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Analizziamo la macchina differenziale di Charles Babbage,primo computer nell'800?

Inventore Computer Babbage

L'uomo che tanti considerano il progenitore dei moderni computers, non ha mai avuto la possibilità di terminare la sua creazione non avendo avuto possibilità economiche e politiche nell'800. Oggi qualcuno ha terminato la sua macchina differenziale...

Indovinate un pò...non solo funziona perfettamente, ma è anche assolutamente precisa. Doron Swade, direttore del progetto di Babbage al Computer History Museum, si è impuntato affinché l'illustre matematico non risultasse come un visionario sognatore, e recuperando gli stessi materiali disponibili nel 1840, accompagnato dal suo team di ingegneri ha terminato la fantastica "Macchina Differenziale". Il gigantesco macchinario occupa metà della galleria messa a disposizione dal museo caliorniano, alto quasi tre metri e dal considerevole peso di 5 tonnellate. E' costituito da oltre 8000 pezzi, e può essere considerato una delle prime sculture Vittoriane simbolo della corrente "Steampunk", oltre che alla prima macchina per il calcolo automatico.

La fonte d'ispirazione

Nel 1821, dopo ever trovato diversi errori nei calcoli in una tavola astronomica,Babbage esclamò "Dio solo sa quanto vorrei che questi calcoli siano eseguiti da una macchina a vapore"(Steam-powered Ndr.), quindi si applicò nel progettare un calcolatore meccanico.Da buon matematico, pensava a come i capitani delle navi procedessero la loro navigazione affidandosi a libri pieni di calcoli partoriti comunque da menti umane, quindi passibili di errori  anche grossolani, inammissibile se c'è il rischio di perdersi, di "girare in tondo" o di mettere a repentaglio la vita dell'equipaggio.

Inizialmente riuscì a farsi finanziare parzialmente dal Governo Britannico,ma dopo 10 anni di duro lavoro,a metà dell'opera necessitava di ulteriori fondi,ma le istituzioni si rifiutarono di collaborare.Era troppo avanti nel pensare nel suo tempo,ed incontrò l'opposizione di quanti non capendo nulla di quanto stesse facendo, lo disdegnarono.Così il prototipo si trasformò in un'immensa montagna di ferraglia senza senso.Tutto quello che rimase furono i suoi progetti,i suoi disegni,gli schemi dettagliati di ogni parte e i loro possibili ricambi,come se avesse immaginato che un giorno qualcuno si sarebbe presa la briga di ricomporre il tutto.

Tecnologia Vittoriana

Macchina N°1

La macchina non usufruisce di fonti di alimentazione esterne, prende vita da una manovella,ogni giro di questa fa sì che la macchina partorisca nuovi risultati.Il motore può essere settato per diversi tipi di calcolo e dagli schemi si evince che ci siano state almeno tre rivisitazioni del design,diventate poi tre modelli diversi di calcolo.Il primo modello, il "Difference Engine N.1" del 1832,realizzava funzioni polinominali, ed integralmente al concetto di design,produceva un output su carta dei risultati,sì esatto...la prima stampante automatica! Sebbene la macchina non potesse essere usata per calcoli aritmetici generici,la prima versione computava servendosi del metodo "a stati finiti",grazie al quale moltiplicazioni e divisioni diventavano possibili,altrimenti sarebbe stato difficilissimo implementarle meccanicamente.I valori numerici sono rappresentati da ingranaggi,ogni cifra del valore ha il suo ingranaggio.Se durante un calcolo uno di questi ingranaggi rimane in posizione intermedia,cioè tra una cifra e l'altra,il sistema la interpreta come "indeterminata",ed il motore si mette in posizione di "Jam"-Inceppatura-,per indicare che la validità del calcolo è compromessa.Ecco quindi la prima forma di "Error Detection",la nostra attuale ECC.Babbage ha evoluto il concept del motore affinché facesse calcoli in decimale e binario,arrivando poco dopo a calcoli in base 3,4,5,12,16 e 100.La sfida era avere il risultato con minori movimenti meccanici in ogni caso. Il "Motore analitico" fu la diretta evoluzione della N.1,era programmabile attraverso schede perforate,il motore ebbe la possibilità di ricordare dati "The Store",una mini estensione del motore imputata ai calcoli aritmetici "The Mill",oltre ad un repertotio interno delle quattro funzioni matematiche.Dire che Babbage sia il pioniere dell'informatica a questo punto, non è assolutamente sbagliato.

Buoni risultati

Ada LovelaceIl motore analitico era ormai fuori dal rodaggio,tanto da inspirare Ada Lovelace, moglie del poeta Lord Byron,che amava chiamarla "Principessa del parallelogramma" Conosce Babbage ad uno di quei incontri riservati a luminari del tempo,tra i partecipanti Charles Darwin,Charles Dickens. Lovelace aveva la passione per la matematica,aiutò il matematico a trasformare le sue idee in progetti,e apparentemente capì le implicazioni dei suoi sforzi meglio di chiunque altro.Secondo Ada "i numeri possono essere usati per rappresentare cose,oltre alle quantità delle stesse,possono rappresentare lettere dell'alfabeto,note musicali,posizioni sulla scacchiera".Accostare scacchi e macchine nel 1840,non è un pensiero sano come oggi,insomma. Assolutamente entusiasta dei risultati di Babbage, ("Il motore analitico ondeggia pattern algebrici come il telaio di Jaquard ondeggia fiori e foglie") Ada Lovelace può essere considerata la madre del linguaggio Assembly in quanto scrisse diversi programmi per la macchina,quindi la prima programmatrice almeno in senso teorico,perchè molti dei test promossi da lei,non furono mai stati fatti. Intanto,allargati i suoi contatti internazionali, Babbage si recò anche in Italia dove si occupò, tra l'altro, di geologia e di archeologia.
Presentò per la prima volta al Secondo Congresso degli Scienziati Italiani,svoltosi a Torino nel settembre del 1840, la sua invenzione,suscitando l'interesse di molti. Nel 1864 dedicò la sua autobiografia a Vittorio Emanuele II, ormai Re d'Italia.Charles Babbage raggiunse anche importanti risultati nella crittografia. Egli realizzo un metodo per la decrittazione delle cifrature effettuate con il cifrario di Vigenère, sistema "polialfabetico" allora chiamato "la cifratura indecifrabile" (La chiffre indéchiffrable), ideato dal francese Blaise de Vigenère (1523 – 1596).
Tuttavia egli non pubblicò mai la sua scoperta, risalente probabilmente
al 1854, che gli fu attribuita solo nel XX secolo in base all'esame dei suoi appunti.Babbage inventò anche il "pilota",la struttura metallica attaccata sulla parte anteriore delle locomotive che spazza gli ostacoli dalla
ferrovia. La fervida mente dell'inventore,ne ideò anche un'altra: la tariffazione postale unica.

Letteratura inconsueta

Le macchine di Babbage, antenate dei moderni computer, assieme alla figura stessa di questo illustre scienziato dell'età vittoriana sono risultate suggestive anche per gli scrittori di fantascienza. In particolare il romanzo La macchina della realtà (The difference engine), scritto a quattro mani da William Gibson e Bruce Sterling, è una ucronia in cui i temi e i principi ispiratori delle storie cyberpunk degli autori sono applicati ad un'età vittoriana alternativa, nella quale la macchina analitica di Charles Babbage è stata effettivamente costruita, anticipando di un secolo e mezzo la rivoluzione informatica degli anni ottanta. Questo romanzo è considerato uno dei più rappresentativi dello steampunk,
sottogenere della narrativa fantastica frequentemente ambientato nell'epoca vittoriana. Altro esempio interessante, è "Tunnel negli abissi" 1972, pubblicato in origine come A Transatlantic Tunnel, Hurrah!), di Harry Harrison,ambientato anch'esso in una realtà vittoriana alternativa, in un capitolo del quale si assiste all'avvento del calcolatore elettronico,
ancora sperimentale e perciò considerato meno affidabile della macchina
di Babbage tradizionale. (fonte Wiki)

 

Fonti:

http://www.computerhistory.org/

http://it.wikipedia.org/wiki/Charles_Babbage

http://www.computerhistory.org/babbage/adalovelace/

http://it.wikipedia.org/wiki/Steampunk

 

 

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