dissabte, 20 de desembre del 2008

CHARLES BABBAGE - LA MÀQUINA ANALÍTICA

Quan tenim un ordinador, de sobretaula o portàtil, connectat o no a Internet, possiblement no ens imaginem que fa prop de 200 anys un home ja somniava a disposar d’un ordinador, que funcionaria de forma mecànica.

El 1.822, l’anglès Charles Babbage, va constatar que les taules de valors matemàtics que s’utilitzaven en molts processos de la vida quotidiana com taules de navegació, taules d’artilleria, taules de logarismes, taules de matemàtiques comercials o moltes altres, que eren calculades manualment per persones especialitzades, anomenades calculadores, contenien sovint errors de càlcul o d’impressió.

En una època on les màquines de vapor començaven a revolucionar d’altres aspectes de la vida quotidiana, Babbage es va proposar la construcció d’una màquina basada en la tecnologia mecànica, per calcular taules de valors matemàtics.

La màquina es va anomenar “Difference engine” (màquina diferencial) a causa de la tècnica matemàtica en la qual es basava: la tècnica de diferències finites, que calculava funcions polinòmiques, amb la particularitat que per fer-ho només necessitava fer sumes, això sí, moltes sumes de forma repetitiva.

D’altres funcions matemàtiques es podien aproximar, a la seva vegada, via funcions polinòmiques. D’aquesta manera, una màquina que es basava en la realització successiva i automàtica d’una sèrie de sumes, permetria calcular taules de valors matemàtics de molts tipus sempre que poguessin calcular-se o aproximar-se per mitjà d’un polinomi.

El govern anglès li va donar un ajut de 20.000 lliures per dur a terme aquest desenvolupament. Babbage, però, es va veure superat per les limitacions de la tecnologia de l’època i pel seu elevat perfeccionisme: la seva idea era conceptualment massa ambiciosa per la tecnologia de què disposava.

A causa de les diferències i dificultats de financiació amb el seu mecànic, Joseph Clement, Babbage va haver d’aturar el desenvolupament de la Difference Engine quan no estava totalment acabada.

Una part d’aquesta màquina original, aproximadament equivalent a una setena part del total, composada per 2.000 peces, es conserva al Museu de la Ciència, a South Kensington, a Londres.

El desenvolupament de la “Difference engine”, una màquina de propòsit específic, encara que d’abast ambiciós, va fer veure a Babbage la possibilitat d’existència de màquines analítiques de propòsit més general que va anomenar “Analytical Engines”.

A causa dels problemes exposats, Babbage va abandonar el projecte de la “Difference Engine” i va passar a treballar de ple en el disseny – però a penes en la materialització – de l’”Analytical Engine”.

La nova màquina de Babbage – l’Analytical Engine (màquina analítica) - va recollir la idea, que ja s’havia materialitzat en d’altres màquines, com un teler programable, ideat pel francès Jacquard, en el que les ordres de funcionament es donaven de forma externa, a través de targetes perforades, augmentant així la versatilitat de la màquina. Podeu veure un exemplar d'aquest tipus de telers al Museu Nacional de la Ciència i la Tècnica de Catalunya, a Terrassa.

Babbage va concebre una màquina en la que va distingir una unitat d’entrada/sortida, per a l’entrada de dades i la producció de resultats, que utilitzaria tecnologies similars a les utilitzades per Jacquard en el seu teler, més una impressora; una unitat per posar la màquina en marxa, i per dur a terme la transferència de dades entre la memòria i la unitat aritmètica, assimilable al que més endavant es coneixeria com unitat de control; una memòria, per a l’emmagatzemament de dades i resultats intermedis i un “molí”, és a dir la unitat aritmètica o processadora, que és la part on es fan els càlculs pròpiament dits.

Babbage va conceptualitzar, més d’un segle abans que fossin tecnològicament possibles, els ordinadors de propòsit general. Babbage no va fer una descripció formal publicada de l’Analytical Engine – de fet va evolucionar molt en les seves idees – sinó que va deixar molt material manuscrit i dibuixos i reflexions.

Babbage va fer una presentació del seu projecte d’Analytical Engine a Torí, on Luigi Menabrea va prendre notes i en va fer un article. Lady Ada Lovelace, filla del poeta Lord Byron, i que professava amistat i admiració per Babbage, va traduir a l’anglès l’article d’en Menabrea i hi va afegir diverses anotacions, que van contribuir a que Ada Lovelace hagi estat considerada la primera “programadora” per a l’Analytical Engine, i, s’hagi anomenat Ada en el seu honor un llenguatge de programació d’ordinadors.

Igual que amb la “Difference Engine”, l’estat de la tecnologia no va fer possible rematar del tot l’”Analytical Engine”. En particular, la memòria de què disposava era poc adequada per emmagatzemar programes de propòsit general. Més endavant, Babbage va aprofitar les idees derivades del projecte de l’Analytical Engine per fer el disseny complert i millorat d’una nova versió de la Difference Engine (Difference Engine 2).

El museu de la Ciència de Londres va construir el 1.991, per celebrar el bicentenari del naixement de Babbage, un model operatiu del “molí” de la Difference Engine 2, que desenvolupa correctament diverses operacions i es pot visitar al museu. Aquest model consta de més de 4.000 peces, pesa 2.600 Kg i va poder completar-se i funcionar un mes abans d’acomplir-se el 200 centenari del naixement de Babbage. Per cert, si aneu a Londres a visitar aquest museu, no deixeu de visitar el museu nacional marítim de Greenwhich, on podreu observar els primers cronòmetres, construïts per John Harrison, que van permetre calcular amb precisió adequada la longitud en els desplaçaments marítims, evitant així penosos naufragis i accidents marins; o, ja en un altre àmbit, el magnífic jardí botànic Kew Gardens.

George i Edvard Scheutz (pare i fill), suecs, van llegir un article sobre els treballs de Babbage el 1.832 i durant 20 anys van treballar per construir una màquina que van presentar a l’exposició de Paris de 1.855, on van guanyar una medalla d’or, i que posteriorment van vendre a Nova Iork per 1.000 $. El govern britànic en va comprar una còpia per 1.200 lliures. Era de tecnologia menys precisa que la de Babbage i s’havia d’ajustar sovint, però era complerta. Babbage va visitar aquesta exposició i va constatar amb felicitat que el seu projecte era viable. Encara que se’n va fer alguna còpia més, el nombre va ser molt limitat, i realitzar càlculs de taules matemàtiques va seguir sent durant molt de temps una tasca bàsicament humana (“computadors humans”).

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada