पहला कंप्यूटर: चार्ल्स बैबेज का विश्लेषणात्मक इंजन

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद की चुनौती का सामना करने के लिए आधुनिक कंप्यूटर को तत्काल आवश्यकता से बाहर पैदा किया गया था फ़ासिज़्म नवाचार के माध्यम से। लेकिन कंप्यूटर का पहला पुनरावृत्ति जैसा कि अब हम समझते हैं कि यह बहुत पहले आया था, जब 1830 के दशक में, चार्ल्स बैबेज नामक एक आविष्कारक ने विश्लेषणात्मक इंजन नामक एक उपकरण का डिजाइन किया था।

1791 में एक अंग्रेजी बैंकर और उनकी पत्नी से जन्मे, चार्ल्स बैबेज (1791-1871) कम उम्र में ही गणित पर मोहित हो गए, खुद को बीजगणित सिखाने और महाद्वीपीय गणित पर व्यापक रूप से पढ़ने लगे। जब 1811 में, वह अध्ययन करने के लिए कैम्ब्रिज गए, तो उन्होंने पाया कि उनके ट्यूटर्स नए गणितीय परिदृश्य में कम थे, और वास्तव में, वह पहले से ही जानते थे कि वे क्या करते हैं। परिणामस्वरूप, उन्होंने 1812 में एनालिटिकल सोसायटी को खोजने के लिए अपने दम पर उड़ान भरी, जो ब्रिटेन में गणित के क्षेत्र को बदलने में मदद करेगा। वह 1816 में रॉयल सोसाइटी के सदस्य बने और कई अन्य समाजों के सह-संस्थापक थे। एक चरण में वह कैम्ब्रिज में गणित के लुकासियन प्रोफेसर थे, हालांकि उन्होंने अपने इंजनों पर काम करने के लिए यह इस्तीफा दे दिया। एक आविष्कारक, वह ब्रिटिश तकनीक में सबसे आगे था और उसने ब्रिटेन की आधुनिक डाक सेवा, गाड़ियों के लिए एक काउकैचर और अन्य उपकरण बनाने में मदद की।

बैबेज ब्रिटेन की रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के संस्थापक सदस्य थे, और उन्होंने जल्द ही इस क्षेत्र में नवाचार के अवसर देखे। खगोलविदों को लंबी, कठिन और समय लेने वाली गणनाएँ करनी पड़ीं, जिन्हें त्रुटियों से भरा जा सकता है। जब इन तालिकाओं का उपयोग उच्च दांव स्थितियों में किया जा रहा था, जैसे कि नेविगेशन लॉगरिदम के लिए, त्रुटियां घातक साबित हो सकती हैं। जवाब में, बैबेज ने एक स्वचालित उपकरण बनाने की उम्मीद की जो निर्दोष तालिकाओं का उत्पादन करेगा। 1822 में, उन्होंने सोसायटी के अध्यक्ष, सर को लिखा हम्फ्री डेवी (1778–1829), इस आशा को व्यक्त करने के लिए। उन्होंने एक पेपर के साथ "टेबल्स की गणना के लिए मशीनरी के सैद्धांतिक सिद्धांत" पर 1823 में पहला सोसाइटी गोल्ड मेडल जीता। बैबेज ने "अंतर इंजन" का प्रयास करने और बनाने का फैसला किया था।

जब बैबेज ने ब्रिटिश सरकार से फंडिंग के लिए संपर्क किया, तो उन्होंने उन्हें वह दिया जो तकनीक के लिए दुनिया के पहले सरकारी अनुदानों में से एक था। बैबेज ने इस पैसे को सबसे अच्छे मशीनिस्टों में से एक को किराए पर देने के लिए खर्च किया जिसे वे पा सकते थे: जोसेफ क्लेमेंट (1779-1844)। और बहुत सारे हिस्से होंगे: 25,000 की योजना बनाई गई थी।

1830 में, बैबेज ने स्थानांतरित करने का फैसला किया, एक कार्यशाला का निर्माण किया जो उस क्षेत्र में आग लगने से प्रतिरक्षा थी जो अपनी संपत्ति पर धूल से मुक्त थी। 1833 में निर्माण बंद हो गया, जब क्लेमेंट ने अग्रिम भुगतान के बिना जारी रखने से इनकार कर दिया। हालाँकि, बैबेज राजनेता नहीं थे; उनके पास क्रमिक सरकारों के साथ संबंधों को सुचारू बनाने की क्षमता का अभाव था, और इसके बजाय, लोगों को अपने अधीरता से दूर कर दिया। इस समय तक सरकार ने £ 17,500 खर्च कर दिए थे, और कोई नहीं आ रहा था, और बैबेज के पास गणना करने वाली इकाई का केवल सातवां हिस्सा था। लेकिन इस कम और लगभग निराशाजनक स्थिति में भी, मशीन विश्व प्रौद्योगिकी के अत्याधुनिक पर थी।

बैबेज इतनी जल्दी हार मानने वाले नहीं थे। एक ऐसी दुनिया में जहाँ आम तौर पर गणना को छह से अधिक आंकड़े तक नहीं ले जाया जाता था, बैबेज का लक्ष्य 20 से अधिक उत्पादन करना था, और इसके परिणामस्वरूप इंजन 2 को केवल 8,000 भागों की आवश्यकता होगी। उनके डिफरेंस इंजन ने दशमलव के आंकड़ों (0–9) का इस्तेमाल किया-बाइनरी की तुलना में 'बिट्स' जो जर्मनी का गॉटफ्राइड वॉन है लाइबनिज़ (1646–1716) को पसंद किया गया था - और उन्हें कॉग / पहियों पर स्थापित किया जाएगा जो निर्माण के लिए आपस में जुड़े हुए हों गणना। लेकिन इंजन को एबिकस की नकल करने से अधिक करने के लिए डिज़ाइन किया गया था: यह एक श्रृंखला का उपयोग करके जटिल समस्याओं पर काम कर सकता था गणना के अनुसार और बाद में उपयोग के लिए परिणामों को अपने भीतर संग्रहीत कर सकता है, साथ ही एक धातु पर परिणाम पर मुहर लगा सकता है उत्पादन। हालाँकि यह अभी भी एक बार में केवल एक ही ऑपरेशन को चला सकता है, यह दुनिया के किसी भी अन्य कंप्यूटिंग डिवाइस से बहुत आगे था। दुर्भाग्य से बैबेज के लिए, उन्होंने कभी भी अंतर इंजन को समाप्त नहीं किया। बिना किसी और सरकारी अनुदान के, उसका धन भाग गया।

1854 में, जॉर्ज शेहुतज़ (1785-1873) नामक एक स्वीडिश प्रिंटर ने एक परिश्रम मशीन बनाने के लिए बैबेज के विचारों का इस्तेमाल किया, जिसने महान सटीकता की तालिकाएँ तैयार कीं। हालांकि, उन्होंने सुरक्षा सुविधाओं को छोड़ दिया था और यह टूटने की ओर अग्रसर था, और, परिणामस्वरूप, मशीन एक प्रभाव बनाने में विफल रही। 1991 में, लंदन के साइंस म्यूज़ियम में शोधकर्ता, जहाँ बैबेज के रिकॉर्ड और परीक्षण रखा गया, छह साल के काम के बाद मूल डिजाइन में एक अंतर इंजन 2 बनाया। DE2 का उपयोग लगभग 4,000 भागों में किया गया और इसका वजन केवल तीन टन से अधिक था। मिलान प्रिंटर 2000 में पूरा हो गया था, और फिर से कई हिस्सों के रूप में था, हालांकि 2.5 टन का थोड़ा छोटा वजन। इससे भी महत्वपूर्ण बात, यह काम किया।

अपने जीवनकाल के दौरान, बैबेज पर आरोप लगाया गया था कि वे सिद्धांत में अधिक रुचि रखते थे और वास्तव में सरकार द्वारा निर्मित तालिकाओं का निर्माण करने की तुलना में नवाचार की धार को काट रहा था। यह बिल्कुल अनुचित नहीं था, क्योंकि जब तक अंतर इंजन के लिए वित्त पोषण हो गया था, तब तक बैबेज एक नया विचार लेकर आए थे: विश्लेषणात्मक इंजन। यह अंतर इंजन से परे एक बड़ा कदम था: यह एक सामान्य उद्देश्य वाला उपकरण था जो कई अलग-अलग समस्याओं की गणना कर सकता था। यह परिवर्तनशील कार्यक्रमों द्वारा डिजिटल, स्वचालित, यांत्रिक और नियंत्रित किया जाना था। संक्षेप में, यह आपकी इच्छानुसार किसी भी गणना को हल करेगा। यह पहला कंप्यूटर होगा।

विश्लेषणात्मक इंजन के चार भाग थे:

• एक चक्की, जो वह खंड था जो गणना करता था (अनिवार्य रूप से सीपीयू)
• स्टोर, जहाँ जानकारी दर्ज की गई थी (अनिवार्य रूप से मेमोरी)
• पाठक, जो छिद्रित कार्ड (अनिवार्य रूप से कीबोर्ड) का उपयोग करके डेटा को दर्ज करने की अनुमति देगा
• प्रिन्टर

पंच कार्ड उन लोगों के लिए तैयार किए गए थे जिनके लिए विकसित किया गया था जैक्वार्ड लूम और मशीन को गणना करने के लिए आविष्कार किए गए किसी भी चीज़ से अधिक लचीलेपन की अनुमति देगा। बैबेज की डिवाइस के लिए भव्य महत्वाकांक्षाएं थीं, और स्टोर को 1,050 अंकों की संख्या के लिए माना जाता था। यदि आवश्यक हो तो डेटा का निर्माण करने और निर्देशों को संसाधित करने की एक अंतर्निहित क्षमता होगी। यह वाष्प-चालित होगा, पीतल से बना होगा, और इसके लिए प्रशिक्षित ऑपरेटर / ड्राइवर की आवश्यकता होगी।

बैबेज द्वारा सहायता प्राप्त थी ऐडा लवलेस (1815–1852), ब्रिटिश कवि की बेटी लॉर्ड बायरन और गणित में एक शिक्षा के साथ युग की कुछ महिलाओं में से एक। बैबेज ने बैबेज के काम पर एक फ्रांसीसी लेख के उनके प्रकाशित अनुवाद की बहुत प्रशंसा की, जिसमें उनके स्वैच्छिक नोट्स शामिल थे।

इंजन बबेज का खर्च वहन कर सकता था और हो सकता है कि तब कौन सी तकनीक का उत्पादन किया जा सकता था, लेकिन सरकार बैबेज के साथ अधिक हो गई थी और फंडिंग आगे नहीं बढ़ रही थी। बैबेज ने परियोजना पर काम करना जारी रखा, जब तक कि 1871 में उनकी मृत्यु नहीं हो गई, कई खातों द्वारा एक निडर व्यक्ति जिसे अधिक सार्वजनिक धन लगा, को विज्ञान की उन्नति के लिए निर्देशित किया जाना चाहिए। यह समाप्त नहीं हो सकता था, लेकिन व्यावहारिक इंजन कल्पना में एक सफलता थी, अगर व्यावहारिकता नहीं। बैबेज के इंजन भूल गए थे, और समर्थकों को उसे अच्छी तरह से रखने के लिए संघर्ष करना पड़ा; प्रेस के कुछ सदस्यों ने इसका मजाक उड़ाना आसान समझा। जब कंप्यूटर का आविष्कार बीसवीं शताब्दी में किया गया था, तो आविष्कारकों ने बैबेज की योजनाओं या विचारों का उपयोग नहीं किया था, और यह केवल सत्तर के दशक में था कि उनके काम को पूरी तरह से समझा गया था।

इसमें एक सदी का समय लगा, लेकिन आधुनिक कंप्यूटरों ने विश्लेषणात्मक इंजन की शक्ति को पार कर लिया है। अब विशेषज्ञों ने एक कार्यक्रम बनाया है जो इसकी प्रतिकृति बनाता है इंजन की क्षमता, तो तुम कर सकते हो इसे स्वयं आज़माएं.

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