اولین کامپیوتر
در دهه دوم قرن نوزدهم، تعدادی از آموزش کامپیوتر ایده‌های لازم برای اختراع رایانه در فضا وجود داشت. اول، مزایای بالقوه علم و صنعت برای خودکارسازی محاسبات معمول مورد قدردانی قرار گرفت، همانطور که یک قرن قبل از آن وجود نداشت. روش‌های خاصی برای عملی‌تر کردن محاسبه خودکار، مانند انجام ضرب با اضافه کردن لگاریتم یا با تکرار جمع، ابداع شده بود و تجربه آموزش کامپیوتر با دستگاه‌های آنالوگ و دیجیتال برخی از مزایای هر رویکرد را نشان داده بود. ماشین بافندگی ژاکارد (همانطور که در بخش قبلی، پیش سازهای کامپیوتری توضیح داده شد) مزایای هدایت یک دستگاه چند منظوره را از طریق دستورالعمل های کدگذاری شده نشان داده بود، و نشان داده بود که چگونه می توان از کارت های پانچ برای اصلاح سریع و انعطاف پذیر دستورالعمل ها استفاده کرد. این یک نابغه ریاضی در انگلستان بود که شروع به چیدن همه این قطعات کرد.
موتور تفاوت
بخش تکمیل شده موتور تفاوت چارلز بابیج، 1832. این ماشین حساب پیشرفته برای تولید جداول لگاریتمی مورد استفاده در ناوبری در نظر گرفته شده بود. ارزش اعداد با موقعیت چرخ های دندانه دار که با اعداد اعشاری آموزش کامپیوتر مشخص شده بودند نشان داده شد.
چارلز بابیج یک ریاضیدان و مخترع انگلیسی بود: او گاو گیر را اختراع کرد، سیستم پستی بریتانیا را اصلاح کرد و در زمینه تحقیقات عملیاتی و علم اکچوئری پیشگام بود. این بابیج بود که برای اولین بار پیشنهاد کرد که آب و هوای سال های گذشته را می توان از روی حلقه درختان خواند. او همچنین شیفتگی مادام العمر به کلیدها، رمزها و عروسک های مکانیکی داشت.
به عنوان یکی از اعضای موسس انجمن سلطنتی نجوم، بابیج نیاز آشکاری به طراحی و ساخت دستگاهی مکانیکی داشت که بتواند محاسبات نجومی طولانی و خسته کننده را خودکار کند. او با نوشتن نامه‌ای در سال 1822 به سر همفری دیوی، رئیس انجمن سلطنتی، درباره امکان خودکارسازی ساخت جداول ریاضی - به‌ویژه جداول لگاریتمی برای استفاده در ناوبری، شروع کرد. او سپس مقاله‌ای با عنوان «درباره اصول نظری ماشین‌های محاسبه جداول» نوشت که آموزش کامپیوتر در اواخر همان سال برای جامعه خواند. (اولین مدال طلای انجمن سلطنتی را در سال 1823 برنده شد.) جداولی که در آن زمان استفاده می شد اغلب حاوی خطاهایی بود که می توانست برای ملوانان در دریا موضوع مرگ و زندگی باشد و بابیج استدلال می کرد که با خودکارسازی تولید میزها، او می تواند صحت آنها را تضمین کند. بابیج پس از به دست آوردن حمایت در جامعه برای موتور تفاوت خود، همانطور که او آن را می نامید، سپس به دولت بریتانیا برای تأمین بودجه توسعه روی آورد و یکی از اولین کمک های مالی دولتی را برای تحقیق و توسعه فناوری دریافت کرد.
بابیج بسیار جدی به این پروژه نزدیک شد: او یک ماشین‌کار چیره دست استخدام کرد، یک کارگاه نسوز راه‌اندازی کرد و یک محیط ضد گرد و غبار برای آزمایش دستگاه ساخت. تا آن زمان محاسبات آموزش کامپیوتربه ندرت بیش از 6 رقم انجام می شد. بابیج برنامه ریزی کرد که به طور معمول نتایج 20 یا 30 رقمی تولید کند. موتور دیفرانسیل یک دستگاه دیجیتال بود: به جای مقادیر صاف بر روی ارقام گسسته کار می کرد و ارقام اعشاری (0-9) بودند که به جای ارقام دوتایی که لایب نیتس ترجیح می داد (اما استفاده نمی کرد) با موقعیت روی چرخ های دندانه دار نشان داده می شد. . هنگامی که یکی از چرخ های دندانه دار از 9 به 0 تبدیل شد، آموزش کامپیوتر باعث شد چرخ بعدی یک موقعیت پیشروی کند و این رقم را دقیقاً همانطور که ماشین حساب Step Reckoner لایبنیتس کار می کرد حمل می کرد.
با این حال، موتور تفاوت چیزی بیش از یک ماشین حساب ساده بود. نه فقط یک محاسبه، بلکه یک سری محاسبات روی تعدادی متغیر را مکانیزه کرد تا یک مسئله پیچیده را حل کند. از جهات دیگر نیز بسیار فراتر از ماشین حساب بود. مانند کامپیوترهای مدرن، موتور دیفرانسیل دارای ذخیره سازی بود
e—یعنی مکانی که می‌توان به‌طور موقت داده‌ها را برای پردازش‌های بعدی نگهداری کرد و به گونه‌ای طراحی شده بود که خروجی آن را به فلز نرم کند که بعداً می‌توان از آن برای تولید یک صفحه چاپ استفاده کرد.
با این وجود، موتور دیفرانسیل تنها یک عملیات انجام داد. اپراتور تمام رجیسترهای داده خود را با داده های اصلی راه اندازی می کند آموزش کامپیوتر و سپس عملیات واحد به طور مکرر روی همه ثبات ها اعمال می شود و در نهایت یک راه حل ایجاد می کند. با این حال، از نظر پیچیدگی و جسارت طراحی، هر وسیله محاسبه ای را که در آن زمان وجود داشت، کوچکتر کرد.
موتور کامل، طراحی شده به اندازه اتاق، هرگز ساخته نشد، حداقل توسط بابیج. اگرچه او به طور پراکنده چندین کمک مالی دولتی دریافت می کرد - دولت تغییر کرد، بودجه اغلب تمام می شد، و او مجبور بود شخصاً برخی آموزش برنامه نویسی پیشرفته از هزینه های مالی را متقبل شود - او با روش های ساخت و ساز آن روز یا نزدیک به آن کار می کرد و با ساخت و سازهای متعددی مواجه شد. مشکلات تمام طراحی و ساخت و ساز در سال 1833 متوقف شد، زمانی که جوزف کلمنت، ماشین‌کاری که مسئول ساخت ماشین بود، از ادامه کار خودداری کرد مگر اینکه پیش‌پرداختی به او داده شود. (بخش کامل موتور دیفرانسیل در نمایشگاه دائمی در موزه علوم لندن است.)
موتور تحلیلی
بخشی (تکمیل شده در سال 1910) از موتور تحلیلی چارلز بابیج. این بخش تنها در زمان مرگ او در سال 1871 تا حدی ساخته شد و حاوی "آسیاب" (از لحاظ عملکردی مشابه واحد پردازش مرکزی کامپیوتر مدرن) و یک مکانیسم چاپ است.
بابیج در حین کار بر روی Difference Engine شروع به تصور راه هایی برای بهبود آن کرد. او عمدتاً به فکر تعمیم عملکرد آموزش کامپیوتر آن بود تا بتواند انواع دیگری از محاسبات را انجام دهد. زمانی که بودجه در سال 1833 تمام شد، او چیز بسیار انقلابی تری را در ذهن داشت: یک ماشین محاسباتی همه منظوره به نام موتور تحلیلی.
موتور تحلیلی قرار بود یک کامپیوتر دیجیتال مکانیکی خودکار همه منظوره و کاملاً کنترل شده با برنامه باشد. این می تواند هر مجموعه محاسباتی را قبل از آن انجام دهد. قبل از بابیج هیچ مدرکی وجود نداشت که نشان دهد کسی تا به حال چنین وسیله ای را تصور کرده باشد، چه رسد به تلاش برای ساختن آن. این دستگاه از چهار جزء تشکیل شده است: آسیاب، فروشگاه، خواننده و چاپگر. این قطعات امروزه اجزای ضروری هر کامپیوتری هستند. آسیاب واحد محاسبه کننده بود، مشابه واحد پردازش مرکزی (CPU) در یک کامپیوتر مدرن. فروشگاه جایی بود که داده ها قبل از پردازش نگهداری می شدند، دقیقا مشابه حافظه و ذخیره سازی در رایانه های امروزی. و خواننده و چاپگر دستگاه ورودی و خروجی بودند.
همانند موتور دیفرانسیل، این پروژه بسیار پیچیده تر از هر چیزی بود که قبلا ساخته شده بود. فروشگاه باید به اندازه ای بزرگ باشد که بتواند 1000 شماره 50 رقمی را در خود جای دهد. این بزرگتر از ظرفیت ذخیره سازی هر کامپیوتری بود که قبل از سال 1960 ساخته شده بود. قابلیت چاپ نیز بلندپروازانه بود، همانطور که برای موتور دیفرانسیل وجود داشت: بابیج می‌خواست این فرآیند را تا حد امکان خودکار کند تا جداول چاپی اعداد را تولید کند.
خواننده یکی دیگر از ویژگی های جدید موتور تحلیلی بود. قرار بود داده ها (اعداد) روی کارت های پانچ شده با استفاده از فناوری کارتخوانی ماشین بافندگی ژاکارد وارد شود. دستورالعمل‌ها نیز قرار بود روی کارت‌ها وارد شوند، ایده دیگری که مستقیماً از ژاکارد گرفته شده است. استفاده از کارت‌های دستورالعمل، آن را به یک دستگاه قابل برنامه‌ریزی تبدیل می‌کند و بسیار انعطاف‌پذیرتر از هر دستگاه موجود در آن زمان است. یکی دیگر از عناصر برنامه نویسی، توانایی آن در اجرای دستورات به غیر از ترتیب ترتیبی بود. این یک نوع توانایی تصمیم گیری در انتقال کنترل شرطی خود بود که به انشعاب شرطی نیز معروف است، به موجب آن می توانست بسته به مقدار برخی از داده ها به دستورالعمل های متفاوتی بپرد. این ویژگی بسیار قدرتمند در بسیاری از کامپیوترهای اولیه قرن بیستم وجود نداشت.
بر اساس اکثر تعاریف، موتور تحلیلی یک کامپیوتر واقعی بود که امروزه درک می‌شود – یا اگر بابیج دوباره با مشکلات پیاده‌سازی مواجه نمی‌شد، می‌توانست همینطور باشد. در واقع ساختن طرح بلندپروازانه او با توجه به فناوری فعلی غیرممکن ارزیابی شد، و شکست بابیج در تولید جداول ریاضی وعده داده شده با موتور دیفرانسیل خود، اشتیاق برای بودجه بیشتر دولتی را کاهش داده بود. در واقع، برای دولت بریتانیا آشکار بود که بابیج بیشتر به نوآوری علاقه مند بود تا ساخت جدول.
با این حال، موتور تحلیلی بابیج چیزی جدید در زیر نور خورشید بود. انقلابی ترین ویژگی آن امکان تغییر عملکرد آن با تغییر دستورالعمل روی کارت های پانچ بود. تا قبل از این پیشرفت، تمام ابزارهای مکانیکی محاسبه صرفاً ماشین حساب یا مانند موتور دیفرانسیل، ماشین‌حساب‌های تجلیل‌شده بودند. computer education موتور تحلیلی، اگرچه در واقع کامل نشده بود، اما اولین ماشینی بود که شایسته نام کامپیوتر بود.
تازه های هوش مصنوعی به زبان ساده برای کودکان