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Charles Babbage: la Macchina Analitica

macchina analitica

Il 26 dicembre del 1837, C. Babbage, in un suo articolo “On the Mathematical Power of the Calculating Engine”, descrive il primo modello di calcolatore automatico: La Macchina Analitica.


Già durante la costruzione della Macchina Differenziale, Babbage cominciò a concepire l’ idea di un calcolatore universale capace di “ragionare” [un secolo prima della Macchina di Turing!] che non si limitasse ad eseguire i calcoli, ma che fosse in grado di sviluppare automaticamente i passaggi successivi basandosi sui risultati precedetemente ottenuti. Si pensa che i meccanismi sofisticati degli automi del ‘700 e il telaio di Jacquard abbiamo ispirato il matematico britannico. La macchina questa volta sarebbe stata alimentata a vapore, più piccola e più veloce della Macchina Differenziale. Ci tenevo a mostrarvi nel modo più semplice possibile come la macchina analitica ha precorso i tempi confrontandone la struttura con l’architettura di von Neumann.

ANALYTICAL ENGINE – BABBAGE.SYS [1837] READY MILL.EXE Unità di Elaborazione • Operazioni aritmetiche • 1000 ruote dentate Mill: Unità di elaborazione della macchina, equivalente alla CPU moderna. Esegue addizioni, sottrazioni, moltiplicazioni e divisioni utilizzando un complesso sistema di 1000 ruote dentate meccaniche con precisione di 40 cifre decimali. STORE.DAT Memoria • 100 colonne × 40 cifre • Variabili e costanti Store: Sistema di memoria della macchina, equivalente alla RAM moderna. Composto da 100 colonne di ruote dentate, ognuna capace di memorizzare un numero di 40 cifre. Conserva variabili, costanti e risultati intermedi durante i calcoli. READER.SYS Lettore Schede • Schede perforate • Cicli e salti condizionali Reader: Sistema di input programmabile che legge schede perforate contenenti istruzioni. Prima implementazione al mondo di programmazione con controllo del flusso, cicli e salti condizionali. Ispirò il telaio di Jacquard per la tessitura automatica. PRINTER.OUT Stampante • Output automatico • Tabelle formattate Printer: Sistema di output automatico per stampare risultati e tabelle numeriche. Primo esempio di formattazione automatica dei dati di output, eliminando errori di trascrizione manuale. GRAPHICS.DRV Disegnatore Grafici • Curve matematiche • Grafici automatici Curve Drawing Apparatus: Sistema innovativo per la visualizzazione automatica di dati attraverso grafici e curve matematiche. Primo esempio di output grafico computerizzato per analisi visiva dei risultati. dati risultati controllo istruzioni CARDS.DAT INNOVAZIONI RIVOLUZIONARIE • Prima macchina programmabile della storia • Separazione processore/memoria • Controllo flusso con cicli e salti • Input/Output automatizzati • Precisione: 40 cifre decimali • Precursore dei computer moderni • Influenza su Ada Lovelace • Base teorica dell’informatica • Capacità di calcolo generale • 100 anni avanti nel tempo La Macchina Analitica di Babbage (1837) anticipò di oltre un secolo i principi fondamentali dei computer moderni: programmabilità, separazione tra hardware e software, controllo del flusso, automazione I/O e calcolo generale. Ispirò Ada Lovelace a scrivere il primo algoritmo computerizzato.

INPUT: schede forate
STORE: la memoria
MILL: letteralmente “mulino” rappresenta l’unità di calcolo
OUTPUT: il risultato poteva essere sia stampato che convertito in altre schede forate da re-inserire nella macchina

Babbage lavorò a questo ambizioso progetto fino alla fine dei suoi giorni, ma non riuscì mai a costruire la macchina per problemi sia tecnici che economici. La macchina analitica resta comunque un passo importantissimo nella storia dell’informatica, è anche il primo calcolatore su cui sia mai stato scritto un software: l’Algoritmo di Ada Lovelace per i numeri di Bernoulli.

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