XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Августа Ада Байрон (Лавлейс) известна тем, что составила описание вычислительной машины, разработанной Чарльзом Бэббиджем, и написала для этой машины первую в мире программу.

Ада Лавлейс считается первым программистом в истории человечества. Несмотря на то, что Ада Лавлейс была великим математиком, ее научные открытия имеют непосредственное отношение к истории вычислительной техники.

Работа Ады Лавлейс под названием «Примечания переводчика», состоящая из 8 примечаний, посвящена в основном трем взаимосвязанным вопросам: уточнению и пояснению некоторых принципов и особенностей работы аналитической машины, рассмотрению теоретических возможностей машины и программированию решения задач на этой машине [2].

Родилась Ада 10 декабря 1815 года в Лондоне. Она была единственным ребенком в семье поэта Джорджа Гордона Байрона. Когда Аде исполнилось семнадцать лет, она впервые услышала имя Чарльза Бэббиджа (1791–1871) – выдающегося английского математика. В двадцатилетнем возрасте Ада вышла замуж за лорда Кинга, который стал впоследствии графом Лавлейс, поэтому сама Ада Байрон стала знаменитой как графиня Ада Лавлейс [3].

Чарльз Бэббидж родился в 1791 году в семье банкира. Будучи студентом, он уже начал интересоваться вычислительными методами. В момент знакомства с Адой Чарльз Бэббидж занимал должность профессора кафедры математики Кембриджского университета.

В 1822 он работал над постройкой разностной машины, которая была задумана для табулирования, то есть составления вычислительных таблиц. Для вычисления значения функции её необходимо было представить в виде композиции конечного числа функций, а затем производить расчёт значений каждой из этих функций. При этом оператор машины должен был вручную вводить все значения регистров [5].

В 1823 году была выплачена первая субсидия на постройку так называемого первого компьютера, который сейчас известен под названием «Большая разностная машина Бэббиджа» (Difference Engine). Однако в 1833 году ее финансирование было прекращено из−за сложности конструкции.

Несмотря на неудачу с разностной машиной, Бэббидж в 1834 году задумался о создании другой машины, которая бы позволяла решать весь класс вычислительных задач. Для этого алгоритм такой машины должен задаваться извне, а не быть «жёстко зашитым» в её конструкцию. Сама же машина должна уметь управлять ходом вычислений. Новую вычислительную машину Бэббидж назвал Аналитической – Analytical Engine

Основными частями Аналитической машины являлись:

1. «склад» − устройство для хранения чисел, то есть память в современной терминологии;

2. «мельница» или «фабрика» − устройства для выполнения арифметических действий (арифметическое устройство);

3. «контора» – устройство, управляющее операциями машины (устройство управления);

4. устройства ввода и вывода [4].

Обмен данными осуществлял набор зубчатых реек. Каждое из колес регистров могло останавливаться в одном из десяти положений и запоминать десятичный знак.

Операции умножения и деления в свою очередь представлялись как последовательные сложения или вычитания. Для ввода данных в память и управления работой машины Бэббидж задумал использовать перфокарты, которые впервые начали применяться в ткацких станках Жаккарда в 1808 году.

Жозеф Мари Жаккард (1752–1834) – французский изобретатель станка для выработки крупноузорчатых тканей. Этот станок является ярким примером машины с программным управлением [4].

Аналитическая машина выполняла две операции с перфокартами, одна давала задание для «мельницы», вторая же управляла переносом данных между «мельницей» и «складом». Карты проходили под щупами, которые, при попадании в отверстия, приводили в движение механизмы передачи данных со «склада» на «фабрику». Результат машина возвращала обратно на «склад». Также в Аналитической машине была предусмотрена возможность организации условий и циклов. Для этого механизм переноса последнего разряда мог заставить цикл повторить действие либо пропустить его.

Аналитическая машина была описана в статье Луиджи ФредеригоМ Менабреа (180–1896). Бэббидж попросил графиню Лавлейс перевести записи Менабреа на английский и сопроводить текст комментариями. Именно эта работа стала причиной появления на свет первой в мире программы и первого программиста [1].

В 1843 г. Адой Лавлейс для машины Бэббиджа была написана первая в мире достаточно сложная программа вычисления чисел Бернулли. Наряду с этим, Лавлейс популяризировала идеи Бэббиджа и сама проектировала некоторые узлы машины.

Графиня Лавлейс помогла Бэббиджу прояснять его собственные идеи и служила источником вдохновения изобретателя, заражая своим энтузиазмом. Но даже ее дара оказалось недостаточно, чтобы решить основную проблему на пути создания аналитической машины. Ее просто невозможно было сконструировать и запустить в работу, ведь она должна была быть не меньше железнодорожного локомотива. Несмотря на то, что машина Бэббиджа так и не была сконструирована при жизни Ады, написанная ею программа по вычислению чисел Бернулли по праву считается первой программой, специально реализованной для воспроизведения на вычислительной машине.

Идеи графини Лавлейс удалось реализовать только с наступлением эры вычислительной техники. В наше время многие разработки Лавлейс и Бэббиджа пытались проверить на современном уровне. Так в 1991 году английские ученые по чертежам Чарльза Бэббиджа построили механическую вычислительную машину.

Работает эта машина очень медленно, по сравнению с современными компьютерами: одна операция умножения или деления занимает 2–3 минуты. А в 1978 году в Дубне в вычислительную машину БЭСМ–6 была введена программа Ады Лавлейс, закодированная на языке программирования «Фортан». При проверке работоспособности была найдена всего одна опечатка и одна ошибка, но программа требовала меньшего количество перфокарт, тем самым экономя память [3].

В 1975 году Министерством обороны США была предложена идея о создании универсального языка программирования. Проект был одобрен и данный язык назвали в честь графини Лавлейс – язык «Ада». Синтаксис языка «Ада» 1983 года был похож на синтаксис таких современных языков программирования, как Паскаль или Algol, но в 1995 году в него были добавлены элементы объектно-ориентированного программирования. В настоящее время этот язык используется для больших и сложных проектов, не только военного плана.

В честь Ады Лавлейс отмечается два праздника: день 7 октября так и называется днем Ады Лавлейс, и проводится в целях популяризации научной деятельности женщин. В этот день люди всего мира рассказывают о наиболее замечательных научных открытиях, сделанных женщинами.

Существует также неофициальный праздник «День программиста», который отмечается несколько раз в году, отмечаются и две даты, связанные с именем Ады Лавлейс: это 10 декабря – день её рождения и 17 октября – день, когда она написала свою первую программу для вычислительной машины.

Список использованных источников:

1. Казак, В.М. Великие женщины–математики / В.М. Казак – М. Москва «Просвещение» 2018 г, – 192 с.

2. 2.Кувшинова, М.Ю. Алгебра и гармония Ады Байрон / М.Ю. Кувшинова // журнал «Ах...» – 2016.

3. Коростелева, М.В. История развития вычислительной техники. Чарльз Бэббидж [Электронный ресурс] / История развития вычислительной техники – Электрон, дан. – 2018.

4. Лебешева, М.А. Язык Ады Байрон / Ежеквартальный журнал для педагогов, психологов и родителей «Дети в информационном обществе» – Электрон, дан. – 2017.

5. Рогоза, В.А. Графиня Лавлейс дьявол или ангел? Судьба дочери лорда Байрона / Ежедневный познавательный журнал «Школа жизни.ру» – Электрон, дан. – 2019.

Код для цитирования: Скопировать