Denk 'IT-revolutie' en je denkt aan de tweede helft van de 20e eeuw - goed?

Van de eerste computer met opgeslagen programma's in 1948 tot het bloeiende internet van de late jaren '90, het lijkt duidelijk dat het de meest recente halve eeuw is die computertechnologie heeft getransformeerd van een dure nieuwsgierigheid naar de weinigen naar een levensveranderende ervaring voor de vele.

Dus je zou verbaasd zijn om te horen dat veel van het baanbrekende werk dat dit alles mogelijk heeft gemaakt werd uitgevoerd tijdens het bewind van Koningin Victoria.

Booleaanse logica, programmeertalen, gegevensoverdracht, radiocommunicatie, universele berekening, datacompressie - deze bouwstenen van de IT-revolutie vinden hun oorsprong in de Victoriaanse samenleving.

De analyse-engine

Aangezien hij een staat van dienst heeft waarin hij nooit een van zijn uitvindingen voltooit, biedt de Britse wiskundige Charles Babbage een onwaarschijnlijk startpunt voor ons onderzoek naar Victoriaanse computerpioniers.

Babbage's eerste poging tot berekening was het ontwerp van de zogenaamde Difference Engine, die bedoeld was om polynomiale functies voor navigatie- en artillerie-toepassingen te berekenen. Het werd nooit voltooid in Babbage's leven, maar de succesvolle creatie van een machine gebouwd volgens zijn oorspronkelijke plannen door het London Science Museum in 1991 betuigde het ontwerp.

Indrukwekkend als het kan zijn voor een machine van bijna vijf ton en 8000 onderdelen omvat om zonder glitch te werken, het is Babbage's tweede uitvinding, de Analytical Engine, die dingen echt interessant maakt.

Hoewel de Difference Engine was toegewijd aan één type berekening, werd de Analytical Engine ontworpen om universeel te zijn, net zoals de computers van vandaag. Afgezien van het feit dat het meer op mechanica dan op elektronica is gebaseerd, zijn de overeenkomsten opvallend voor iets dat in 1837, 121 jaar voor de eerste elektronische computer met opgeslagen programma, werd bedacht..

Net als de pc's van vandaag gebruikte de Analytical Engine een reeks instructies om gegevens te verwerken. Zowel het programma als de gegevens werden ingevoerd met behulp van ponskaarten die vergelijkbaar waren met de kaarten die op dat moment werden gebruikt om weefgetouwen in wolmolens te bedienen (en die tot de jaren zeventig in mainframecomputers werden gebruikt). Resultaten kunnen worden uitgevoerd naar een printer, een grafische plotter of meer ponskaarten, zodat ze kunnen worden teruggevoerd naar de motor.

In een directe parallel met moderne computers, had het een geheugen dat Babbage de 'store' noemde, die een capaciteit had van 1.000 50-cijferige decimale getallen. Het had ook een rekeneenheid die hij de 'molen' noemde, die in staat was tot optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, delen en vergelijken..

Het was ook in staat om te lussen en voorwaardelijke vertakkingen, hoewel het waarschijnlijk lijkt dat het belang hiervan niet volledig werd gewaardeerd door Babbage totdat hij kennis maakte met Ada Lovelace, zoals we binnenkort zullen zien. Fascinerend aangezien de gelijkenissen met de technologie van vandaag zijn, maken de verschillen ook interessant lezend.

De analytische motor moest een stoommachine hebben als stroombron. Het zou binnen ongeveer een seconde toevoegingen en aftrekkingen hebben uitgevoerd, maar het zou tot een minuut kunnen duren om deling en vermenigvuldiging uit te voeren. Snel was het zeker niet.

Het computerprogramma van Ada Lovelace

Augusta Ada, gravin van Lovelace en dochter van de dichter Lord Byron pasten niet in de vorm van de Victoriaanse samenleving. In plaats van uit te blinken in handwerken, borduren en entertainen op de pianoforte, waren Ada's vaardigheden op het gebied van wetenschap en wiskunde.

Ze maakte kennis met Charles Babbage tijdens een diner in 1833 en ze correspondeerden gedurende verschillende jaren, waarbij ze eerst het verschil en later de analytische motor bespraken..

In 1942 schreef de Italiaanse wiskundige Luigi Menabrea, die Babbage een jaar eerder had ontmoet, een artikel getiteld Een schets van de analyse-engine, uitgevonden door Charles Babbage. Ada Lovelace vertaalde het artikel in het Engels en breidde het op verzoek van Babbage uit met zeer uitgebreide eigen notities. Veel onder de indruk van haar begrip van zijn schepping, Babbage noemde haar de 'Tovenares van Nummers'.

Maar de grootste bijdrage van Countess Lovelace aan de rekenwetenschap was een voorbeeld dat zij in haar aantekeningen aan Menabrea's artikel gaf over hoe de analytische engine gebruikt zou kunnen worden om Bernoulli-getallen te berekenen..

Tenzij je een wiskundige bent, zal je waarschijnlijk niet zo geïnteresseerd zijn in wat ze zijn, dus laten we zeggen dat deze reeks getallen, ontdekt door de Zwitserse wiskundige Jakob Bernoulli, van groot belang is in de getaltheorie. Wat vooral interessant was voor Ada Lovelace, is dat ze notoir moeilijk te berekenen zijn.

Elk opeenvolgend nummer vereist aanzienlijk meer berekeningen dan zijn voorganger, en in feite slaagde Bernoulli er zelf alleen in de eerste 10 van de nummers uit te werken die zijn naam dragen.

Ada's instructies voor de Analytical Engine, hoewel ze er niet uitzien als een modern computerprogramma, worden beschouwd als precies dat - 's werelds eerste voorbeeld. Ze bevatten veel van de elementen van de programma's van vandaag, inclusief voorwaardelijke vertakkingen en geneste lussen, of 'cyclus van cycli' zoals ze ze noemden.