.
В 1786 Дж. Х. Мюллер выдвигает идею того, что впоследствии получило название "дифференциальный механизм". Эта вычислительная система была предназначена для табулирования полиномов и позволяла найти разность между значениями полинома в соседних узлах сетки. Вычисления такого рода могут применяться для табулирования любых функций, аппроксимируемых полиномами. Попытка Мюллера собрать средства на постройку машины не увенчалась успехом и проект был забыт.
В 1820 Чарльз Ксавьер Томас де Колмар (1785-1870) создает во Франции машину, названную им "Арифмометр". Это было первое вычислительное устройство, пошедшее в серийное производство. Оно использовало для умножения те же принципы, что и машина Лейбница, и частично автоматизировало деление. Устройство отличалось высокой точностью и надежностью и продавалось на протяжении 90 лет со дня своего создания. Машины этого класса были достаточно велики, чтобы занять все пространство на рабочем столе.
В 1822 Чарльз Бэббидж из Лондона (1792-1871) открывает заново дифференциальный механизм. Будучи не то более удачливым, не то более изворотливым, чем его предшественник, он выбивает правительственное финансирование для своего проекта постройки 6-разрядного калькулятора на основе дифференциального механизма.
В 1832 Бэббидж и Джозеф Клемент завершают строительство прототипа (или, как сейчас говорят, демо-версии) своего устройства. Прототип работал с шестью знаками и разностями второго порядка (то есть вычислял квадратичные полиномы). Окончательный же вариант вычислителя должен был по проекту занять целую комнату и работать с разностями седьмого порядка и тридцатью знаками. Каждое сложение должно было выполняться в две фазы, вторая была необходима для распространения переносов, возникших на первой. Результаты вычислений должны были вычеканиваться на тонкой металлической пластинке, с которой легко было изготовить матрицу для печатного пресса. Однако возникли разнообразные сложности и проект никогда не был воплощен.
В 1834 Джордж Шутц из Стокгольма, прочитав краткое описание проекта Бэббиджа, строит маленький дифференциальный механизм из дерева.
В том же году все еще находящийся на госфинансировании неугомонный Бэббидж начинает разработку так называемого "аналитического механизма". Возможно, если бы этот проект был завершен, устройство следовало бы признать компьютером (в зависимости от того, как определить термин "компьютер"). У него отсутствовала только одна существенная черта современных компьютеров - память для записи программ, которая необходима для создания компилятора. Программы должны были храниться в ПЗУ, а, точнее, на чем-то вроде перфокарт. (Позднее такие машины стали называть программируемыми калькуляторами). Бэббидж работал над этим проектом многие годы, но начиная с 1840 года каких-либо сдвигов практически не наблюдалось. По задумке машина должна была быть 40-значной, "жернов" (в современной терминологии - CPU) должен был иметь два главных накапливающих регистра и несколько вспомогательных, а "хранилище" (память) вмещать более сотни чисел. Были задуманы несколько считывателей перфокарт как для программ, так и для данных. Карты должны были быть объединены в цепочки, которые могли бы перематываться автоматически в обе стороны. Машина должна была иметь возможность совершать условные переходы и даже имела что-то вроде возможности микрокодирования - значения инструкций воспринимались по разному в зависимости от положения металлических штырьков на так называемом "управляющем колесе". По проекту сложение производилось за 3 секунды, а умножение и деление - за 2-4 минуты.
В 1842 проект Бэббиджа официально закрывают. Правительство убоялось титаничности замыслов, а более того - страшного перерасхода фондов, выделенных под аналитический механизм.
В 1843 Шутц и его сын Эдвард, не гонясь за Бэббиджевым размахом, строят дифференциальный механизм третьего порядка. Шведское правительство, ничему не научившееся на примере Бэббиджа, выделяет средства на дальнейшие разработки.
В 1847-1849 неугомонный Бэббидж спускается с небес на землю и проектирует нечто практически реализуемое - усовершенствованный и упрощенный проект 31-значного дифференциального механизма седьмого порядка. Однако денег на постройку ему больше никто давать не хочет. В 1989-1991 эта машина была построена в Лондонском Научном музее и оказалась вполне работоспособной.
В 1853 к огромной радости Бэббиджа и Шведского правительства Шутцы строят первый полномасштабный дифференциальный механизм (названный Табулирующей машиной) с 15 разрядами и разностями 4-го порядка. Кроме того, они строят печатный вывод, такой же, какой хотел сделать Бэббидж. Вторая подобная машина была построена несколько позже фирмой Брайана Донкина в Лондоне.
В 1858 первую табулирующую машину покупает обсерватория Дудли в Албании, штат Нью-Йорк, вторую - Британское правительство. Директор албанской обсерватории был уволен за свое экстравагантное приобретение и первая машина никогда серьезно не использовалась, зато вторая прожила долгую трудовую жизнь.
В 1871 Бэббидж строит прототипы принтера и CPU аналитического механизма.